摘 要 鈦合金不同于其它金屬，其自身的特性使鈦合金管接頭的螺紋加工成為了鈦合金加工工序中最困難的部分。本文針對鈦合金的金屬特點和加工特性進行分析，提出通過對鈦合金加工刀具的選擇和加工工藝的改進實現對鈦合金管接頭的螺紋高精度的加工。

　　關鍵詞 鈦合金；螺紋加工；攻絲；刀具；工藝

　　0引言

　　鈦合金管接頭是液壓系統中連接管路或將管路裝在液壓元件上的零件，這是一種在流體通路中能裝拆的連接件的總稱。管接頭是管道與管道之間的連接工具，是元件和管道之間可以拆裝的連接點。在管件中充當著不可或缺的重要角色，它是液壓管道的兩個主要構成部分之一。鈦合金是一種以鈦金屬元素為基礎加入其它金屬元素組成的合金。鈦合金作為一種特殊的材料，因其質量輕，高強度、高耐熱度和高耐腐蝕度等特性在航空工業領域受到廣泛的使用。尤其是飛機和火箭的航天器的制造中，鈦合金作為重要材料被應用，使其特性得到充分的發揮。但是，對于鈦合金的機械加工，其較差的加工性能，直接影響著鈦合金零件產品的加工質量和加工效率，尤其在螺紋的加工工藝方面，存在相當大的困難。本文針對鈦合金的材料加工特點進行深入研究，探討適合鈦合金螺紋加工的工藝，解決鈦合金攻絲工序中的難題。

　　鈦合金的導熱性能低的特性直接導致其散熱性不好，在對其進行螺紋的加工操作時，對溫度的發散和冷卻表現很差，導致因加工后的回彈量大而產生變形。而且對加工刀具的刃口磨損厲害，降低刀具的使用壽命。另外鈦合金的變形系數小的特點直接導致刀具損耗的加大。其化學活性大的特點容易在加工產生高溫的情況下同其它金屬材料發生化學反應，造成對刀具和絲錐的粘結，產生“咬刀”的現象。為了增加鈦金屬元素的強度，在純鈦中添加合金元素形成鈦合金。鈦合金的類型有三種：一種是鈦合金，以TA來表示；一種是鈦合金，以TB來表示；還有一種是+鈦合金，以TC來表示。+鈦合金屬于雙相合金，使用最為廣泛，是航空工業領域中重要的鈦合金原料。鈦合金具有良好的金屬性能特點，具體表現在：其強度高，其密度較小，但是強度卻遠大于許多合金鋼；其耐熱性好，耐熱強度高于鋁合金的幾百倍，具有良好的熱穩定性；其低溫性能好，在超低溫條件下，仍然具有良好的性能；其耐腐蝕性好，其對酸、堿、潮濕、氯化物等抵抗力很強；其化學活性大，能夠與空氣中的氧、氮、碳等多種化學元素發生反應；其導熱性能低，其導熱系數遠低于鐵、鋁等金屬。

　　鈦合金螺紋加工多使用錯齒絲錐進行攻絲操作，即將絲錐的刀齒每間隔一個就去掉一個，呈交錯排列，使加工件和絲錐只有單面進行接觸以減少相互間的摩擦，降低因摩擦產生的轉矩。這樣可有效的預防絲錐被卡死或者損壞，從而使螺紋加工的質量提高。使用這種錯齒絲錐可以使切削厚度增加一倍且深度大于冷作硬化層，切削厚度的增加直接導致絲錐齒切削力的增加，但是對于切削的排屑來講更容易了一些，使摩擦力減小，絲錐和切屑的粘連度降低，從而提高絲錐的耐用度和螺紋精度。在錯齒絲錐的設計上要注意最終的齒槽數為奇數，以減少齒刃的受力。在鈦合金材料的螺紋加工上，使用錯齒絲錐，可有效的保持攻絲的穩定性，提高螺紋精度。對于鈦合金材料的螺紋加工，推薦使用高速鋼絲錐。這種材料制成的絲錐韌性和抗變形性都很高，同時還具有很好的耐磨性。對于鈦合金材料的攻絲，可先采用高速鋼絲錐進行初步的攻絲，再對螺孔采用硬質合金絲錐校正。隨著對刀具材料的深入研究，一定會有更加合適的材料制成絲錐對鈦合金的螺紋進行更好的加工。

　　螺紋底孔的增大可以使加工時產生的切削力和熱度得到有效的降低。鈦合金的管材強度較大，增加螺紋底孔的直徑的具體額度的前提條件在于對螺紋接觸率的要求和螺紋頭數的具體數量。從加工工藝方面來看，可適當將螺紋內徑要求增大一些，這樣可使螺紋牙高有所減小。適當加大螺紋的直徑，對鈦合金等特殊材料的攻絲尤其適合。雖然使螺紋接觸率降低但是螺紋的連接因為其長度的增加仍然穩固可靠。為了預防絲錐在加工中因壓力過大而折斷，可選擇采用機床攻絲的加工工藝。

　　3.1切削速度與刀具的控制

　　因為鈦合金材料的金屬特性，所以對加工時的切削速度進行控制，使其保持在較小速度的切削，更有利于螺紋加工工作的進行。但是注意速度也不能過小，一般保持在每分鐘速度在200mm～300mm為宜。在進行鈦合金的螺紋加工時，要考慮刀具的幾何尺寸。合適的前角的選擇，可以是削刃的強度增加，提高刀具的耐久性；合適的大后角的選擇有利于加工時的排屑。在對鈦合金管材進行深孔的攻絲工作是，可以采用減少容屑槽數量的方法來增大容屑空間，增強絲錐的排屑能力。

　　3.2絲錐夾頭與冷卻液控制

　　在使用機床進行攻絲的時候需要使用專門的絲錐夾頭，再結合扳手攻絲。對于鈦合金材料的螺紋加工，其螺紋尾扣通常要比標準長度長一些。最好設計退刀槽，這樣即使絲錐攻絲到底部的時候也不會產生崩刃現象。 可選擇具有良好潤滑功能的活性高的冷卻液對絲錐進行直接的冷卻作用，以絲錐加工過程中產生的溫度過高使絲錐和切屑產生粘連，影響絲錐的加工速度和加工精度。推薦采用以合適比例進行配比的油酸、硫化油和煤油的混合液用以冷卻絲錐。也可選擇采用F43切削油，同樣可以達到理想的冷卻效果。在對鈦合金材料的螺紋加工時，可開辟冷卻槽于絲錐的刃背上，以確保冷卻也能夠順暢的到達削刃。

　　4結論

　　綜上所述，對于鈦合金管接頭的螺紋加工，首先要充分了解鈦合金材料的金屬特點及其加工特性，以針對其特性采用合適的絲錐設計和絲錐材料的選擇。其次要采取合適有效的加工工藝，在加工中對鈦合金材料的弱點進行有效的規避。通過刀具和加工工藝雙方面的配合，提高鈦合金的螺紋加工精度和加工速度。隨著金屬材料的深入研究和加工工藝的發展，必將會有更好的鈦合金加工工藝出現。

　　參考文獻

　　[1]李企芳，計志孝，等.難加工材料的加工技術及螺紋加工新工藝探究[J].機械制造與設計， 2012，12-13.

　　[2]陳海剛，烏學東，王大璞，楊生榮.鈦合金加工中不同金屬離子添加劑的潤滑機理研究[J].摩擦學學報， 2011， 21（3）： 28-32.