蒙万传 叶建国
贵州航天风华精密设备有限公司 贵州贵阳550000
摘要：围绕钛合金深孔高效精密加工工艺的具体应用展开分析，有利于提升钛合金深孔加工效率，保证加工精密度，具备较强的实践意义。以此为基础，本文简要分析了钛合金材料的特性，并从优化加工方法、表面粗糙度分析、改善装夹方案等方面对其工艺要点予以论述，希望为钛合金材料的深孔高效精密加工提供新的指引。
关键词：钛合金 深孔 精密加工工艺
前言：深孔加工指的是孔长与孔径比超过6的孔加工。而针对钛合金材料的深孔加工，理应从加工工艺角度优化深孔加工效果。尤其在加工折叠翼面深孔、管制类零件中，应结合深孔加工特征，改善原有加工现状。经由新工艺还可降低孔偏斜等不良事件的发生率，促使钛合金深孔加工在安全可靠的环境下，生产出更多优质钛合金产品。
一、钛合金材料的特性
钛合金材料主要具有下列三种特性：（1）强摩擦。钛合金可用于生产飞机航天器等军用品。根据过往的经验，钛合金虽有一定的应用优势，但成本偏高，且加工难度较大，故应从加工工艺方面进行探究，希望降低加工难度，尽量节省成本支出。钛合金最早出现在1954年，此种材料的特性为：导热性较低、摩擦系数较大。切削钛合金材料时，刀尖在摩擦力的作用下会产生更高的温度，远超过一般技术材料。不仅如此，切削钛合金材料后的刀具均会在不同程度上出现“钝性”。（2）亲和力。钛合金实际加工结果显示，此种材质具有较强的亲和力，能够与多种金属实现“连接”。最常见的连接形式为：与钢进行连接，可全面提升整个工作面的牢固度。需要注意的是，在加工钛合金的过程中，由于碎屑的出现频率较高，故刀具很容易与其发生粘结，会加快刀具的磨损速度。因此，基于钛合金的亲和力特性，再加工期间应选择合适的加工器械。（3）弹性。钛合金同时兼具高强度和高弹性两项特性。据统计，钛合金的弹性模量可达到10800MPa，由此导致钛合金材料加工期间可能出现振动现象，有可能降低对加工精度的控制程度，长此以往，还会降低加工器械的使用年限。因此，应根据钛合金材料的特性优化加工工艺[1]。
二、钛合金深孔高效精密加工工艺的关键点
钛合金深孔高效精密加工过程中，结合以往实践加工经验，常见的问题包括零件卷边、表面过度粗糙、对刀难度大等。为了进一步提升钛合金深孔高效精密加工工艺水平，本文结合传统加工工艺的弊端与加工期间常发生的不良现象，提出下述三项优化措施，希望钛合金零件深孔加工作业完成后，相关产品的质量能够有效提升：
（一）优化加工[下段未体现出优化加工流程，全说加工方法]方法
钛合金加工过程中，[何为标准化加工顺序加工行业没有这样的说话。]需要选择适合的加工方法。与常规孔加工相比，深孔加工难度较大，要想保障加工质量，应在排屑以及冷却润滑等多个部分选择合适的方法。本文主要以钛合金管子零件为研究对象。在常规加工模式下，高精密度加工要求很难达成。因此，在对其进行加工时，应当对其外部轮廓以及整体外观进行粗略分析，并对其进行粗加工，参照加工图纸，将外观部分的多余材料清除干净。钛合金深孔加工中，传统加工工艺常存在排屑难度大、散热条件薄弱、钻孔钻进难等问题。而在深孔高效精密加工中，可对诸如此类的加工难题给出新指引。在改善原有深孔加工方案时，应当先行选择适合的深孔加工设备。对内径Φ40的钛合金管子进行深孔加工时[如何改造]，还可选择间隙可调刀具制作深孔加工支架。相关研究显示：此种刀杆具有中空支架，且在支撑套辅助下，因其内部具有内螺纹孔以及连接螺母。经过此类型刀杆，可促使钛合金加工环节刀杆与支架保持轴向运动关系，便于增强刀杆稳固度。同时，还可在刀杆操作前放入适量的高压油，由此杜绝堵塞问题。
[刀杆如何调整，指标是什么]另外，在排屑方法上，还可借助排屑箱，促使深孔加工中形成的残余屑料能够得到有效回收。[与优化流程有什么关系]在刀具的选择方面，应以深孔钻头为主，便于在全新的刀具辅助下，提高加工效率。使用上述方式，可优化深孔加工效果，确保钛合金管子的孔长与孔深符合深孔设计要求。
（二）表面粗糙度分析[下段应该写如果改善零件表面粗糙度]
在钛合金加工中，还应提升对钛合金管子的孔内壁粗糙度的分析深度，并采取有效措施改善钛合金零件表面粗糙度。[这是直线的尺寸，不是管子的尺寸]围绕粗糙度进行分析时，应依次检测孔口、内壁粗糙度，判断是否达标。传统深孔加工工艺实践成果显示，刀具多以麻花钻为主，钻削量达到孔径的两倍深度时，需对刀具进行清理，否则将导致孔表面粗糙度不佳，也会影响加工进度。应用深孔高效精密加工工艺时，可搭配枪钻实施深孔加工，由此确保深孔钻削期间，能够产生更高的效率。此外，枪钻应用于钛合金材料的深孔加工作业中，[为什么会延长设备的使用年限]还可提高加工效率。因此，还应根据新工艺下钛合金部件的粗糙度测量结果，验证枪钻的可行性[写的目的是什么]。
在以往深孔加工中，零件表面粗糙度较高问题的产生原因为：切削液不达标或者铰孔余量大，造成零件尚未实现全方位铰磨。部分情况下，刀具锋利度不足也会造成该问题。据此，应借助下述方法予以解决：加工中应当选择刀锋锐利的铰刀，并且还应当调整好铰刀前角，一般不低于5°或不高于10°。同时，在选择铰刀时，还应当下调齿数，并注重排屑箱空间的增扩，保证经由锋利铰刀操作后，零件粗糙度达标率有所提升[2]。
（三）改善装夹方案[下段内容应该写做了哪些装夹改善，而不是应用别人的一个说法。]
装夹实际上指的是定位与加紧过程。在装夹期间应当结合深加工实际情况选择适合的装夹方式。根据以往装夹中多需要反复对刀的经验，可在现有基础上引进数控装夹手段，即借助数控机床的自动化功能，应用GIS技术，对槽刀、钻头以及镗刀等刀具的位置予以确定，并且还应借助粗实线表示法，将夹具的运行轨迹记录下来，之后可参照加工路线图分析装夹方式是否存在缺陷。此外，还可参照铝合金装夹改进方式，对钛合金深孔加工装夹方案的改善提出可行性建议。如借助真空吸附方式，将钛合金零件置于吸盘之上，借助密封条与压力表对零件与夹具表面密封区域抽取空气，达到真空状态后，会形成较大的压强，以此实现零件的牢固定位。
三、加工试验验证结果[开展加工试验，应该是对你提出的改善措施进行试验，而不是胡编乱造。][数据的出处没有对比，如何得来]
根据上述提出的优化措施，为了验证深孔加工改进方案的合理性，还需要运用仿真模拟试验，获取相关数据。以粗糙度试验为例，首先选择TR200粗糙度测量仪，能够评估11mm到51mm长度零件的粗糙度，误差在±10%左右。然后按照对比法判断本文提出的粗糙度改进方案是否可行。试验1：以3.2MPa冷却液喷射压力，对钛合金零件投放冷却液，并按照0.2mm的切削深度进行加工，0.1mm的铰刀齿进给量；试验2：切削深度一致，切削速度为每分钟50mm，冷却液喷射压力相同。根据试验结果可知：在切削速度上提时，零件粗糙度也会变大。因此，应避免切削速度高于每分钟50mm。
而在装夹方案与加工方法上也可运用对比试验判定其可行性。根据相关结果：设定本文中的装夹方案与加工方法为观察组，而找正法与常规加工方法为对照组，对比后发现观察组的零件加工精密度更高，且加工效率略高，值得推广。
结论：综上所述，钛合金在优化深孔加工工艺时，既能提升加工品质，又能改善其加工精度以及生产效率。据此，应从加工流程、粗糙度分析、装夹方案等方面着手，确保加工后的钛合金成品符合生产要求，促使钛合金零件加工在新工艺下拥有的良好的发展前景，以此实现钛合金材料深孔加工优化目标。
参考文献：
[1]程海林,郭国强,蹇悦.钛合金复合深孔高效精密加工工艺研究[J].组合机床与自动化加工技术,2019(04):140-142.
[2]刘战锋,谢健康.TC4钛合金深孔(钻削)套料加工系统及其刀具研究[J].机床与液压,2019,47(15):114-118.