具体实施方式

下面结说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

如图1、图2和图3所示，本发明方法是采用钛合金材料的摆线铣+顺铣高效切削工艺方法，在内冷功能的数控加工机床上，安装玉米铣刀。玉米铣刀一端设计7:24刀柄，另一端由端盖1(刀杆头部易损，可更换)、刀体2、刀片3等组成。

如图1所示，本发明一种钛合金材料的切削刀具包括刀体和多个刀片。所述切削刀具称为玉米铣刀。

刀体2外周上设置有多个排屑槽5，排屑槽5为右旋螺旋槽，且多个排屑槽5的螺旋角大小不同。多个刀片分别固定在多个排屑槽5上，每个排屑槽5上的多个刀片是均匀分布。相邻2个排屑槽5上刀片错开排列。排屑槽上的每一个硬质合金刀片的切削刃处都设置有内冷孔4，保证每一个刀片都是独立冷却的。

刀体中心孔为主内冷孔7，主内冷孔7与所有内冷孔4连通。即内冷孔4通过每一个分支内冷孔口部6与刀体中部主内冷孔7相通，主内冷孔与机床主轴内冷通道连接。

每相邻两列刀片布置在轴向方向上是错位的，确保前刀片与后刀片切削轨迹不重合，有利于降低刀具切削刃处的温度。可转位硬质合金刀片材质选择添加TaC或NbC的YG类细晶粒或超细晶粒硬质合金，有YS2T、YG813、YG6X等；涂层应选TiAlN、TiAlSi和TiAlN+CrC涂层及金刚石涂层。利用摆线铣+顺铣的切削方式，铣刀轴向切深根据切削刃长度确定，一般可达45mm以上，金属去除率较传统铣削提高5倍以上。

如图3所示，一种钛合金材料切削工艺的具体步骤如下：准备、加工(粗加工，半精加工)，检测

第一步，工艺准备

S1：选择内冷功能的数控加工机床，且数控加工机床的操作系统具备执行摆线铣+顺铣NC程序，机床具有丝杠螺母间隙调整功能，便于采用顺铣方式。装夹工件，多使用辅助支撑，防止工件发生装夹变形。为机床添加乳化液或添加极压添加剂(含S、P和Cl)的水溶液作为冷却润滑介质。

S2：选择刀具

选择上述玉米铣刀，正方体型可转位刀片，刀片材质为高性能超细晶粒硬质合金，其前角选γ0＝5°～15°；后角α0≥15°；主偏角，粗加工时Kr≤45°,精加工时Kr＞75°；刃倾角，粗加工时，λs＝-10°～-5°，精加工时，λs＝0°～3°；刀尖圆弧半径取rε＝0.4～1.2mm。

第二步，加工。加工过程依次为试加工、粗加工、半精加工和精加工。其中粗加工和半精加工均采用摆线铣加顺铣的顺铣路径。

摆线铣加顺铣的刀具径向切深从0到逐渐增大，再从最大到逐渐减小到0，其切削力也随之相应变化，即从0—增大—减小—0，保证刀具公转一周处于切削状态的时间较短，产生切削热较少，刀具磨损慢。使用的玉米铣刀轴向切深根据切削刃长度确定，可达2倍刀具直径以上，提高轴向切深可有效提高材料去除率。

粗加工和半精加工切削参数为：

切削速度Vc＝25～80m/min，fz＝0.2～0.6mm/r，

试加工运行步骤为，

(1)模拟NC加工程序及走刀轨迹。

(2)主轴转速S为2500～3000r/min,先使用较低的切削速度Vc，逐步调整到最佳25～80m/min，开冷却介质，走刀加工。

(3)测试能力指数CPK≥1.33、切削功率Pc≥80％Po(机床功率)、金属去除率Q最大。

正式执行加工程序指令

粗加工(摆线铣+顺铣)、半精加工(摆线铣+顺铣)、精加工分别进行。

第三步，在线检测

在线测量工件的加工尺寸及粗糙度Ra是否达到要求，工件加工表面的粗糙度Ra1.6～Ra12.5，不符合要求调整fz＝0.2～0.6mm/r，Vc＝25～80m/min，主轴转速S为2500～3000r/min。

第四步，卸掉工件

批量制造，要保持工艺装备实现首件加工的定位基准。

第五步，最终检验

由专检人员对所加工的工件进行检测验收。工件合格入库。实现批量制造。

本发明的关键点：

1.采用摆线铣+顺铣的方式高效切削加工钛合金材料的工件。

2.选用全有效齿并带端盖，右旋不等齿距、不等螺旋角的玉米铣刀，并每个刀片独立具备内冷功能。

3.玉米铣刀的刀片为正方体型可转位刀片，刀片材质为高性能超细晶粒硬质合金，其前角选γ0＝5°～15°；后角α0≥15°；主偏角，粗加工时Kr≤45°,精加工时Kr＞75°；刃倾角，粗加工时，λs＝-10°～-5°，精加工时，λs＝0°～3°；刀尖圆弧半径取rε＝0.4～1.2mm。

4.切削参数为：切削速度Vc＝25～80m/min，fz＝0.2～0.6mm/r，

5.测试能力指数CPK≥1.33、切削功率Pc≥80％Po(机床功率)、金属去除率Q最大(是传统铣削方式的5倍以上)。