引(yin)言(yan)
钛(tai)金属在地壳(ke)中比较(jiao)丰富(fu)，储(chu)量超过(guo)铜(tong)、锌(xin)等常(chang)见金(jin)属(shu)。钛合金(jin)则(ze)是钛(tai)和其(qi)他(ta)金(jin)属(shu)混合制成(cheng)的合金材(cai)料，具(ju)有较(jiao)高的强度、耐热(re)性和(he)耐(nai)腐(fu)蚀(shi)性(xing) [1]。基于这些(xie)优(you)良(liang)特性(xing)，钛(tai)合(he)金的应用(yong)市场(chang)广阔，主要(yao)集中在航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)、生(sheng)物(wu)化学等领域(yu)。本(ben)文(wen)结合相关工作经验，探讨了(le)钛丝(si)、钛棒等钛(tai)合金(jin)材(cai)料(liao)特性和(he)磨削(xue)工艺。
1、钛合金材料(liao)的(de)特(te)性
1.1 优(you)点
（1）比(bi)强(qiang)度(du)大。和钢(gang)材相(xiang)比，钛(tai)合金材(cai)料的强度(du)相(xiang)当，
但密(mi)度只有钢材的(de) 60% 左(zuo)右，约为 4.5 g/cm3；弹(dan)性(xing)模(mo)量远低于(yu)钢材，在(zai) 1.078×105～ 1.176×105 MPa[2-3]。也(ye)就是(shi)说，钛合(he)金材(cai)料的强度(du)和(he)钢(gang)材类(lei)似，但自重(zhong)小(xiao)、弹(dan)性(xing)好(hao)，方便(bian)运输吊装和加(jia)工(gong)制造。得(de)益于这一特(te)性，可(ke)制造(zao)出(chu)刚(gang)性好(hao)、质(zhi)量轻(qing)的(de)零部(bu)件(jian)，例如发(fa)动(dong)机构件(jian)、飞机(ji)骨(gu)架(jia)、起落(luo)架、紧固件(jian)等。
（2）热强度高。钛元素(su)的(de)熔(rong)点为 1 725 ℃，导热系数(shu)为(wei) 15.24 W /（m·K），中等(deng)温(wen)度(du)下(xia)依然能(neng)保(bao)持(chi)良好(hao)的强(qiang)度。和铝合(he)金相比(bi)，环(huan)境温(wen)度(du)达(da)到 150 ℃强度(du)明(ming)显(xian)降低，而钛(tai)合(he)金(jin)在(zai) 450 ～ 500 ℃的环(huan)境(jing)下(xia)，依然(ran)能达(da)到(dao)一定强度(du)要求(qiu)。
（3）耐(nai)腐(fu)蚀性强。钛合金(jin)材(cai)料中的化(hua)学(xue)成分，和空(kong)气中(zhong)的(de)氮气(qi)、氧气(qi)发生化学(xue)反应(ying)，会(hui)在材料(liao)表面生成(cheng)保护层，从(cong)而(er)提(ti)高(gao)抗腐(fu)蚀性(xing)能 [4]。针对点(dian)蚀(shi)、酸蚀、应力腐蚀，具有较(jiao)强(qiang)的抵(di)抗力；针对(dui)强(qiang)酸和有机物(wu)品(pin)，抗腐(fu)蚀(shi)性良好。
1.2 缺(que)点
（1）高(gao)温(wen)加工(gong)性能(neng)差(cha)，当(dang)环境温(wen)度(du)超(chao)过(guo)一定(ding)限(xian)度(du)，此(ci)时钛(tai)合(he)金(jin)材(cai)料的抗(kang)蠕变(bian)性(xing)变(bian)差(cha)，继(ji)而(er)表(biao)现(xian)出(chu)脆性(xing)，不(bu)利于材料(liao)加(jia)工。
（2）冷压(ya)加(jia)工(gong)困难，因为钛(tai)合(he)金(jin)材(cai)料的(de)弹性(xing)模量(liang)小(xiao)，冷压加(jia)工(gong)会出(chu)现较大(da)的回(hui)弹(dan)现象，继(ji)而产生震动导(dao)致(zhi)无(wu)法成(cheng)形。
（3）切削难(nan)度(du)大，因导热性(xing)能较差(cha)，切削(xue)时(shi)不(bu)利(li)于散热，切削时(shi)因温(wen)度升(sheng)高(gao)可能粘附(fu)在(zai)切(qie)削工具上，不(bu)仅(jin)影响(xiang)切(qie)削质量，还会损伤工(gong)具(ju) [5]。
（4）精炼(lian)、熔融和(he)铸造(zao)技术与(yu)传统(tong)的(de)合(he)金(jin)不同(tong)，导致(zhi)钛(tai)合(he)金(jin)价格(ge)昂(ang)贵，当前在民生用品(pin)领域(yu)应用较(jiao)少。
2、钛合(he)金材(cai)料磨(mo)削(xue)的(de)特(te)点、注(zhu)意(yi)事项和(he)工(gong)艺(yi)优化
2.1 磨(mo)削特(te)点
基(ji)于钛合(he)金材料的(de)特性，磨削时(shi)具(ju)有以下 5 大(da)特(te)点(dian)。
（1）变(bian)形系(xi)数(shu)小。对钛(tai)合(he)金材料(liao)磨削(xue)时(shi)，变形系数≤ 1，由(you)于(yu)磨(mo)削(xue)路程增加，刀具(ju)磨(mo)损(sun)的速(su)度(du)加(jia)快。
（2）磨(mo)削(xue)温度(du)高。钛(tai)合(he)金的(de)导热系(xi)数(shu)小，只有 45 号钢(gang)的(de) 1/7 ～ 1/5，磨削过(guo)程中产(chan)生(sheng)的热(re)量无法(fa)及时散(san)发，热(re)量(liang)累积在(zai)材料本(ben)身(shen)，尤其(qi)是磨(mo)削(xue)区(qu)，超(chao)过(guo)承受的温(wen)度范围(wei)就会烧(shao)伤工(gong)件(jian)，合(he)金材(cai)料(liao)本(ben)身也(ye)出(chu)现(xian)损坏。
（3）单位(wei)面(mian)积切(qie)削(xue)力(li)大。切(qie)削时(shi)，钛(tai)合金(jin)材料和前(qian)刀面的(de)接触(chu)较(jiao)短(duan)，单(dan)位(wei)面(mian)积(ji)上的切(qie)削(xue)力大(da)，可能出(chu)现崩刃(ren)现(xian)象(xiang) [6]。另外，钛合金(jin)的弹性(xing)模(mo)量小，虽(sui)然(ran)整个磨(mo)削时(shi)间不长，但(dan)高温(wen)作用(yong)明显(xian)，温度(du)可达到(dao) 1 000 ℃以(yi)上，造成(cheng)钛(tai)合(he)金(jin)变形、弹性(xing)振动，影(ying)响(xiang)加(jia)工精(jing)度(du)。
（4）存(cun)在冷(leng)硬(ying)现(xian)象(xiang)。钛元(yuan)素的化学活性强(qiang)，磨削(xue)产生的(de)高温环境(jing)下(xia)，钛(tai)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)表皮发(fa)生化学反(fan)应(ying)，不仅合(he)金(jin)弹(dan)性(xing)降(jiang)低(di)，而(er)且表(biao)面(mian)硬化(hua)，加(jia)工(gong)过(guo)程更加复杂(za)，会降低(di)零件的(de)抗(kang)疲劳强度(du)。
（5）刀具(ju)易粘(zhan)接(jie)磨(mo)损(sun)。砂(sha)轮(lun)和钛(tai)合(he)金(jin)材料(liao)在接(jie)触过程(cheng)中(zhong)，摩擦引起高(gao)温，会导(dao)致(zhi)钛(tai)合金发生变(bian)形，粘(zhan)附(fu)在砂(sha)轮上或(huo)磨粒(li)脱落，造成砂轮损坏(huai)。磨(mo)削(xue)时(shi)产生的热(re)量，容(rong)易(yi)烧(shao)伤(shang)工(gong)件，刀具(ju)的更换(huan)频(pin)率提(ti)高(gao) [7]。
以(yi)绿(lv)碳(tan)化硅砂(sha)轮(lun)磨削(xue)钛合金为(wei)例(li)，碳(tan)化(hua)硅会和(he)氧(yang)气发(fa)生(sheng)化(hua)学反(fan)应：SiC+O2 → SiO2+C-768 696.48J。反(fan)应速(su)度快(kuai)，会释(shi)放(fang)大(da)量能量(liang)，不仅导致砂轮表面的(de)材(cai)料(liao)腐蚀(shi)、剥落(luo)，还可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)零件(jian)表面(mian)烧(shao)伤(shang)。
2.2 注(zhu)意事项
考虑到(dao)钛合金材(cai)料(liao)的(de)磨(mo)削(xue)特点，磨削(xue)时注意(yi)事(shi)项(xiang)总(zong)结(jie)如下(xia)：（1）因为(wei)弹(dan)性(xing)模量(liang)小，加(jia)工时(shi)夹(jia)紧、受(shou)力(li)易(yi)造成变(bian)形，会(hui)影响(xiang)加(jia)工精(jing)度，因此(ci)使(shi)用(yong)工件(jian)夹紧时，应合理控(kong)制(zhi)紧(jin)固力，必要时(shi)使(shi)用支承装置进(jin)行辅助固(gu)定(ding)。（2）切削过程中，如(ru)果(guo)使(shi)用的切(qie)削液(ye)中(zhong)含有氢(qing)，高(gao)温(wen)状态下(xia)会(hui)释(shi)放(fang)出(chu)氢(qing)气(qi)，和(he)钛(tai)元素反(fan)应(ying)后导致(zhi)表层(ceng)变脆(cui)，或(huo)者(zhe)高温下应力(li)腐蚀(shi)而开裂(lie) [8]。（3）如(ru)果使(shi)用氯(lv)化(hua)物(wu)，磨(mo)削(xue)过程中(zhong)会(hui)挥发(fa)有毒气(qi)体，提(ti)示加工(gong)人(ren)员(yuan)采取安全防护(hu)措(cuo)施；加工后(hou)清洗(xi)零部件时(shi)，应(ying)使(shi)用(yong)不含(han)有氯(lv)的(de)清洗剂。（4）选(xuan)择工具(ju)、夹(jia)具(ju)时，不(bu)能使(shi)用(yong)含(han)有铅或锌(xin)的合(he)金，而(er)且要(yao)保证工(gong)具、夹具(ju)洁净(jing)，不能(neng)存在(zai)油脂(zhi)污染。（5）微(wei)量(liang)切(qie)削(xue)钛合(he)金时，切(qie)下(xia)的细(xi)小(xiao)碎(sui)屑可能燃(ran)烧(shao)，为(wei)了(le)避免(mian)燃(ran)烧发(fa)生，应及时清(qing)理机床(chuang)上(shang)的(de)切削，及(ji)时更换刀具(ju)，或(huo)者调整(zheng)切削(xue)速(su)度。一(yi)旦燃(ran)烧(shao)，使(shi)用(yong)滑(hua)石粉、干(gan)粉(fen)灭(mie)火(huo)器扑灭。
2.3 工(gong)艺优化
（1）合(he)理(li)选择刀(dao)具。对钛(tai)合金(jin)材(cai)料(liao)进行(xing)磨(mo)削加工(gong)时(shi)，合理选(xuan)择(ze)刀(dao)具是第一(yi)步，应(ying)该(gai)从钛(tai)合(he)金(jin)的材料特(te)性(xing)、刀具(ju)的材(cai)质特征(zheng)两个(ge)方面进(jin)行(xing)考(kao)虑。合(he)适(shi)的刀(dao)具配合科(ke)学(xue)的方(fang)法，才能提高(gao)加工(gong)精(jing)度(du)质(zhi)量(liang)。结(jie)合(he)生产(chan)实(shi)践(jian)，常用的刀(dao)具材(cai)质(zhi)有(you)：硬(ying)质合金、高(gao)速钢、聚(ju)晶金刚(gang)石(shi)、立方氮化(hua)硼等。其(qi)中(zhong)，立(li)方(fang)氮(dan)化(hua)硼(peng)不(bu)仅硬(ying)度高，而(er)且(qie)可以(yi)耐(nai)高热，在不(bu)少(shao)企(qi)业中应用(yong)；聚(ju)晶(jing)金刚(gang)石(shi)的使用(yong)，能(neng)适应(ying)钛合(he)金在磨(mo)削时(shi)高(gao)热、高(gao)速的要求(qiu)，其稳定(ding)性(xing)较(jiao)好，目前(qian)也(ye)广(guang)泛(fan)应用；涂(tu)层(ceng)刀(dao)具的(de)优(you)点，是抗(kang)氧化性(xing)、抗粘(zhan)连(lian)性(xing)较好(hao)，能在(zai)复(fu)杂(za)条件下加工，具(ju)有(you)良好的发展(zhan)前(qian)景(jing) [9-10]。
（2）改(gai)善磨削(xue)条(tiao)件。对钛(tai)合(he)金(jin)磨削加工时，应改(gai)善磨(mo)削(xue)条(tiao)件(jian)，对(dui)机械加(jia)工(gong)系统进(jin)行优化。实际(ji)加(jia)工时(shi)，加工人(ren)员(yuan)应(ying)调(diao)整(zheng)机(ji)床结构的参(can)数，确保(bao)主(zhu)轴零(ling)部件平(ping)稳(wen)运行(xing)，提(ti)高产品(pin)加(jia)工标准。此(ci)外，刀具(ju)不能(neng)长(zhang)时间使用(yong)，应掌握刀具的损(sun)耗特(te)征，定期(qi)更(geng)换(huan)刀(dao)具 [11]。以(yi)磨(mo)削深度(du)和(he)砂轮速度为例，可通(tong)过(guo)试验(yan)确定减少砂(sha)轮粘(zhan)附磨损的(de)磨削(xue)参(can)数(shu)。
使(shi)用能(neng)谱(pu)分析仪对(dui)磨削后(hou)的(de)砂轮进(jin)行(xing)分析(xi)，计算(suan)钛合(he)金相(xiang)对(dui)砂轮(lun)的(de)特(te)有(you)成分 A l、砂轮中的(de)成分 S i 比例(li)，从(cong)而确定(ding)砂(sha)轮(lun)的粘附(fu)率(lv)。
切入(ru)式磨(mo)削(xue)，磨(mo)削深(shen)度(du)就(jiu)是工件(jian)转一(yi)周(zhou)时(shi)，相对(dui)于(yu)砂(sha)
轮(lun)的径向(xiang)移动距离。在(zai)无心磨床上(shang)，工件速度(du) Vw 和导轮(lun)
线(xian)速度 Vc 相(xiang)等，即(ji) Vw = Vc，这(zhe)两者的(de)计(ji)算方(fang)法是(shi)：
使用(yong) GC 60 K V 砂(sha)轮磨(mo)削(xue)TC4材(cai)料(liao)，当工(gong)件(jian)速(su)度(du)为
2.5m/s，磨削(xue)距(ju)离为(wei) 100 mm 时(shi)，通(tong)过试验(yan)得(de)到(dao)砂(sha)轮(lun)粘(zhan)附(fu)
率见(jian)表(biao) 1。分析(xi)可知：对(dui)TC4材料磨(mo)削(xue)时，最佳磨削(xue)深
度为 0.05 ～ 0.1 mm，最(zui)佳砂轮(lun)速度(du)为(wei) 25 m/s，此(ci)时(shi)砂轮粘(zhan)附(fu)率最(zui)小。
（3）控制切(qie)削范围。钛合(he)金材料切削(xue)时，控制切(qie)削(xue)范(fan)围需(xu)要(yao)注意以(yi)下几点(dian)：首先(xian)控制(zhi)好(hao)切削(xue)速(su)度(du)，不仅影响刀具的切削强度(du)，也(ye)关系到(dao)刀刃的(de)使用(yong)寿(shou)命(ming)。其(qi)次(ci)控(kong)制(zhi)好切(qie)削深(shen)度(du)，一(yi)般(ban)来说(shuo)切削(xue)深(shen)度不(bu)能太浅(qian)。加工作业中(zhong)，适当(dang)减(jian)慢(man)切(qie)削速度(du)，并(bing)增加切(qie)削(xue)深度(du)，有助于提(ti)高切削(xue)质量(liang)。
（4）改造(zao)冷(leng)却(que)方式
针(zhen)对(dui)当前(qian)冷(leng)却润(run)滑系统(tong)的(de)缺陷，我(wo)们(men)通(tong)过(guo)技(ji)术(shu)改造研(yan)发(fa)出一套新型(xing)的冷却润(run)滑(hua)系统，改造(zao)要点是(shi)：①在主(zhu)喷(pen)嘴的(de)基(ji)础上(shang)，加装一(yi)个(ge)辅(fu)助喷嘴(zui)，能(neng)隔离回(hui)转气流(liu)；②在砂(sha)轮(lun)对应方(fang)向上(shang)，加(jia)装(zhuang)一个(ge)高压(ya)喷(pen)嘴(zui)，用(yong)于(yu)清(qing)洗工(gong)件(jian)。改(gai)造后(hou)，能防止(zhi)钛(tai)合(he)金(jin)工件(jian)的(de)废屑(xie)积(ji)聚在砂(sha)轮表(biao)面(mian)。为(wei)了确(que)保(bao)液体供应(ying)，我们(men)对供液压力(li)、流量、喷(pen)嘴结(jie)构(gou)及(ji)尺(chi)寸等(deng)指(zhi)标进(jin)行(xing)优(you)化，配(pei)合(he)高效(xiao)率(lv)的(de)吸风排(pai)风(feng)装置，防止(zhi)油雾喷(pen)溅(jian)。
以(yi) GC 60 KV 砂(sha)轮磨削 TC4 材料(liao)为例(li)，对(dui)比改造后(hou)的(de)冷(leng)却效(xiao)果见表(biao) 2。分(fen)析(xi)可知(zhi)：增加辅助喷嘴和清(qing)洗喷(pen)嘴，能减(jian)轻砂(sha)轮磨(mo)损(sun)，防(fang)止零件(jian)表(biao)面烧伤(shang)，并(bing)且(qie)有(you)助于(yu)提高零(ling)件(jian)的圆度指标(biao)。
3、无(wu)心磨削技术(shu)在钛(tai)合(he)金(jin)材料(liao)加工中的应用
3.1 无(wu)心磨削(xue)特(te)点
磨削(xue)工艺(yi)中(zhong)，无心(xin)磨削(xue)是(shi)一(yi)种特(te)殊类型，工(gong)件(jian)在无心(xin)磨床(chuang)上，只(zhi)有(you)磨削点被(bei)磨削，而支承(cheng)点没(mei)有(you)被磨削(xue)，工(gong)件(jian)本(ben)身(shen)会不(bu)断(duan)变化。钛(tai)合金(jin)采(cai)用(yong)无(wu)心(xin)磨(mo)削技(ji)术，因工件(jian)中(zhong)心(xin)没有定位，容易(yi)造(zao)成磨削外圆不圆的问题(ti)。因此(ci)，企业和(he)加(jia)工(gong)人员(yuan)关(guan)注的重点，是工(gong)件如(ru)何被(bei)磨(mo)圆(yuan)。
3.2 无心磨(mo)削(xue)成(cheng)圆(yuan)理论(lun)
无(wu)心(xin)磨(mo)削时(shi)，钛合(he)金工(gong)件(jian)的(de)被磨削(xue)表(biao)面(mian)、定(ding)位表面，都是工(gong)件表面。第 1圈(quan)，工(gong)件(jian)原(yuan)始表面误(wu)差为(wei)Δ0，和导(dao)轮、托板(ban)接(jie)触(chu)时的定位(wei)误(wu)差(cha)为(wei) Δ F，这两者(zhe)联(lian)合作(zuo)用并(bing)反映(ying)到磨(mo)削点上(shang)，工件表面(mian)磨削(xue)后(hou)的(de)加(jia)工(gong)误(wu)差就是 Δ1。第 2 圈(quan)，以上(shang)误(wu)差再次出(chu)现(xian)，最终形成(cheng)加工(gong)误(wu)差(cha) Δ2。以(yi)此(ci)类推(tui)，随着磨削进(jin)行，工件转(zhuan)过(guo)第 m圈(quan)，加工误(wu)差就(jiu)是(shi)Δm。而(er)且(qie)，这些加工(gong)误(wu)差的关(guan)系见式(shi) 5。
Δm ＜ Δ(m-1) ＜…＜ Δ2 ＜ Δ1 ＜ Δ0 （5）
也(ye)就(jiu)是说(shuo)，无心(xin)磨削(xue)过程中，钛(tai)合金(jin)工(gong)件会越磨越(yue)圆(yuan)，加(jia)工(gong)误(wu)差也(ye)会(hui)越(yue)来(lai)越小。然(ran)而(er)，这(zhe)一(yi)结论(lun)是(shi)在(zai)理想状态下，实(shi)际(ji)上(shang)工件(jian)表面(mian)并(bing)不(bu)光滑，微(wei)观上(shang)看是凹凸(tu)起(qi)伏(fu)的，要想使工件磨圆，就(jiu)要(yao)多磨凸起处(chu)，不(bu)磨(mo)或(huo)少(shao)磨低凹(ao)处(chu)，才能提高(gao)磨(mo)削(xue)精度(du)。工(gong)件存(cun)在(zai)原(yuan)始表面误(wu)差，定(ding)位(wei)时发生位移是定(ding)位(wei)误(wu)差(cha)，这(zhe)两(liang)者之和就(jiu)是(shi)合成误(wu)差(cha)。为(wei)了减少(shao)合成误差(cha)，采取的措(cuo)施包(bao)括：
第(di)一(yi)，提高(gao)磨(mo)削(xue)前半成品的(de)外圆(yuan)质(zhi)量。对(dui)比(bi)数控(kong)车床(chuang)和六(liu)角车(che)床(chuang)对(dui)半(ban)成(cheng)品进(jin)行(xing)加(jia)工(gong)，前者加(jia)工(gong)后的(de)圆度误差(cha)更小，仅(jin)有(you) 0.007 ～ 0.008mm；而后(hou)者(zhe)因(yin)加工精(jing)度(du)低，圆度(du)误(wu)差达到 0.01 ～ 0.02mm。因(yin)此，半(ban)成(cheng)品在(zai)磨削(xue)前，首(shou)先(xian)减小原始(shi)误差(cha)，就能减(jian)小(xiao)磨削(xue)后(hou)的(de)圆度(du)误差(cha)。
第(di)二，提(ti)高(gao)托(tuo)板(ban)的制造质量(liang)。托板的(de)平面度越高(gao)，定位误(wu)差(cha)越小(xiao)，零(ling)件加工的(de)圆度(du)误(wu)差(cha)越(yue)小(xiao)。试(shi)验(yan)数据显(xian)示：
托板支撑斜面(mian)的平面度，从 0.002mm变(bian)为 0.0004mm，工(gong)件表(biao)面(mian)的(de)粗糙(cao)度从Ra1.6 提(ti)升至Ra0.8。另外(wai)，也可(ke)以在托(tuo)板支(zhi)撑(cheng)面(mian)上，使(shi)用镶(xiang)嵌式的硬质合金(jin)，提(ti)高(gao)托(tuo)板的(de)耐(nai)磨性(xing)，减(jian)小(xiao)磨(mo)损引(yin)起的(de)定(ding)位误差。
第(di)三，清(qing)理砂(sha)轮表面的残留(liu)物(wu)。使用高压清洗装置(zhi)，对(dui)砂(sha)轮(lun)表(biao)面(mian)的粘(zhan)附物(wu)进(jin)行及时清(qing)洗(xi)，有助于(yu)减小(xiao)定位误(wu)差(cha)。
一方面合(he)理选(xuan)择砂(sha)轮(lun)参(can)数，优化设(she)备(bei)的(de)冷却润滑(hua)系(xi)统(tong)；另一(yi)方(fang)面(mian)可(ke)增加驱动器，促使(shi)无心(xin)磨床对砂(sha)轮进(jin)行自动修(xiu)整，去除砂(sha)轮(lun)表(biao)面(mian)的粘(zhan)附物(wu)，对误差进(jin)行自(zi)动补偿(chang) [12]。
3.3 应(ying)用(yong)成果(guo)
以某钛合(he)金材(cai)料(liao)为(wei)例(li)，是(shi) D 型(xing)螺(luo)栓材料(liao)，牌(pai)号为(wei)TC4，原(yuan)形态是(shi)棒(bang)料(liao)，加工工(gong)艺(yi)流(liu)程是：热(re)处理→加(jia)工外形(xing)→加工(gong)平(ping)端面及(ji)倒角(jiao)→铣(xi)扁(bian)→滚压螺(luo)纹→去(qu)毛(mao)刺→磨(mo)外(wai)圆。在(zai)磨外圆(yuan)环(huan)节(jie)，采(cai)用(yong)无心磨削工(gong)艺，要求圆(yuan)度达(da)到(dao)0.004mm，表面(mian)粗(cu)糙度为0.8。
砂(sha)轮和(he)磨削参数(shu)确定如(ru)下：①砂轮(lun)选(xuan)用绿碳(tan)化硅(gui)材料(liao)，粒(li)度为(wei)60粒，硬(ying)度选择 K 级，砂轮(lun)代(dai)号为(wei) GC60 KV。②砂(sha)轮规格：外(wai)径 455mm，宽(kuan)度(du)80mm，孔径228.6mm。③砂轮(lun)速度(du)为25m/s，转速为(wei)1050 r/min。④进(jin)给(gei)量(liang)粗磨时(shi)为0.02 mm/str，精(jing)磨(mo)时(shi)为0.001mm/str。⑤磨(mo)削(xue)余(yu)量(liang)粗磨时(shi)为0.15mm，精磨时(shi)为 0.05 mm，将(jiang)圆(yuan)度(du)误差(cha)控(kong)制在(zai)0.01mm以内(nei)。⑥无(wu)心磨(mo)床型号是CM100-D，设备主(zhu)轴为高精度(du)的极(ji)限间(jian)隙滚动(dong)轴(zhou)承(cheng)，并且(qie)配置清洗(xi)装置(zhi)。⑦砂(sha)轮自(zi)动修(xiu)整(zheng)、自(zi)动进(jin)给(gei)补(bu)偿(chang)、自动上(shang)下(xia)料，经(jing)过(guo)编(bian)程实现。
常(chang)规(gui)加(jia)工(gong)作(zuo)业时(shi)，使(shi)用白刚(gang)玉砂(sha)轮(lun)磨削(xue)，砂(sha)轮(lun)磨(mo)损(sun)严重(zhong)，而(er)且(qie)加(jia)工效(xiao)率低，批量加(jia)工时还易造成工(gong)件烧(shao)伤(shang)现(xian)象，烧(shao)伤(shang)率为(wei) 15%；圆度(du)要(yao)求(qiu)合(he)格率(lv)仅为(wei) 50% ～ 80%。通过优(you)化砂轮(lun)参(can)数，控制磨削用量，重(zhong)新(xin)对设备(bei)进(jin)行编程(cheng)，结(jie)果显示工件加(jia)工后圆度(du)合格(ge)率为(wei)98%，不(bu)仅(jin)满(man)足圆度要求，而(er)且(qie)表面(mian)没(mei)有烧伤(shang)现象，可见(jian)优(you)化(hua)工(gong)艺后(hou)的成(cheng)果显著，见表2。
4、结(jie)语(yu)
综上所述，钛合金材料刚(gang)度(du)强(qiang)度大、热(re)强度(du)高(gao)、耐腐(fu)蚀性强，具有广阔(kuo)的应(ying)用市(shi)场(chang)。结合(he)钛(tai)合(he)金材料(liao)的(de)磨削特点(dian)和(he)注意(yi)事(shi)项(xiang)，合理(li)选择(ze)刀(dao)具(ju)，改(gai)善(shan)磨削(xue)条件(jian)，控(kong)制(zhi)切(qie)削范(fan)围(wei)，能(neng)提高(gao)磨削(xue)精(jing)度(du)和质(zhi)量。本文(wen)以(yi)无(wu)心(xin)磨削工艺(yi)为例，工(gong)艺改(gai)进后(hou)不(bu)仅满足圆度(du)要(yao)求，而且表(biao)面没有烧伤(shang)现(xian)象(xiang)，是一种(zhong)安全(quan)可行的(de)磨(mo)削(xue)工艺，具有较(jiao)高(gao)的(de)推(tui)广(guang)价(jia)值(zhi)。在(zai)未(wei)来(lai)，随着钛(tai)合金(jin)材料的(de)应(ying)用(yong)范(fan)围更加(jia)广(guang)泛(fan)，为了保(bao)证(zheng)材(cai)料特性，对于(yu)加工环节提(ti)出(chu)更(geng)高要(yao)求(qiu)。对(dui)钛(tai)合金(jin)材(cai)料进行(xing)磨(mo)削(xue)加工时，只有不(bu)断改进(jin)工(gong)艺，优化(hua)设(she)备(bei)仪器(qi)，加(jia)强质量(liang)管(guan)理(li)，才(cai)能(neng)获得(de)高精(jing)度(du)、高(gao)性能的钛(tai)合(he)金(jin)工(gong)件，为后(hou)续(xu)生(sheng)产(chan)制造(zao)打下(xia)坚实(shi)基(ji)础。
【参考(kao)文(wen)献(xian)】
[1] 黄(huang)云(yun)，刘帅(shuai)，黄涛，等(deng) . 钛合(he)金材(cai)料砂(sha)带磨(mo)削(xue)表面(mian)残(can)余(yu)应(ying)力形(xing)成模型及其(qi)实验研究 [J]. 表(biao)面(mian)技术，2020，49(4)：30-37.
[2]连美(mei)娟(juan)，王吉(ji)芳(fang) .基(ji)于(yu)有限(xian)元法(fa)的钛(tai)合金(jin)材(cai)料(liao)磨削热分(fen)析 [J].北京信(xin)息(xi)科(ke)技大学学(xue)报(bao) ( 自(zi)然(ran)科学版 )，2020，35(1)：54-57.
[3] 刘智，孙桓五，侯(hou)治(zhi)秀(xiu)，等 . 液体磁性(xing)磨具光(guang)整加(jia)工(gong) TC4 钛(tai)合(he)金的(de)试验研究 [J]. 现代制造工(gong)程(cheng)，2020(1)：29-34.
[4] 吴(wu)进(jin)进(jin) . 钛合金材(cai)料的(de)机械(xie)加(jia)工(gong)工(gong)艺分(fen)析(xi) [ J ] . 南方(fang)农机(ji)，2019，50(10)：256.
[5] 徐吉(ji)存(cun)，陈(chen)洪军，曹(cao)文智(zhi)，等 . 钛(tai)合金(jin)材料高(gao)效(xiao)高速加(jia)工(gong)机床应(ying)用现(xian)状及(ji)发(fa)展(zhan)趋势(shi) [J]. 金属加(jia)工 ( 冷(leng)加(jia)工 )，2018(5)：61-63.
[6] 于(yu)振涛，余森，程(cheng)军，等(deng) . 新(xin)型医(yi)用钛(tai)合金材料的(de)研(yan)发(fa)和(he)应用现状 [J]. 金(jin)属学(xue)报(bao)，2017，53(10)：1238-1264.
[7] 席(xi)明哲(zhe)，吕超(chao)，吴(wu)贞号，等 . 连(lian)续(xu)点式(shi)锻压激光(guang)快速成(cheng)形T C11 钛合(he)金的组(zu)织(zhi)和(he)力(li)学性(xing)能(neng) [ J ] . 金(jin)属学报(bao)，2017，53(9)：1065-1074.
[8] 李(li)卫，严世榕，张乐(le) . 表(biao)面(mian)喷(pen)丸强(qiang)化处理对(dui) T C11 钛(tai)合(he)金疲(pi)劳性能的影(ying)响(xiang) [J]. 表(biao)面技(ji)术(shu)，2017，46(3)：172-176.
[9] 范(fan)迎(ying)九 . 浅谈(tan)钛(tai)合(he)金(jin)弱刚(gang)性(xing)零(ling)件(jian)的数(shu)控铣(xi)削技术(shu) [ C ] / / 第十四(si)届(jie)中(zhong)国(guo)标(biao)准化(hua)论坛(tan)论(lun)文集 . 海(hai)口，2017：1157-1162.
[10] 杜(du)红(hong)春(chun)，张(zhang)祺(qi) . 钛(tai)合金(jin)切削加(jia)工(gong)参(can)数(shu)优化数学(xue)模(mo)型(xing)及工艺(yi)参(can)数分析研(yan)究 [J]. 机电(dian)工程(cheng)，2020，37(11)：1280-1287.
[11] 庞(pang)记明(ming)，赵军(jun)，李(li)安(an)海(hai)，等(deng) . 钛合金加工(gong)表面晶体(ti)塑性(xing)模(mo)拟和(he)分(fen)析(xi) [J]. 机械设计与制造(zao)，2018(4)：159-161.
[12] 李卓梁(liang)，丁桦(hua)，李(li)继(ji)忠 . 钛(tai)及钛(tai)合(he)金(jin)剧烈(lie)塑(su)性(xing)变形的研(yan)究进(jin)展(zhan) [J]. 航空(kong)制造(zao)技术(shu)，2013，56(16)：139-142.
作者简介(jie)：杨蒙（1992- ），女(nv)，陕(shan)西商(shang)洛，硕士，助理工程师(shi)，研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)：钛合金(jin)成(cheng)分(fen)、组(zu)织、性(xing)能。
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