隨（suí）著先進製造技（jì）術愈來愈廣泛地應用於製造業（yè），超（chāo）高速切削技（jì）術應用於鈦合金的切削加工顯現出了明顯的優越性。本文主要就（jiù）超（chāo）高速切削鈦（tài）合金過程中對刀具耐用度、加工效率和加工質量等影響極大的刀（dāo）具材料重點闡述， 以尋求刀具與鈦合金的最佳匹配。

      鈦合金化學親和力大， 導熱性差且強（qiáng）度高， 使切削溫度大幅提高、刀具磨（mó）損加劇（jù），用傳統的加（jiā）工方法難（nán）以加工。長期以來， 改善鈦合金切削加工性的途徑一直在探索中（zhōng），合理（lǐ）選擇刀具材料及刀具幾（jǐ）何（hé）參數、合理製（zhì）定切削用量（liàng）、采用適當的（de）切削液等均可在不（bú）同程度上提高難加工材料的切削加（jiā）工性（xìng）。迄今已經有了一些方法，常用的有專門熱處理、加熱切削、向切（qiē）削區引入超聲波（bō）及振動等。但這些方法普遍存在著效率低、成本高（gāo）且加工質（zhì）量難保證等弊端。而（ér）超高速切削加工可（kě）大幅提高鈦合金加（jiā）工的生產效率及加（jiā）工質量（liàng）。

      1.超速切削的特點及刀具材料

      （1）高速（sù）切削技術

      高（gāo）速切削是一個相對概念，如何定義，目前尚無（wú）共識。通常把切削速度比常規高出5—10倍的切（qiē）削加（jiā）工叫做高速切（qiē）削或超高速切削。按不同加工工藝規定的高速切削範圍， 車削（xuē）700—7000m/min， 銑削300—6000m/min， 鑽削200—1100m/min，磨削150—360m/s，這（zhè）種劃分比（bǐ）常規切速幾乎提高了一個數量級，而且有繼續提高的趨勢。

      高速切削技術是在機床結構及材料、機床設計（jì）製造技術、高速主（zhǔ）軸係統、快速進給係統、高性能CNC控製係（xì）統、高性能刀夾係統、高性能刀具材料及刀具設計製造技術、高效高精度測量測試技術、高速切削機理、高速切削（xuē）工藝等諸多相關硬件與軟（ruǎn）件技術均得到充（chōng）分發展的基礎之上綜合而成的（de）。因此，高速切削加工是一個複雜的係統工程，涉及機床、刀具、工件、加工工（gōng）藝過（guò）程參（cān）數及切削機理等諸（zhū）多方麵。

      該技術為“輕切削（xuē）”方式，每一刀切削排屑量小，切削深度小，即ap與ae很小（xiǎo）。其有以下幾個優點（diǎn）。加工時間短，效率高。高速切削的材料（liào）去除率通常是常規的3—5倍。

      刀具切削狀況好，切削力小，主軸軸承、刀具和工件受力均小。由於切削（xuē）速度高，吃刀量很小，剪切變形區窄，變形係數ξ減小，切削（xuē）力降低30%—90%。同時，由於切削力小，讓刀也小，提高了加（jiā）工質量。

      刀（dāo）具和工件受熱影響（xiǎng）小。切削產生的熱量大部分被高速（sù）流出的切屑所帶（dài）走，故工件和刀具熱變形小，有效地提高了（le）加工精度（dù）。

      可完成高（gāo）硬度材料和硬度高（gāo）達HRC40—62淬硬鋼的加工（gōng）。如采用帶有特（tè）殊塗層（TiAlN）的硬（yìng）質（zhì）合金（jīn）刀具，在高速、大進（jìn）給和小切削量的條（tiáo）件（jiàn）下， 完成高硬度材（cái）料和（hé）淬硬鋼的（de）加工，不僅（jǐn）效率高出電加工（EDM）的3—6倍，而且表麵（miàn）質量很高（Ra0.4），基本上不用鉗工拋光。

      （2）超（chāo）高速切削的刀具材料

      由於超高（gāo）速切削的速（sù）度（dù）比常（cháng）規切削速度高幾倍甚至十幾倍（bèi），切削溫度很高，因此超高速切削對刀具材料提出了更高的要求。刀具材料應具（jù）備高的耐熱性、抗熱衝擊性，良好的高溫力學性（xìng）能，以及較高的可靠性。目前國內外用於超高速切削的刀具材（cái）料主要有（yǒu）塗層硬質合金、TiC（N）基（jī）硬質合金（jīn）、陶瓷刀具、聚晶金（jīn）剛石PCD和立方氮化硼等。

      2.超高（gāo）速切削鈦合金

      超高速切（qiē）削鈦合金是在高應變率響應的作（zuò）用（yòng）下， 改善其加工性能，從而得到高的加工質量。超高速（sù）切削鈦合金的（de）速度一般控製在（zài）150—1000m/min範圍。

      超高速切削鈦合金的關鍵技術（shù）除了切削速度外， 還有刀具主軸單元及進給單元製造技術、機床支（zhī）承及輔助單元製造（zào）技術、加工測試（shì）技術等諸多因素。

      根據鈦合金自身對刀具材料的要求，以（yǐ）及超高速切削對刀（dāo）具材料提出的特殊要（yào）求，研究發現適宜於超高速切（qiē）削的幾種常用的（de）刀具材料與鈦合金的匹配性存在很大差異。

      PCD刀具的性能很適宜於加工（gōng）鈦（tài）合（hé）金，原因（yīn）有：①很好的（de）導熱性。由於（yú）導熱係數及熱擴（kuò）散率高，切削熱容易散出，故切削溫度低。金剛石的導熱係數為硬質合金的1.5—9倍（bèi）。②較低的熱膨（péng）脹係數。金剛石的熱膨脹係數比硬質合（hé）金小得多，約為高速（sù）鋼的1/10。③極高的硬（yìng）度和耐磨性，金剛石刀具在加工高硬度材料（liào）時，耐用度為硬質（zhì）合金刀具的10—100倍，甚至高達幾百倍。

      3.結語

      采用超高速切削難鈦合金這一加工材料， 解決了常規切削鈦合金的難題， 既（jì）保證了加（jiā）工質量， 又大幅度提高了生產率，具有（yǒu）良好的（de）發展前景。超高速切削（xuē）技術用於難加（jiā）工材料的加工正在逐（zhú）漸成熟（shú）， 如何進一步完（wán）善超高速切削鈦合金的加工技術，是有待進一步研究的（de）課題。