免责声明

由于3C行业钛金属加工是个非常复杂和综合的问题，涉及加工工艺、刀具、加工材料、控制系统，机床机械等多方面因素。因此本文所列内容仅从本人此次测试问题进行分析，无法涉及所有问题。本文所涉及的数据以及测试方法仅针对部分应用场景的测试总结所得，仅供使用者参考借鉴。我们无法保证文中所介绍的方法和经验参数能百分之百解决您的问题，敬请谅解。

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第1章信息概述

1.1 钛金属在3C市场上的应用

钛合金在手机市场的应用正日益广泛，成为消费电子领域的一个热门材料。其高强度和轻量化的特性使得钛合金在手机制造中具有显著的优势。

首先，钛合金的高强度能够有效地提升手机的整体坚固性，提高手机的耐用性和使用寿命。

其次，钛合金的轻量化特性有助于降低手机的整体重量，提升手机的便携性和舒适度。

此外，钛合金还具有良好的抗腐蚀性和耐磨性，能够有效地抵抗日常使用中的划痕和磨损。这使得钛合金在手机市场上具有广泛的应用前景，尤其是在高端手机市场中。

然而，钛合金的加工难度和成本相对较高，这也限制了其在手机市场中的普及程度。目前，钛合金主要应用于一些高端手机中，如苹果的iPhone 15系列和三星的Galaxy S24系列以及小米14Pro等。

总的来说，钛合金在手机市场中的应用正逐步推广，成为消费电子领域的一个新趋势。随着全球高端智能手机市场的不断增长和消费者对手机品质和外观的要求不断提高，钛合金在手机市场中的应用前景将更加广阔。同时，随着钛合金加工技术的不断进步和成本的降低，钛合金有望在未来成为手机市场的主流材料之一。

1.2 关于钛金属加工的测试

加工工艺、CNC设备、控制系统对钛合金加工具有高精度、高效率、多功能、自动化和降低加工成本等优势，有助于提高钛合金零件的加工质量和生产效率。

综合以上，根据钛合金的特性及切削难点，从加工工艺（铣削加工时的铣刀、铣削用量、铣削方式、切削液等）、机台设备、控制系统这三方面来做一些加工测试，给大家介绍钛金属基本的铣削加工和注意事项。

第2章钛金属加工的解决方案

2.1 钛金属材料特性

2.2 钛金属的加工难点

2.3 关系因素分析

钛金属，因其独特的物理和化学性质，如高硬度、低热导率、高化学活性等，使其在加工过程中面临诸多挑战。这些问题不仅影响加工效率，还可能导致产品质量下降和成本上升。因此，对钛金属难加工问题进行深入调研，对于提高加工技术、优化加工工艺、提升产品质量具有重要意义。

调研方式：通过深入终端现场测试、最终用户工艺工程师交流加工问题点

经过一系列调研，我们总结得出钛金属难加工问题主要表现在以下几个方面：

2.3.1有效的切削刀具：

刀具的材质的选择：

刀具材质应选择具有抗弯强度高，冲击韧性好，耐磨性好，导热系数高，与钛合金亲和性小的特点

常见的刀具图层：

巴尔查斯涂层、氮化锆涂层、普拉提涂层

刀具角度的选择

采用较小的前角和较大的后角以增大切屑与前刀面的接触长度，减小工件与后刀面的摩擦，刀尖采用圆弧过渡刃以提高强度，避免尖角烧损和崩刃。要保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。

2.3.2高效冷却润滑技术

Ø 冷却和润滑：切削液可以有效地冷却刀具和工件，降低切削过程中产生的热量，从而防止刀具过热和磨损。同时，它还能在刀具和工件之间形成润滑膜，减少摩擦，使切削过程更加顺畅。

Ø 清洁切屑：切削液能够冲洗和冲刷切削区域，清除产生的切屑和金属屑。这有助于保持切削区域的清洁，防止切屑堆积对切削过程造成干扰。

Ø 防止氧化和腐蚀：切削液可以在金属工件表面形成一层保护膜，防止其在切削过程中发生氧化和腐蚀。这不仅可以保护工件的质量，还可以延长刀具的使用寿命。

Ø 改善加工表面质量：通过减少切削过程中的热变形和刀具磨损，切削液可以改善加工表面的光洁度和精度。这有助于提高工件的整体质量和使用性能

冷却润滑对钛金属加工起到了至关重要的作用，不同的切削液成分和不同的冷却方式会影响到表面加工效果以及刀具使用寿命，

2.3.3合理的切削参数

在CNC加工中，需要赋予合理的加工参数。主要是因为这些参数直接影响到加工的多个重要方面，例如：

Ø 加工效率：合理的加工参数可以显著提高CNC机床的生产效率。例如，切削速度和进给速度等参数的选择能够直接影响切削时间，进而影响到整体加工效率。通过优化这些参数，可以在保证加工质量的前提下，最大限度地提高加工速度。

Ø 加工成本：加工参数的合理设置也可以有效地降低加工成本。优化加工参数可以降低电力消耗、减少刀具磨损、降低原材料浪费等，从而直接减少生产成本。此外，合理的参数设置还可以延长刀具的使用寿命，进一步降低维护和更换成本。

Ø 加工质量：加工参数的精度和稳定性直接决定了加工零件的质量。合理的加工参数可以有效地降低加工误差、提高工件精度和表面质量。这对于满足高精度的生产需求，特别是需要达到高光洁度和高准确度的加工任务，尤为重要。

Ø 机床性能：合理的加工参数可以最大限度地发挥CNC机床的性能，减少机床的负荷和磨损，保证机床的稳定运行和延长使用寿命。

切削参数通常指的是：主轴转速S、进给速度F、切削深度ap/ae，加工不同的材质有不同的切削参数，如何才能根据用户需求，设置合理的切削参数呢，我们先进行第一轮分析：

首先，我们根据刀具厂商给的刀具加工参数进行分析（不同刀具材质或不同厂商参数有所区别），95m/min线速度对应的转速S=5040，进给值F=405，切深ap=9mm，切宽ae=1.5mm。以上参数对刀具切削寿命来说是比较合理的.

目前3C加工的特点是高效薄切，需要极高的加工效率，根据调研结果显示，进给值普遍赋值F=2000左右。进给值提高对应的转速也要相应提高。（参考线速度计算公式）

测试一：（线速度对刀具寿命影响测试）

根据以上分析，我们首先来做一个测试：

按照F=2000进给值来进行测试，分别测试vc=95=S5040、vc=150=S7958、vc=190=S10080这三个转速对刀具寿命的影响

测试刀具：D6端铣刀（钛合金加工专用刀）

测试程式：根据手机边框加工路径，模拟相同切削量、相同结构。（ap=6mm，ae=0.2mm）

刀具磨损检测方法：每切削20次，进行一次精加工，用千分尺记录精加工尺寸，进行比对。

测试结果如下：

（数值变化越大，说明刀具磨损越大）

通过以上测试得出结论：转速越高，刀具磨损越快，（转速过低，切削参数不匹配，容易断刀

如果按照磨损值0.03来判断刀具寿命的话，则：

Vc=190刀具寿命：140pcs

Vc=150刀具寿命：180pcs

Vc=95刀具寿命：200pcs

其次，我们根据三个不同转速加工的纹路进行分析：

通过外观刀纹分析，转速S=5040刀纹过大，转速S=7958刀纹适中，转速S=10080刀纹较好

综合以上磨损及外观测试，D6端铣刀加工钛合金，线速度150m/min S=7958较为合理

2.3.4先进的高精度设备

钛合金硬度高、加工难度大，传统的加工方式往往需要耗费大量时间和人力。而先进的高精度设备通常配备有高速切削、高效冷却等先进技术，可以大大提高钛合金的加工效率，缩短生产周期，降低成本。

稳定性：机床传动部件的稳定性能有效的保证加工质量。

加工效率：先进高精设备具备快速的主轴加减速启停、主轴定向、刀库转转、伺服轴加减速

高效的冷却技术：环喷、中心出水、微润滑技术，有效的降低加工产生的热量，提高加工效率。

2.3.5卓越的系统功能

Ø 提高加工精度和稳定性：西门子系统具备高精度的数控技术，可以确保钛金属加工过程中的微米级精度。这种高精度控制对于钛金属这种硬度高、热导率大的材料尤为重要，能够有效减少加工误差，提高产品的质量和稳定性。

Ø 增强加工效率：西门子系统的动力驱动技术强大，能够提供高速切削和高效磨削所需的动力。这种能力使得钛金属的加工效率得到显著提升，缩短了生产周期，从而降低了成本。

Ø 实现智能化加工监控：西门子系统的智能化加工监控技术能够实时监测加工过程中的各种参数，如切削力、切削温度、刀具磨损等。这种实时监测和分析功能有助于及时发现潜在问题，并采取相应措施进行调整，保证加工过程的稳定性和连续性。

Ø 促进自动化和智能制造：西门子系统与众多先进的机床和加工设备兼容，能够实现自动化、智能化的生产。通过自动化和智能制造，可以减少人工干预，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

综上所述，西门子系统在钛金属加工中的应用，有助于提高加工精度和稳定性、增强加工效率、实现智能化加工监控、优化工艺参数和刀具选择，以及促进自动化和智能制造。这些优势共同推动了钛金属加工行业的进步和发展。

第3章 828D系统在钛金属加工中的应用

3.1 中心出水主轴测试

测试不同的冷却环境对刀具寿命的影响，测试内容：传统冷却、环喷、中心出水三种冷却方式

根据合理切削参数测试结果，我们采用线速度vc=150 S=7958，F2000进行加工测试

数量	传统喷管	环喷	中心出水	备注
0	5.996	5.998	5.993
33	6.009	5.999	6.003
66	6.013	6.006	6.01
99	6.016	6.013	6.017
132	6.026	6.017	6.024
165	6.033	6.023	6.033
198	6.066	6.049	6.035
231	/	/	6.04	刀具崩刃
切削总数	213	216	231