钛合金螺旋铣孔对质量的产品影响

钛合金具有比强度高、热强度好、耐腐蚀、良好的低温性能，由于钛合金材料的难加工特性，采用传统的麻花钻工艺制孔时，容易形成孔壁热损伤，并存在钻削质量低、孔壁表面质量差等问题。螺旋铣孔技术是航空装备制造领域新兴的高效、高质量制孔技术。与传统的钻孔技术相比，螺旋铣孔技术具有很多优点：轴向力小；可以实现一种刀具加工不同直径孔，减少刀具种类；切屑不连续，排屑空间大，切屑能更好排出，减少切屑与已加工表面的摩擦，从而提高加工表面质量；断续的加工过程有利于刀具散热，能够降低刀具磨损，延长刀具使用寿命等。

切削力和切削温度是切削加工中重要的过程参数，对钛合金材料制孔精度和加工质量有重要影响，国内外学者对钛合金切削加工的切削力和切削温度进行了大量研究。作为一种重要的制孔方式，螺旋铣孔加工自出现以来也受到了国内外研究人员的关注。从加工几何学角度分析，螺旋铣孔加工过程中铣刀同时做公转、自转和进给运动，加工时同时存在底刃的连续切削及侧刃的断续切削，其未变形切屑的几何形状和尺寸与切削参数之间存在定量的关系。通过研究铣刀侧刃切削与底刃切削去除量之间的关系发现，在铣刀形状固定的条件下，铣刀侧刃切削去除材料和底刃切削去除材料间的比例仅与刀具直径和加工孔径有关，该比例对轴向切削力、加工温度和质量有直接影响。螺旋铣孔加工过程中工件上任一点的温升是铣刀端刃切削生热与侧刃切削生热同时作用的结果，结合螺旋铣动力学分析和传热学理论可建立螺旋铣孔三维温度预测模型并分析螺旋铣孔切削温度特征。利用上述模型分析螺旋铣孔温度发现，主轴转速与螺旋导程增加时切削温度升高，且热源与测温点越接近时，测量温度越高心。

钛合金螺旋铣孔试验研究，分析了加工参数对切削力、切削温度质量的影响，得出以下主要结论。
(1)在螺旋铣L加工过程中，测量点的温度由于传热与散热相互影响而先上升后下降，局部温度曲线呈周期性波动，波动周期即为刀具公转周期。
(2)螺旋铣孔加工中F。、E随刀具的公转呈周期性波动，在每个周期内，只、F。大小及变化趋势一致，但存在900的相位差。
(3)切削速度增加时，切削温度明显上升，切削力基本保持不变；轴向每齿进给量及切向每齿进给量增加，切削温度无明显变化，切削力上升。切削温度是影响钛合金加工孔表面质量的主要因素。切削温度高，切屑流动性变差，容易粘附在排屑槽中堵塞刀具，降低刀具的切削能力，导致在工件表面出口处有大量毛刺存在，降低加工孔的质量。
(4)在需同时保证加工效率及加工质量的前提下，应尽量选择大的切向每齿进给量、大的轴向每齿进给量和较低的切削速度。