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国内首用Ti55531超高强钛合金起落架横梁制作关键技术攻关与高效精密加工成套技术沉淀——聚焦超高强钛合金工程利用钻研空缺，，，突破Ti55531资料切削机理不明成熟工艺缺失大件成形加工难度大等技术瓶颈

颁布功夫： 2026-04-14 16:45:33 浏览次数：

Ti55531是一种新兴的近β型超高强度钛合金，，，以韧性高、、塑性低和耐侵蚀性受到器重。出格适合制作接受巨大应力的结构件和起落架、、机翼、、发起机挂架之间的衔接装置等，，，在航空、、航天工业中日益受到青睐[1]。国内、、外关于超高强度钛合金的报道仅仅停顿在机能钻研上，，，钻研重点也仅仅局限于强度和工艺机能的提高，，，短缺对其加工工艺的系统钻研。目前最新研制的某型机起落架上的车架横梁，，，选取了Ti55531钛合金资料作为重要承力件，，，尚属国内初次利用，，，该零件选取了模锻技术，，，锻件供给状态为固溶+时效，，，与已经成熟使用的钛合金TC6和TC18相比，，，对Ti55531钛合金资料的金属切削机能知之甚少。

为此，，，对Ti55531钛合金资料的机械加工流程、、刀具的选择及车削、、铣削参数简直定及优化等进行了钻研。交付了满足设计要求的Ti55531钛合金横梁产品，，，在同业业中属于当先水平，，，总结出的经验对后续产品的加工拥有借鉴意思。

1、、工艺难点

[1]Ti55531同TC18相比，，，都是近β型钛合金，，，但Ti55531钛合金以较高的韧性、、塑性和耐侵蚀性而著称，，，热处置强度不低于1240MPa，，，远比TC18的强度高，，，属于近几年国内正在钻研的新型超高强度[1 250 MPa~ 1 400 MPa]钛合金资料，，，在国内用于产品制作尚属初次。

[2]从目前公开的资料来看，，，国内外关于超高强度钛合金仅仅停顿在机能钻研上，，，钻研重点也仅仅局限于强度和工艺机能的提高，，，对于资料的切削机能改善、、刀具系统加工工艺方面短缺系统钻研

[3] Ti55531钛合金车架横梁结构属于回转体，，，涉及的工艺蕴含深孔钻镗、、车削和数控铣削技术，，，产品选取整体模锻，，，来料供给状态为固溶+时效，，，相对于实现规；こ淌褂玫耐嘶鹛琓C6和TC18起落架零件，，，Ti55531钛合金锻件塑性更低，，，由于钛合金自身导热系数低、、加工硬化偏差高档个性，，，在机加过程中易造成刀具切削力大，，，切削温度高，，，刀具易磨损，，，寿命低和粘刀，，，存在零件烧伤和应力集中等潜在风险。

2、、规划设计

所加工的零件为车架横梁，，，如图1所示，，，零件包涵体尺寸为1550mmx290mmx315mm，，，零件重量102.89kg。

凭据其特点，，，确定该产品的加工流程如下:

领料→划线→数控镗→车工→超声波→深孔→数控车→车铣→吹砂→去应力回火→数控车→数控镗→钳工→洗濯→称重→总检→渗入查抄→喷丸→吹砂→成检→防护入库

3、、机加工艺

凭据车架横梁的产品结构[回转体]，，，结合其制作精度要求和设备近况，，，在模锻设计时，，，新增工艺圆凸台，，，用于深孔加工，，，涉及的重要制作设备蕴含深孔钻镗床、、数控车床和数控加工中心或车铣复合，，，工艺制作技术蕴含深孔钻镗工艺、、车削工艺、、钳工技术和数控加工，，，实现产品的制作底子在于制作技术的支持，，，在于刀具的优化选择和工艺参数的匹配。

3.1刀具对比选择

凭据Ti55531资料的机能，，，参考使用TC18比力成熟的切削参数，，，选择分歧刀具的原资料，，，几何状态[影响理论质量、、排屑成效、、刃口强度、、毛刺、、振刀等]进行试切加工，，，凭据刃口寿命确定相宜加工Ti55531资料的刀具。图2所示。

在一样的切削参数下使用分歧刀具的加工对好比表1、、表2.

表1 一样切削参数分歧刀具情况下车削加工对比数据

	切削参数		刀具使用寿命t[min]
转速s /[r/min]	进给f /[mm/d	切深a, /mm	DNMG150604MS [KC5510]	DNMG441-PP DCMT11T304-SM [IC907] [GC 1030]
60 r/min	0.2 mm/r	0.5~1 mm[粗] 0.2~0.5mm[精]	30-40 min	40~50 min 20~30 min

表2 一样切削参数分歧刀具情况下铣削加工对比数据

	切削参数		刀具使用寿命t[min]
转速s /[r/min]	进给f /[mm/d]	切深ap /mm	R210-140614E-MM [GC 104O]	FTP LNHT 1006ER [GC 1040]	P26335-R25 [WSM35]
150 r/min	300 mm/r	1mm	80~110 min	120~150 min	30~50 min

在一样的切削参数下，，，从表1中能够看出，，，车刀DNMG441-PP比车刀 DNMG150604MS和车刀DCMT11T304-SM的刃口寿命要长一些。从表2中能够看出，，，铣刀FTP LNMT 1006ER比铣刀R210-140614E-MM和铣刀P26335-R25的刃口寿命要长1倍多。

凭据以上结论并结合现实加工情况，，，去除余量重要最大的加工步骤是铣削和车削,因而,车削时重要选择车刀 DNMG441-PP,铣削时粗加工重要选择铣刀FTP LNMT 1006ER.

3.2切削参数合理选用

在对Ti55531资料进行试切加工过程中，，，若切削参数选择的不合理，，，刀具就会磨损的相当严重，，，见图3所示。

为了能较快地得到合理的切削参数，，，借鉴了与其资料机能相近的TC18的切削参数进行对比。表3、、表4和表5别离使用统一款刀具在Ti55531资料进行切削参数对比。

表3车削的切削参数对比

进给量/[mm/d]	切削功夫/h
0.05	2.1
0.1	1.8
0.15	1.2
0.2	0.6
0.05	1.9
0.1	1.6
0.15	0.9
0.2	0.4
0.05	1.7
0.1	1.3
0.15	0.9
0.2	0.4
0.05	1.5
0.1	1.1
0.15	0.8
0.2	0.3
0.05	1.4
0.1	1
0.15	0.7
0.2	0.3
0.05	1.1
0.1	0.7
0.15	0.5
0.2	0.2

表4端铣刀的切削参数对比

零件资料	转速 /[r/min]	切深/mm	切宽/mm	进给量 /[mm/min]	切削功夫/h
		1.5		600	1.5
			15~50	400	1.8
				300
	120	1		600	1.7
			15~50	400	1.9
				300	2.1
		1.5		600	1.1
			15~50	400	1.5
				300	1.7
Ti55531	150	1		600	1.5
			15~50	400	1.7
				300	2
	180	1.5		600	0.4
			15~50	400	0.7
				300	1.1
		1		600	0.6
			15~50	400	1
				300	1.4

表5表5球头铣刀的切削参数对比

零件资料	转速 /[r/min]	切深/mm	切宽/mm	进给量 /[mm/min]	切削功夫/h
Ti55531				100	2.1
	400	0.5~1.5	0.8~1.2	160	2
				260	1.8
				200	2
	600	0.5~1.5	0.8~1.2	250	1.9
				350	1.7
				200	1.9
	800	0.5~1.5	0.8~1.2	300	1.3
				400	1

从表3、、表4和表5及现实加工时发现，，，车削时切削深度不应大于1mm，，，不然刀具的刀尖极易崩裂，，，同时也发现加工Ti55531的切削用量都要比加工TC18的切削用量低。因而经过试切后，，，得到了表6所示的较合理的切削参数。凭据该参数，，，加工实现了合理的车架横梁，，，如图4所示。通过工艺验证，，，外形的粗加工和半精加工功夫约在20天。

表6车削、、铣削参数

切削类型		切削速度	切削深度	进给量
车削	车外圆	28~50 m/min	0.2~1 mm	0.05~0.15 mm/r
车削	镗内孔	25~45 m/min	0.2~1mm	0.05~0.15 mm/r
铣削	粗加工	20~30 m/min	0.5~1.5 mm	200~400mm/min
铣削	精加工	35~55 m/min	0.3~1mm	150~350 mm/min

4、、结论

在优选刀具的基础上，，，作了大量的转位刀具切削试验，，，初步把握了Ti55531钛合金新型资料的高效加工技术，，，加深了对资料加工个性意识，，，选择了适合于Ti55531钛合金高效加工的刀具，，，摸索出可转位刀具加工Ti55531钛合金的合理切削参数，，，降低了出产成本，，，提高了出产效能。

参考文件:

[1]官杰，，，刘建荣，，，雷家峰.TC18钛合金的组织和机能与热处置制度的关系[J].资料钻研学报，，，2009,23[1]:77.

[2]周泽华.金属切削道理[M].昭通:华南理工大学，，，1984.

[3]赵永庆.国内外钛合金钻研的发展示状及趋向[D].西安:西北有色金属钻研院，，，2009.

[4]付艳艳，，，惠松骁，，，叶文君，，，等.冷却速度对VST55531钛合金的纤维组织和力学机能的影响[D].北京:北京有色金属钻研总院，，，2010.

（注，，，原文标题：Ti55531钛合金车架横梁机械加工工艺钻研_施晓颖）

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