葛海婭，龐鵬飛，牛 奔，陳 川，鄭 迪，錢德隆

（1.中國石油集團(tuán)測井有限公司生產(chǎn)測井中心，河北 任丘 062550；2.中國石油集團(tuán)測井有限公司華北分公司，河北 任丘 062550）

當(dāng)今社會，經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量顯著提高，對鈦合金材料的需求量持續(xù)提高，對相應(yīng)的機(jī)械加工工藝提出了更高要求。當(dāng)前形勢下，必須精準(zhǔn)把握鈦合金材料機(jī)械加工工藝的核心與關(guān)鍵，綜合施策，全面提高鈦合金材料的實際性能。本文就此展開了探討。

1 鈦合金材料應(yīng)用現(xiàn)狀

鈦合金材料是現(xiàn)代材料工程體系中的關(guān)鍵金屬材料類型之一，具有良好的耐熱性和抗腐蝕性等金屬性能，在現(xiàn)代建筑工程、機(jī)械加工工程領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。近年來，國家相關(guān)部門高度重視鈦合金材料的應(yīng)用，在機(jī)械加工工藝創(chuàng)新、工藝流程優(yōu)化等方面制定并實施了一系列重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為新時期高質(zhì)高效地開展鈦合金材料機(jī)械加工提供了基本遵循與導(dǎo)向，在現(xiàn)代鈦合金加工領(lǐng)域取得了令人矚目的現(xiàn)實成就[1]。同時，廣大科研機(jī)構(gòu)及機(jī)械加工單位同樣在創(chuàng)新鈦合金材料加工方法，優(yōu)化鈦合金材料加工工藝等方面進(jìn)行了積極探索，成就顯著。盡管如此，受加工刀具材料與參數(shù)等方面要素的影響，當(dāng)前鈦合金材料機(jī)械加工工藝實踐中依舊存在諸多短板，需要給予高度重視。

2 鈦合金材料的機(jī)械加工原則

隨著現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的快速發(fā)展，鈦合金材料機(jī)械加工的技術(shù)手段愈發(fā)豐富，使得傳統(tǒng)模式下難以完成的鈦合金材料加工任務(wù)具備了更大的可行性。就鈦合金材料的機(jī)械加工原則而言，一是要遵循合理性原則，既要選擇最為合理的加工工藝與方法，又要選擇最具適用性的操作刀具，充分體現(xiàn)現(xiàn)代集約化、精細(xì)化的鈦合金材料加工理念[2]。二是要遵循切削優(yōu)化原則，對切削條件與切削參數(shù)進(jìn)行動態(tài)化調(diào)整改進(jìn)，保持整個機(jī)械加工機(jī)床的穩(wěn)定性，有效控制鈦合金材料加工中容易出現(xiàn)的縫隙問題，最大限度上降低鈦合金機(jī)械加工誤差。三是嚴(yán)格控制切削量范圍原則，通過調(diào)整優(yōu)化相應(yīng)的切削范圍，掌握合理切削速度，防止切削速度過快或過慢而導(dǎo)致的刀刃損毀等問題，并有效控制切削深度。此外，還應(yīng)遵循嚴(yán)謹(jǐn)性原則，將鈦合金機(jī)械加工工藝作為一個系統(tǒng)性的整體對待，可細(xì)化分為多個不同階段，使最終形成的鈦合金加工成品更具應(yīng)用價值，充分確保鈦合金材料的加工質(zhì)量。

3 鈦合金材料的機(jī)械加工現(xiàn)狀及存在問題

3.1 對機(jī)械加工工藝方法的重視程度不足

在當(dāng)前技術(shù)條件下，鈦合金材料的機(jī)械加工需要充分運用現(xiàn)代化的加工工藝方法，全面提升鈦合金材料機(jī)械加工效率與質(zhì)量，全面促進(jìn)其整體質(zhì)效提升?？v觀當(dāng)前鈦合金材料機(jī)械加工實際，普遍存在著對加工工藝方法重視不足，所采取的鈦合金材料機(jī)械加工工藝方法先進(jìn)性與針對性缺失，無法保證連續(xù)性、高強(qiáng)度的鈦合金材料機(jī)械加工需求。上述問題的存在，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為阻礙鈦合金材料機(jī)械加工效果的關(guān)鍵因素。

3.2 對信息化加工工藝技術(shù)應(yīng)用不足

現(xiàn)代信息化技術(shù)的快速發(fā)展，為鈦合金材料機(jī)械加工提供了更為豐富的技術(shù)手段，使鈦合金材料機(jī)械加工人員在加工工具與方法選擇方面更具靈活性，使得傳統(tǒng)模式下難以完成的鈦合金材料機(jī)械加工任務(wù)更具可操作性。實踐表明，在目前鈦合金材料機(jī)械加工過程中未能積極引進(jìn)信息化技術(shù)，對鈦合金材料加工過程中的數(shù)據(jù)分析與信息統(tǒng)籌不全面，無法對鈦合金材料的預(yù)期加工效果進(jìn)行仿真模擬，久而久之阻礙與制約鈦合金材料加工的現(xiàn)代化進(jìn)程。

3.3 鈦合金材料加工人員專業(yè)技能不足

鈦合金材料機(jī)械加工工藝具有較強(qiáng)的技術(shù)性特點，相關(guān)技術(shù)人員在該過程中始終扮演著不可替代的關(guān)鍵角色，是執(zhí)行鈦合金材料加工規(guī)則，落實鈦合金機(jī)械加工職責(zé)的直接實施者與操作者，其綜合素養(yǎng)的高底與鈦合金材料機(jī)械加工質(zhì)量密切相關(guān)。從當(dāng)前現(xiàn)狀來看，部分鈦合金材料加工人員專業(yè)理論知識缺失，在鈦合金材料機(jī)械加工方面的專業(yè)操作技能不甚熟練，質(zhì)量意識淡化。

4 機(jī)械加工技術(shù)分析

4.1 刀具材料

刀具是實施鈦合金機(jī)械加工工藝的關(guān)鍵所在，是提高機(jī)械加工工藝的重要載體，對于優(yōu)化鈦合金材料機(jī)械加工工藝效果具有直接作用。縱觀當(dāng)前機(jī)械加工技術(shù)應(yīng)用實際，普遍存在著刀具材料選擇不當(dāng)，所采用的刀具材料缺乏強(qiáng)度與硬度等共性問題，阻礙著鈦合金材料機(jī)械加工效果的優(yōu)化提升。因此，應(yīng)在鈦合金材料機(jī)械加工工藝范圍內(nèi)，嚴(yán)格選擇刀具材料，選擇硬質(zhì)合金、立方碳化硼、高速鋼等材質(zhì)的刀具，滿足當(dāng)前高強(qiáng)度、快節(jié)奏的鈦合金材料機(jī)械加工需求。以現(xiàn)代性能優(yōu)越的聚晶金剛石材質(zhì)刀具為例，由于其在高熱、高溫、高速環(huán)境條件中具有較強(qiáng)的適用性，可將其充分應(yīng)用于鈦合金材料機(jī)械加工全過程[3]。

4.2 刀具的幾何參數(shù)

實踐表明，鈦合金材料機(jī)械加工中的幾何參數(shù)對于加工工藝的流程性具有直接影響。在當(dāng)前技術(shù)條件下，鈦合金材料機(jī)械加工中所使用的刀具類型包括鉆頭、車刀、絲錐、銑刀及鉸刀等多種樣式。上述不同的刀具類型，在鈦合金材料機(jī)械加工效率、加工質(zhì)量、加工范圍等方面起到的作用各不相同，應(yīng)結(jié)合機(jī)械加工實際，合理設(shè)定刀具的幾何參數(shù)，并對幾何參數(shù)進(jìn)行動態(tài)化調(diào)整，使其始終保持在最佳旋轉(zhuǎn)角度狀態(tài)。絲錐前角定成6°～9°，錐角定成5°～7°，而切削錐后角是5°～11°，該種設(shè)定方法，可有效避免扭斷及崩齒等現(xiàn)象的出現(xiàn)。在此過程中，應(yīng)強(qiáng)化機(jī)械加工人員的專業(yè)操作技能，提高對刀具幾何參數(shù)的識別與控制熟練程度。

4.3 加工工藝的參數(shù)

機(jī)械加工工藝參數(shù)同樣是鈦合金機(jī)械加工技術(shù)的關(guān)鍵因素，對于鈦合金材料的車削模式具有深刻影響，需要滿足特定的加工工藝參數(shù)，控制切削速度，并根據(jù)切削速度和走刀量等狀況，對機(jī)械加工工藝參數(shù)進(jìn)行動態(tài)化完善。在鈦合金材料機(jī)械加工工藝實施中，應(yīng)遵循“勤退刀、及時補(bǔ)給切削液”的基本原則，提高機(jī)械切削全過程的連續(xù)性，避免出現(xiàn)段鉆等問題的發(fā)生。在攻絲過程中，應(yīng)在相關(guān)操作技術(shù)規(guī)范的約束下，注意倒錐的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，注意磨削區(qū)的高溫和粘屑，保證磨削操作正常進(jìn)行，控制攻絲器具間的摩擦力度[4]。

5 提高鈦合金材料機(jī)械加工質(zhì)量的有效路徑

5.1 積極采用現(xiàn)代精細(xì)化的加工理念

緊跟當(dāng)前鈦合金材料機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與需求，積極引進(jìn)現(xiàn)代化、精細(xì)化、集約化的加工工藝控制技術(shù)理念，制定詳細(xì)可行的鈦合金材料加工技術(shù)方案，為鈦合金材料機(jī)械加工具體方案的執(zhí)行與實施提供可靠基礎(chǔ)性保障與參考。應(yīng)根據(jù)鈦合金材料的實際性能需求，對機(jī)械加工的綜合成效進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)測，及時對有失偏頗之處進(jìn)行糾偏處理。

5.2 運用現(xiàn)代信息技術(shù)控制方法

搭建基于計算機(jī)技術(shù)與軟件技術(shù)的鈦合金材料機(jī)械加工控制平臺，將鈦合金材料機(jī)械加工細(xì)化分解為多個不同模塊與層次，提高各個模塊與層次之間的銜接配合效果，對鈦合金材料機(jī)械加工的預(yù)期效果進(jìn)行仿真模擬，將復(fù)雜抽象的鈦合金材料機(jī)械加工過程進(jìn)行立體化、形象化展現(xiàn)。同時，在現(xiàn)代信息化技術(shù)的支持下，可對鈦合金材料機(jī)械加工效率與質(zhì)量的總體成效進(jìn)行客觀評價，實現(xiàn)數(shù)字化控制。

5.3 提高鈦合金材料機(jī)械加工人員綜合素養(yǎng)

定期組織鈦合金材料機(jī)械加工人員參加專項培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，由業(yè)內(nèi)專業(yè)人士為其講解新形勢下鈦合金材料的最新特點與需求，詳細(xì)掌握有關(guān)于鈦合金材料方面的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，熟練運用各項專業(yè)操作技能，將各類潛在的鈦合金材料機(jī)械加工缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。注重提升鈦合金材料機(jī)械加工人員責(zé)任意識與質(zhì)量意識，防范化解各類常見的機(jī)械加工工藝質(zhì)量難題，促進(jìn)該行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)語

綜上所述，受加工技術(shù)控制等方面要素的影響，當(dāng)前鈦合金材料機(jī)械加工實踐中依舊存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，阻礙著鈦合金材料整體性能指標(biāo)的優(yōu)化提升。因此，有關(guān)人員應(yīng)該從鈦合金材料的實際應(yīng)用需求出發(fā)，充分遵循機(jī)械加工工藝的基本原理與規(guī)律，創(chuàng)新機(jī)械加工工藝方法，優(yōu)化加工流程，為全面提高鈦合金機(jī)械加工效率注入強(qiáng)大力量。