解密钛合金加工新技艺

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编者按

钛合金切削加工，由于其塑性低、回弹大、高温时化学活性高、摩擦系数大、弹性模量小、导热系数小等特性，所以加工难度巨大。尤其在航空透平部件中，钛合金材料在蠕动磨削工艺中容易导致工件表面烧伤，进而显著降低表面质量和硬度，从而影响整个产品的质量和使用寿命。

在这一挑战背后，厦门金鹭致力于航空航天领域的钨系列产品研发，如ST300立铣刀、ADGT方肩铣削等，通过精益求精的设计，极大地提高了钛合金加工效率。同时，优耐特一直专注于平面成型磨床研发与制造，为钛合金工件提供解决方案。

厦门金鹭

钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀等特性，被广泛应用于航空航天、能源、医疗等领域。在航空领域，钛合金结构件主要用于飞机机身、机翼等关键部位，是航空领域的“重要骨架”。厦门金鹭拥有多年产品开发和零件方案经验，并根据市场需求，通过优化工艺方案、开发高质量刀具，为客户提供成熟且高效的钛合金结构件解决方案。

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解决方案介绍

厦门金鹭深耕终端，在航空航天领域蓄力多年，为客户提供了多种零件加工解决方案，以下是金鹭成熟的钛合金结构件加工解决方案。

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新产品亮点介绍

（1）银雀系列ST300立铣刀

全新ST300钛合金高性能立铣刀，能够显著提高钛合金加工效率，为了满足不同的工况需求，目前已发布4刃平头、4刃圆角头、5刃圆角头三种刀型，设有7个型号325个规格，具备以下设计特点：

（2）银雀系列ADGT方肩铣削

ADGT方肩刀片主要用于航空钛合金结构件半精加工和精加工，能够显著提高加工垂直度精度和底面加工表面质量，规格包含AD10/12/18三种，圆角设置齐全，搭配芯轴式、圆柱直柄式和可换式刀头三种刀体形式，满足面铣、型腔铣、侧铣、插铣等工况加工，具备以下设计特点：

（3）银雀系列SOE(M)T快进给铣削

SOE(M)T快进给刀片主要用于航空钛合金结构件快进给粗加工，共设置SO09/12两种规格刀片，分别搭配SM通用型槽型和ST槽铣专用槽型，其中SM槽型同步配备精磨级SOET，两种槽型都搭配芯轴式、圆柱直柄式和可换式刀头三种刀体形式，可实现快进给工况的全覆盖，满足面铣、型腔铣、槽铣、坡铣等工况加工，具备以下设计特点：

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加工实例及结论

航空钛合金框 -TC4 -侧壁粗加工

航空翼架结合面 -TC4-侧壁半精铣

钛合金横梁-TC4-型腔粗铣

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刀具优点及效果

此次厦门金鹭全新的钛合金结构件解决方案，是厦门金鹭在钛合金加工领域的又一次提升和突破，其中银雀系列ST300钛合金高性能立铣刀、ADGT方肩刀片、SOE(M)T快进给刀片凭借其精益求精的结构设计和匠心独妙的全新钛合金牌号，具备优秀钛合金高效高质量加工性能，为客户钛合金高效加工提供坚实之翼，助力其翱翔在更高更远的未来。

优耐特

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加工工艺、解决方案

通常机床配备有分度工作台，夹具工装和砂轮组等附件，采用蠕动磨削工艺加工透平动叶、透平导叶和封严块等透平部件。

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工件加工难点

大多数航空透平部件材料，尤其是钛合金材料在进行蠕动磨削工艺时非常容易造成工件表面烧伤。而表面烧伤将会大幅降低工件表面质量以及表面硬度，从而降低整个产品的质量和使用寿命。同时，很多细小的表面烧伤是无法通过肉眼查看到的，只能通过专业的光学仪器检测。但是在实际生产当中，对每一个加工过的工件进行光学测量是不太现实的，将会大大降低生产效率。

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加工方法

德国保宁最新研发的新型PLANOMAT XT，PROFIMAT XT以及PROKOS XT系列磨床的水平X轴可采用直线电机直接驱动。这样就开发出新型的高速往复磨削工艺方式。

采用高速往复磨削工艺时，稍微减少砂轮的每刀进给量，但是大大提高了砂轮往复运动速度，结合德国保宁功能强大的随动冷却液喷嘴系统，使得磨削表面产生的热量被快速带走。在不减少生产效率的同时，大幅降低了钛合金表面烧伤的风险。

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加工实例及结论

▶零件名称：航空透平导向叶片

▶零件材料：钛合金

▶机床：德国保宁PROFIMAT XT 612

▶冷却方式：冷却液系统 + 随动冷却液喷嘴系统

▶加工类型：高速往复磨削

▶刀具：刚玉砂轮

▶磨削结果：磨削效率略高于带有连续修整功能的蠕动磨削工艺，大大高于普通蠕动磨削工艺，同时大幅降低表面烧伤风险

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设备简介

▶机床尺寸：五种加工区域尺寸，分别为400x800mm；400x1200mm；600x800mm；600x1200mm以及600x2000mm。

▶机床硬件：带有联合磨削集团最新开发的C.O.R.E面板；机床全模块化设计；具有高刚性，极佳吸震性，最小化热变化影响等优点；高精度线性导轨以及再循环滚轴丝杠；可采用直线电机驱动方式等。

▶机床软件：C.O.R.E OS操作系统；用户友好的操作指导界面；菜单式磨削程序和修整程序编辑功能；可以即时监视机床重要参数；可轻易实现工业4.0要求等。

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优点及效果

采用高速往复磨削工艺加工航空透平钛合金工件时：

▶大大降低透平工件尤其是钛合金工件表面烧伤的风险；

▶提高了生产效率；

▶加工工艺更加稳定；

▶砂轮磨损少，生产成本降低；

▶磨削应力小；

▶非常适合钛合金工件的磨削加工等。