钛合金高速切削加工研究现状

钛合金高速切削加工研究现状德国、美国、日本等掌握先进制造技术的国家已经研制出多种商品化的高速切削机床，并且在高速切削工艺方面进行了大量的研究。研究内容包括各种材料高速切削中切屑形成机理、刀具材料及切削参数优化、刀具结构设计及动平衡、高速加工振动特性与控制、刀具走刀路径控制、冷却技术、高速切削安全性等。国际上在高速切削理论研究方面虽取得了一些研究成果，但总体上落后于工业实高强度钛合金的高速铣削研究践，还没有公认的理论能够解释高速切削中许多特殊问题和现象，这是问题之一。问题之二是虽然钛合金等难加工材料高速切削速度己比普通加工的切削速度提高了数倍，但刀具磨损依然是制约难加工材料切削速度进一步提高的关键因素。也正是由于高速切削机理尚不明确，也影响了钛合金等难加工材料高速切削技术与工具技术的进一步发展。这是高速、超高速切削技术两大国际性难题。我国在90年代初开始有关高速切削机床及工艺的研究。研究内容包括水泥床身、高速主轴系统、全陶瓷轴承及磁悬浮轴承、快速进给系统、有色金属及铸铁高速切削机理与适用刀具等方面。国家自然科学基金和航空科学基金曾资助南京航空航天大学开展钛合金铣削和陶瓷刀具高速车削高温合金技术研究;国家自然科学基金资助过同济大学开展高速机床关键技术研究;资助广东工业大学开展直线电机高速进给系统研究等;国家科委资助沈阳工业学院开发高速车铣机床技术。上海交大和西工大曾对铝合金高速铣削中切削温度的动态变化规律进行了试验研究。但由于条件限制，在该领域的研究非常零散，很不深入，真正应用于工业生产的完全由我国自行开发的高速切削机床还没有，与发达国家存在很大差距。可喜的是最近几年，从学术界到工业界逐步认识到高速与超高速切削的重要意义，不少工厂、尤其是航空主机厂都投入巨资引进国外先进的高速切削机床，为高速切削技术在国内的应用和发展提供了物资基础。但是，由于缺乏高速切削基础理论体系和工艺技术应用系统的研究，应用非常有限，存在的主要问题有:(I)缺乏深入的切削机理研究，使得工业应用研究带有很大的盲目性。高速切削技术在切削原理上是对常规切削的重大突破，在切削加工工艺安排、切削用量选择及刀具应用等方面有较大的特殊性，普通切削工艺及传统刀具不能满足高速切削技术要求;(2)生产实际中缺乏较全面的实用化的高速切削工艺数据库。由于缺乏必要的工艺技术研究和试验，无法向工业界提供合理可靠的工艺参数，大多数引进的高速机床均没有充分发挥应有的效益，造成设备的严重浪费:(3)钛合金等难加工材料高速铣削技术落后，严重影响航空产品的研制质量和速度;(4)缺少理论和技术的支持，自我发展能力很低。高速切削的机床、刀具、切削液等等均依赖进口，这将严重制约航空宇航等涉及国防工业制造技术的发展.综上所述，高速切削技术是国际上先进制造技术的发展潮流，开展钛合金等难加工材料的高速切削研究，解决钛合金高速切削加工难题，必将对于我国航空工业的飞速发展将起到非常积极的作用。