钛合金因强度高、力学性能好、耐腐蚀性强等特点，在航空制造业的应用越来越广泛。随着钛合金在飞机中的占比不断提高，钛合金航空结构件数控加工效率对航空制造企业的影响越来越大。钛合金属于难加工材料，相对可加工性为0.15~0.25，加工效率仅为铝合金的10%。
因此钛合金航空结构件加工效率低下严重制约了现代飞机的批量生产，实现钛合金航空结构件的高效加工已成为航空制造企业、数控设备制造商和刀具制造商共同关注的课题。
钛合金切削加工性能
钛合金具有力学性能好、耐腐蚀性强、比重小等特点，但在加工中，钛合金的切削性能很差，主要表现在以下几个方面：
- 切削力大。钛合金材料强度高，切削时产生的切削阻力较大，导致切削刃处产生大量的切削热。
- 热导率低。钛合金的热扩散率较低，大量的切削热集中在切削区内。
- 刀尖应力大。钛合金塑性低，加工产生的切屑极易弯曲，造成切屑与前切削刃的接触长度短。因此，切削刃上单位面积上的作用力增大，造成刀具刀尖处应力集中。
- 摩擦力大。钛合金的弹性模量较小，导致前后切削刃之间的摩擦增大。
- 化学活性大。在较高的切削温度下，钛元素易与空气中的氢、氧、氮等气体发生化学反应，形成表面硬质层，加速刀具磨损。
钛合金高效加工设备
为满足钛合金结构件的高效加工，新型钛合金加工装备呈现以下发展趋势：
- 扭矩大。钛合金强度高，加工时切削力很大。钛合金加工机床一个明显的特点就是主轴扭矩和摆角扭矩大。
- 电主轴的应用。大功率、大扭矩的电主轴已在钛合金加工中得到应用。
- 卧式加工中心应用于钛合金加工，卧式加工中心排屑方便，有利于提高加工效率和加工质量，可互换工作台，易于实现多工位加工，组成柔性生产线，提高设备利用率。
- 高压内冷。钛合金加工时，切削热集中在刀具尖端，容易造成刀具磨损或损坏。高压内冷可以精确喷射到切削区域，带走切削热。
钛合金高效加工铣刀
钛合金切削加工性较差，传统加工方法的切削速度一般不超过60m/min。钛合金粗加工主要采用大切削深度、低转速、小进给，以获得最大的金属去除率。精加工采用PVD涂层硬质合金刀具进行高速铣削，以较小的切削宽度和较大的切削深度获得高效切削。因此，钛合金加工刀具的改进主要围绕如何在强力切削时避免振动、减小切削力、降低切削温度等进行。
三和新推出SHTI系列，专攻钛合金材料加工，刀具寿命8-10小时，已在国内推广，有不少客户在使用。
钛合金高效加工立铣刀
钛合金面铣加工
钛合金面铣
面铣钛合金零件时，多采用小切深、大进给的铣削方式，以达到高效加工的目的。大进给铣削的原理是减小刀具的主偏角，使刀具在很高的进给量下，仍能保持较小的切屑厚度。为减小大进给时的切削力，在较低的切削速度下可获得较大的进给量，提高单位切深的金属切除率。同时，切削力部分是垂直向上的，切向力较小，功耗也较小。这种加工方法对机床的功率和刚性要求不高，被广泛应用。
SHTI 系列 立铣刀 可满足钛合金材料的面铣削。
钛合金槽加工
槽型腔是钛合金航空结构件加工的主要特征，材料去除率高，加工工作量大，因此槽型腔加工是实现钛合金零件高效加工的关键。采用大切深、低转速、低进给的强力切削，以获得最大的金属去除率，是钛合金粗加工的有效方法。玉米铣刀是目前钛合金粗加工效率最高、应用最广泛的强力铣削刀具。
SHTI系列还有长颈立铣刀，专为深腔加工而设计。
圆角加工技术
为了减轻飞机重量，飞机结构件槽口转角处的圆角通常较小，需要采用较小直径的铣刀进行加工。由于圆角处切削量的突变，切削力变化较大。在切削力突变的情况下，刀具容易发生振动，甚至折断。这导致刀具磨损严重，加工效率低下。
插铣是解决拐角加工效率的最佳方法。插铣比传统铣削振动小，切削方法去除拐角余量效率高。大多数拐角余量可以通过使用不同直径的插铣刀去除。然后使用 立铣刀 去除插铣产生的残渣，可以大大提高加工效率。
精密侧铣技术
在精加工侧壁时，利用铣削的不连续性，达到高速切削的目的。这样提高了零件的表面质量和加工效率。在精加工侧面时，由于切削宽度小，刀齿每旋转一圈的切削时间很短，也就是冷却时间很长，在冷却充分的情况下，可以有效地控制切削温度。因此，可以大大提高切削速度，提高加工效率。采用PVD涂层整体硬质合金铣刀或超密齿硬质合金铣刀对钛合金进行高速切削精加工。这样可以大大提高加工效率和加工精度。
