TA15钛合金的名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V,其重要的强化机制是通过α不变元素A1的固溶强化,参与中性元素Zr和β不变元素Mo、V以改善工艺机能
。。该合金的A1含量为6.58%,Mo含量为2.46%,属于高A1含量的近α型钛合金
。。因而，它既拥有α型钛合金优良的热强性和可焊接性,又拥有(α+β)型钛合金的工艺塑性
。。TA15钛合金拥有密度低、比强度高、抗侵蚀机能好、工艺机能好的利益，可作为较梦想的航天工程结构资料
。。但由于TA15钛合金导热系数低、弹性模量
。。粲谀鸭庸ぷ柿希羁鬃晗饔衷诠乇栈虬牍乇兆刺陆械,无法直接观察到刀具的切削情况，随着钻削深度的增长,切屑从孔中排出的难度也会增长,散热前提也会越来越恶劣,导致排屑难题，易造成堵屑，以至深孔钻头崩坏扭断，严重影响内孔加工质量和降低加工效能⑵
。。因而,对切屑状态的有效处置和合理节制在深孔钻削中是极度重要的
。。

目前，针对难加工资料切削加工方面的问题，很多学者在切屑状态方面做了大量钻研
。。张小粉等通过硬质合金枪钻对45钢进行钻削试验,选取单成分试验法钻研了切削速度和进给量对切屑状态的影响法规,了局批注，切削速度不变时,随着进给量的增大，切屑的状态会从长带状造成单元状;进给量不变时,随着切削速度的增大,切屑尺寸从大变小再变大
。。李艳等通过麻花钻钻削304奥氏体不锈钢试验,得出转速一样的前提下,进给量增大会使切屑由带状切屑变为单元切屑
。。李毅通过车削TA15钛合金试验，发现切削速度、进给量和切削深度的增长，均会加大TA15钛合金切屑的锯齿化水平,导致资料的切削机能变差
。。金城哲等国通过仿真和切削试验相对比的步骤钻研了刀具几何参数和切削用量钻削高强度钢时对切屑状态及切屑几何参数的影响,分析得出增大切削速度和进给量时，切屑状态会从长螺旋带状、短螺旋带状和宝塔状转变为锥状和崩碎状切屑;选择较大切削速度与进给量，切屑断屑率将增大，能有效削减刀具磨损,提高工件理论质量
。：
：：砘缘娶送ú欢猿軧TA(boringtrepanningassociation)钻削空心车轴试验，钻研了分歧切削参数对切屑状态及排屑成效的影响法规，了局批注，合理地选择进给量和切削速度,能够有效地节制切屑状态
。。

切削用量、刀具几何参数在加工过程中对切屑状态均有影响
。。凭据资料的机能，合理地选择切削用量和刀具几何参数能够有效节制切屑状态
。。在深孔加工中，单刃BTA深孔钻选取轴向阶梯分屑，即在切削刃后刀面上磨出台阶,凭据钻头直径的大
。。馊蟹治1~3个切削刃，使切屑分成又细又长的卷屑，而此卷屑在排屑入口处交汇时又容易相互纠缠，造成严重堵屑，因而，必要设置断屑槽来使切屑折断,形成窄而短的切屑
。。断屑槽的重要参数为宽度卩、深度H和过渡圆弧半径R
。。这些数值与工件材质、钻头直径以及切削用量有关,必须合理选择，能力确保排屑顺畅
。。因而，本文通过对难加工资料TA15钛棒、TA15钛板等特殊商标钛合金进行深孔钻削试验，钻研和分析在钻削过程中刀具断屑槽圆弧半径、机床主轴转速和进给量对切屑状态的影响，进而获得合理的加工工艺参数,有效提高加工质量和效能
。。

1、深孔钻削试验

1.1BTA深孔加工系统工作道理

BTA加工系统是一种典型的深孔内排屑加工系统，其道理如图1所示
。。工作道理如下:高压冷却液通过授油器输入到钻杆外部与被加工工件孔内壁的切削区域，而后冷却液带头切屑从钻头内部的排屑通道和钻杆内孔排出至容屑盒内，切削液经过滤沉淀不休循环使用
。。因而，在BTA加工系统中对切屑状态的有效处置和节制是能否顺利排屑的关键
。。

1.2试验前提

工件资料为TA15钛合金，工件总长度为1100+0.50mm,直径为55+0-0.1mm,待加工内孔直径为35+0.10mm、理论粗糙度为Ra≤0.8μm，如图2所示
。。TA15钛合金化学成分及力学机能如表]与表2所示
。。

针对被加工零件粗糙度及尺寸要求,TA15钛合金加工规划选取深孔钻削、深孔镇削和深孔術磨等工艺流程，具体工艺流程如图3所示
。。其中钻孔是影响该零件加工的关键技术，钻削后工件的内孔直径为30+0.10mm,理论粗糙度为Ra≤3.2μm,之后再通过镇削和研磨等工艺流程达到最终要求
。。本文仅针对钻削过程进行钻研分析设备选用T2120深孔钻镇床，钻杆长度为3000mm,最大钻削深度为2500mm,使用四爪卡盘装夹，切削液选用乳化液,试验设备如图4所示
。。在钻削过程中，对加工孔的直线度要求较高，因而选取工件旋转，刀具轴向进给的方式进行钻削
。。试验钻头选取030mm单刃内排屑钻头，刀齿资料选用YG8[8],刀齿与刀体选取焊接方式衔接
。。其中断屑槽的宽度W-2mm、深度H-0.55mm、圆弧半径RR的取值领域为0.6~1.0mmo在刀具前刀面上设置断屑槽重要是增大切屑的弯曲变形，使长切屑可能有效折断
。。其断屑机理如下，当切屑早年刀面上流出时，由于带圆弧断屑槽的作用，使切屑产生卷曲，增长了切屑的弯曲变形，使切屑资料失去一些塑性，而后顶到孔底，切屑在弯矩作用下再变形，当这种变形达到足够的水平时，则产生断屑
。。试验钻头实物如图5所示，钻头几何参数如表3所示
。。TA15钛合金属于韧性大难断屑的资料,钻头断屑槽选用内斜型，使切屑卷成里松外紧的状态
。。

1.3试验步骤

选取正交试验设计步骤少，钻研和分析在钻削过程中断屑槽圆弧半径R、主轴转速n和进给量f这3个参数对切屑状态的影响法规
。。凭据TA15钛合金的资料机能和有关钻研将成分设置成分歧的3个水平，如表4所示
。。

2、试验了局与分析

在深孔加工中，钻削是在关闭空间下进行的，排屑空间
。。判记疤岫窳,工件能否顺利排屑是关键问题,排屑重要是对切屑的处置和节制
。。切屑的宽窄、卷曲的状态、切屑的长短都直接影响排屑情况
。。表5和表6别离为TA15钛合金深孔钻削正交试验设计表和试验加工情况表，选取L9(34)正交尝试表进行9组深孔钻削试验，观察每次试验的切屑状态，对钻削过程中切屑状态的变动进行分析比力
。。 

当R=0.6mm时,观察试验序号1、2和3可知，随着进给量和主轴转速的增大，对切屑状态的影响不是很显著，均产生缠绕挤压螺卷屑，挤压螺旋屑，如图6a、b所示,且无法进行正常加工，出现堵屑严重景象
。。这重要是由于断屑槽圆弧半径太
。。行疾荒茉不幕闲疾鄄砬远闲疾鄄寤鳎贾虑行急患费拐鄣，无法折断，随着加工的进行,最终在排屑通道中堵死,造成刀具严重破损
。。

当R=0.8mm时，进给量为0.28mm/r,主轴转速为335r/min时，切屑状态产生扭转，出现长短螺旋屑、长螺卷屑和少量的C型屑产生，如图6c、e
。。这是由于断屑槽圆弧半径R的增大，减小了切屑对断屑槽的冲击，使切屑可能顺利滑过断屑槽并产生卷曲，使切屑增长_部门附加变形,使切屑资料失去一些塑性,之后顶到孔底，切屑在弯矩作用下再变形，最后产生断屑
。。但在试验4了局所示中，加工情况为轻微堵屑，因而注明进给量和主轴转速对切屑状态也有影响
。。当进给量从0.28mm/r增大到0.36mm/r,主轴转速从335r/min增大到450r/min时,切屑状态出现缠绕长螺卷屑、长螺旋屑，加工情况为堵屑和刀具严重破损
。。这是由于主轴转速的进一步增大，使切削温度增长,资料塑性便会进_步增大，加剧了刀具磨损,导致切屑越发难折断所产生的，如试验5了局所示
。。当进给量从0.36mm/r持续增大到0.45mm/r,主轴转速从450r/min减小到255r/min时,出现C型屑、短螺旋屑和短螺卷屑，如图6d所示，可沿钻杆顺利排出，无堵屑景象，加工顺利
。。随着进给量的进一步增大，使切削力增大,切屑厚度增长，而随着主轴转速的降低,导致切削温度减小,使切屑的断裂应变值减小,降低了刀具磨损,使切屑可能实时折断，形成短切屑，可能顺利排出,如试验6了局所示
。。

当R=1.0mm时,观察试验7~9可知，扭转进给量和主轴转速，切屑型态出现缠绕长螺卷屑和长螺旋屑，如图6e、f所示
。。这重要是由于断屑槽圆弧半径太大,使切屑在滑过断屑槽时的卷曲半径增大,降低了切屑的变形,无法实时折断，从而出现缠绕长螺卷屑和长螺旋屑，造成排屑通道堵屑，切削振动，加剧了刀具的磨损
。。

综合上述分析，在深孔钻削过程中，断屑槽圆弧半径的巨细对切屑状态影响最为显著
。：
：：侠淼匮∮枚闲疾墼不“刖、主轴转速和进给量，能够形成较梦想的C型屑、短螺卷屑和短螺旋屑，保障加工的顺利进行
。。

3、结语

基于难加工资料TA15钛合金的深孔钻削试验,选取正交试验设计步骤,钻研和分析了断屑槽圆弧半径、主轴转速和进给量对切屑状态和切削状态的影响，得出以下结论
。。

(1)在钻削加工过程中,断屑槽、进给量及主轴转速的巨细对切屑状态均有影响,其中断屑槽圆弧半径的巨细对形成C型屑、短螺旋屑起重要影响作用
。。

(2)拔取钻头断屑槽圆弧半径R=0.8mm,机床主轴转速门=255r/min,进给量/=0.45mm/r时,切屑状态重要为C型屑、短螺卷屑和短螺旋屑，排屑顺畅，钻削过程安稳
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参考文件

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第一作者：
：：冯亚洲，男,1984年生，博士，讲师，重要钻研领域为弱刚性复杂曲面零件自适应加工、难加

工资料深孔加工切削机理等
。。已颁发论文10余篇
。。

E-mail:asian5921@126.com通讯作者:黄帅澎，男,1995年生，硕士钻研生，重要从事深孔加工技术方面的钻研
。。E-mail:739919657@qq.com