薄壁钛合金加工中最关键的参数有哪些？

加工薄壁钛合金零件是精密制造领域的顶级挑战之一，因钛材料本身的特性在结构柔性的零件中被进一步放大。成功的关键在于控制能最小化切削力、管理热膨胀并减轻振动的加工参数。这些关键参数并非孤立存在，而是形成了一个相互依存的系统化策略。

1. 径向切削深度（ae）与刀具啮合量

这是最关键的参数之一。过大的径向切入会产生较高的径向力，直接导致薄壁件弯曲，进而引发颤振、几何误差及表面粗糙度问题。解决方案是采用轻径向切削，通常为刀具直径的10%至30%。通过采用圆弧铣削（Trochoidal）或动态铣削刀路可实现这一点，从而保持恒定、低啮合量。这一策略是我们多轴加工服务的核心，使刀具在加工过程中大部分时间处于自由、冷却的切削状态，大幅降低持续作用于薄壁的切削力，并有效散热。

2. 刀具选择与几何形状

刀具设计必须确保材料能够被干净地剪切而非被“推挤”。因此，锋利、抛光的切削刃与大前角设计是不可或缺的。这可显著降低切削阻力并防止工件变形。较大的刀尖圆弧有助于分散负载，但需平衡其带来的接触面积与热量增加风险。在精加工阶段，通常需使用小圆角刀或专用精加工刀具以获得最佳表面效果。

3. 切削参数：进给与速度

与直觉相反，较高的每齿进给量通常更有利。过轻的进给会导致摩擦、加工硬化并产生热量，而并未有效切除材料。足够的进给可确保刀具处于“切削”状态而非“摩擦”状态，从而实现干净的剪切与良好的排屑。然而，切削速度（SFM）应适当控制。过高的速度虽能提高生产率，但会使热量累积在薄壁中，导致热变形。我们的精密加工服务采用保守速度与激进进给相结合的策略，在控制热量与切削力的同时实现高效去除率。

4. 轴向切削深度（ap）与加工顺序

虽然轴向切削深度对弯曲影响较小，但过深的轴向切入仍会增加总体切削力并激发振动。因此应采用中等轴向切深，并确保对称加工顺序。即交替从壁的两侧去除材料，以平衡残余应力，而非一次性加工完一侧。粗加工后进行一次中间应力消除热处理也十分关键，以在精加工前消除内部应力。

5. 装夹与热管理

工件的支撑方式应尽量模拟其最终装配状态，以防止拆卸后变形。定制夹具、真空吸盘或低熔点合金支撑都是理想选择，可在关键位置提供支撑。热管理方面，高压内冷系统是必须的。它不仅用于冷却刀具与切削区，还起到机械断屑作用，防止切屑二次切削或焊附在工件表面——这是薄壁铣削失败的常见原因之一。在我们的钛合金CNC加工服务中，这一方案已被系统优化与验证。