摘要：随着社会经济的发展，我国的机械加工行业有了很大进展。由于钛合金材料具有非常强的耐热性、抗腐蚀性及优良的导热性，因而被广泛应用在各个领域里。文章在对钛合金材料进行详细介绍的基础上，重点分析该材料在机械方面的加工工艺，并对钛合金材料的应用进行展望。
关键词：钛合金；材料特性；加工技术
引言
随着科技和经济的发展，市场对于机械结构件的需求不断变化，逐渐向薄壁、异形、复杂的结构件发展。其中盘类件是机械结构件中的重要结构件，起着传动的承载的作用，而钛合金的优点使其成为了制造气压机盘、叶片等盘类件的优选原材料。锻压能有效改善盘件内部组织和性能，但是在机械盘件的锻压生产中，由于盘件有较多的型面点，且钛合金锻件的组织和性能受到变形温度、速度等多因素的影响，锻压成形过程中盘件的质量和性能的控制无法做到精确。因此，传统的加工工艺和控制方式已经很难生产出高性能的盘件，而计算机技术的发展使得锻压过程的精确控制不再遥不可及。
1机械加工工艺技术概述
机械加工工艺技术指的是为了提高机械加工的质量在机械加工之前所做的工艺准备，包括设计样式、尺寸、加工方式、了解和计算误差等，简而言之是将加工工艺技术流程化和规范化的过程，保障了机械加工生产的有序实施及其质量。机械加工工艺主要有技术人员设计详细的内容和流程，规定各个环节的加工打磨参数、最大误差、加工工具及加工工艺的选择等，实际上是确定了机械加工中重要纲领和的准确实施步骤。编写机械加工工艺对技术人员的要求较好，编写难度较大，主要设计加工工件的设计、工艺路线、加工设备、工艺装备、质量检验方法、切削用量和时间定额等多方面的内容，加工工艺技术含量越高，误差越小，加工件的质量越高。因此，减小加工工艺技术误差是机械加工制造中的核心内容。
2钛合金材料的机械加工原则
（1）选用的操作刀具要具有合理性。任何一种机械加工，都有着其核心的使用器具，钛合金的操作加工更是如此，它的核心器具乃是操作时必备的工具——刀具。要充分全面地考虑切割刀具材质的基础特征和钛合金材料的基本特性。只有选择合理的刀具材料，再加上科学的加工方法，才能将加工技术得到良好施展。还有一点不容忽视，那就是相对合理的加工费用，在保障钛合金材质成品的高标准高质量的同时，要尽量减少加工成本，保证加工的经济性，从而实现真正的经济效益。（2）优化切削条件。在现实中进行机械操作的时候，一方面要大力保障较高标准的机械操作加工过程中的切削条件，另一方面还需要尽力实现一个硬性的目的，即钛合金机械加工系统的优化能力。此外，在现实应用中，对钛合金进行操作加工的人员要尽量科学地调整加工机床结构中的缝隙。这样做能够让控制机床主轴的零部件保持平稳，从而使其在操作过程中能够顺利加工出高标准的产品。除此之外，作为操作人员，还有一个首要的任务，就是不能让加工刀具在切削的过程中长时间使用，在操作过程中必须考虑刀具损耗，要尽可能延长刀具的使用时长。（3）控制切削量范围。如何控制切削量，应该从如下方面考虑：①对切削速度进行把控。速度的快慢直接影响刀具的强度，进而会致使刀刃的使用寿命剪短。②切削深度不能太浅。有材料调查显示，切削的过程中，切削的深浅并不会影响到刀具的温度。作为一名理想的钛合金加工操作人员，在减缓切削速度的同时可以尽量扩大切削的深度。最后，在切削加工操作进行的过程中，不可以随性终止走刀，这种现象会在某种程度上导致钛合金的表层发生硬化，致使最终的加工成品没有办法使用，导致成本浪费。
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3机械加工技术分析
3.1加工零件的误差直减
在加工生产机械零件的过程中，应将加工工艺体系切实贯彻误差所存的实处，对于所加工的零件与机械制品的质量制定严格的规范标准，让各个生产厂商进行加工的监督工作，提升加工管理的效率与质量，从根本上直接减少加工零件的误差问题。另外，加工工程中所涉及到的夹具、刀具，需要制定一套详细的使用教程，对于加工零件人员进行定期的工具培训与考核，提升作业人员的技术意识与责任意识，对零件的交付工作产生危机意识，从而减少零件误差问题的发生。
3.2模糊PID控制设计
在工业生产中，温度控制是极其关键的环节，它对最终产品的质量和性能起着决定性的作用。模糊PID控制技术融合了模糊技术和PID控制技术，是一种新兴的智能控制技术，是众多智能控制方式里应用最为普遍的一种。它与传统控制方法相比，具有更快的控制速度和更高的稳定性，实用价值更高，控制效果能得到极大的提升。模糊PID控制的对象是4个与温度相关的锻压工艺参数：始锻温度、终锻温度、坯料加热温度、模具预热温度。偏差变化率是在单位采样时间内，前后两个采样时刻偏差值之间的差异值。通过四个温度的偏差及偏差变化率，实现模糊PID控制系统智能调节和调整锻压过程中的始锻温度、终锻温度、坯料加热温度和模具预热温度。模糊控制器首先模糊化处理4种温度的偏差变化率，接着根据锻压工艺的相关经验和技术知识设置出适宜的推理规则，最后通过加权平均法进行反模糊化的操作。PID控制器输出比例、积分和微分这三种系数，隶属度函数为三角形函数。
3.3刀具材料
通常状况下，会选择耐磨性高、硬度强的材质。刀具相关材质一般分为硬质合金、立方氮化硼、高速钢、涂层型以及聚晶金刚石等。硬质合金型刀具加工方式为粗加工和细加工两类。立方氮化硼型刀具具有耐热高、硬度强等特性，被很多企业所使用。高速钢可分为高钴及高铝两类。涂层型刀具具有很强的发展潜力，这种类型的刀具能够极大提升抗粘连性和抗氧化性，可以在苛刻的条件下进行工作。而聚晶金刚石刀具可以较好地适应钛合金材料机械加工时所产生的高热、高速环境，具有较好的稳定性能，这种刀具被大多数企业所采用。
3.4减少机床几何误差
机床几何误差主要存在与主轴回转误差、导向误差、传动链误差中，因此减小机床几何误差需要加强机床设备的刚度。在机床加工的过程中需要监测机床的加工误差，及时的调整主轴回转误差、导向误差和传动链误差，及时的更换磨损严重的机床设备。必要时需要采用校正装置和数控技术进行调整。
3.5加工工艺的参数
对带有硬皮的钛合金材质使用车削模式的时候，需要满足：15＜Vm/min＜28，0.25mm/r＜fmm/r＜0.35mm/r；在车削的时候，往往最高效的切削速度为60mm/min。除此之外，切削深度和走刀量都视实际情况来决定。钻削的时候需要做到勤退刀，视情况补给切削液，做好固定，防止出现断钻的情况发生。在攻丝的时候，使用短的跳牙丝锥且注意倒锥的尺寸标准，减小器具间的摩擦。磨削操作时要格外注意磨削区的高温和粘屑，为了保证磨削操作的正常进行，许多企业使用绿碳化硅砂轮进行磨削工序。
结束语
综上所述，加大对钛合金材料的机械加工工艺的研究分析是非常有必要的，通过本文的讲述，在对钛合金材料进行机械加工的时候，能够从切削、刀具以及工艺参数等方向上入手，提升钛合金材料的加工效率，改进加工质量。
参考文献
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[3]史寅栋.钛合金切削加工性影响因素及表面质量控制的研究[D].太原:中北大学,2018.
论文作者:曹银山
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
标签：加工论文; 误差论文; 刀具论文; 钛合金论文; 材料论文; 机械加工论文; 操作论文; 《基层建设》2019年第20期论文;