結合鈦合金的特性以及框體類鈦合金的結構特點， 本文從工藝方案規劃、加工設備選擇、工裝設計思路、常用刀具類型以及加工注意事項等方面進行簡要地介紹。
框體類鈦合金零件加工工藝方案
框體類鈦合金零件， 常見的是鈦合金機匣（見圖1）。 根據產品使用的不同要求以及它的加工特點， 目前主要有4種工藝：①分段精加工， 再焊接， 再補充加工焊接接頭部位。 ②分段粗加工， 再焊接， 再整體數控精加工。 ③整體鍛造， 再粗精機加工。 ④整體鑄造， 再粗精機加工。
框體類鈦合金零件機械加工設備的選擇
如採用分段精加工、再焊接、再補充加工焊接接頭部位的方案， 加工設備可根據焊接接頭的情況， 根據零件輪廓尺寸選擇合適的五面龍門加工中心、大型五軸聯動加工中心或數控車床等。
如果採用分段粗加工， 再焊接， 再整體數控精加工的工藝， 由於採用這類工藝方案的框體類鈦合金零件一般尺寸大，
如是採用整體鍛造（鑄造）、再粗精機械加工的方案。 這種工藝方案準備的零件毛坯， 其加工餘量比較均勻， 去除餘量相對較少， 可縮短機械加工的時間。 機械加工過程中， 考慮框體類零件的內壁、外壁以及四周視窗需要粗精加工， 為此在選擇加工設備時要選擇適當的數控車床（車削粗精加工）、大型龍門五軸加工中心（內外壁壁粗去餘量以及加工四周視窗）、大型龍門車銑複合中心等來進行精加工。
框體類鈦合金零件機械加工工裝設計思路
考慮框體類鈦合金零件一般薄壁、易變形、結構複雜， 根據其結構分析， 在工裝輔助設計時務必遵循以下的基本原則。
（1）滿足工裝使用過程中工件定位的穩定性和可靠性， 有足夠的承載或夾持力， 有適合零件的剛性結構。
粗加工時， 裝夾夾緊力可大， 以防止在切削寬度、深度較大的大切削過程中零件的鬆動；精加工時， 考慮零件易變形， 工裝夾緊力要稍小， 但要可防止工件鬆動。 對於薄壁結構的特易變形零件， 務必適當增加輔助支撐工裝結構。
（2）儘量充分考慮零件設計基準（使用基準）、工裝定位基準及零件檢驗基準間的統一或關聯。
（3）滿足裝夾過程中的方法簡單與操作快捷。
（4）滿足工裝在調整、一併轉序或更換過程中具有可靠的重複定位性。
（5）盡可能地回避結構複雜、成本昂貴， 嚴格遵循手動、氣動、液壓、伺服的依次優先設計採用原則。
（6）周向需要設計限位元防轉裝置， 防止二次裝夾沒周向基準。 如批量較大， 可以設計氣動、液壓的自動化夾具， 實現加工時壓緊塊自動讓位以及自動回復壓緊。 如是側面開槽（孔）以及其他涉及到可能在加工零件時會切削到工裝的情況， 一般來講在設計時應考慮適當讓位， 更優的方案是推薦該工裝匹配部位選用與零件相同的材質，
對於薄壁類框體鈦合金零件精度要求高的部位， 工裝的裝夾可能會導致零件的新變形。 因為在切削過程中， 切削力、夾緊力之間的波動效應會產生耦合作用， 導致夾緊不當的附加應力、切削後的殘餘應力、工件內部的殘餘應力再次分佈， 當工裝卸力後就產生加工後新的變形。 為此針對特殊的部位， 推薦運用“過渡外形可調支撐”或“過渡外形柔性工裝”的辦法（見圖5）， 即根據自由狀態下零件過渡外形的形狀設計與之完全貼合的可調（柔性）支撐並夾緊。
如是加工大型薄壁鈦合金零件內壁時， 更多從節約成本的角度， 一般通常採用碗狀包托與芯部襯托（見圖5、圖6）相結合的工裝結構方式， 這種方式可更有效地實現工裝的裝夾可靠。
框體類鈦合金零件機械加工常用刀具類型選擇
從提高效率、提升品質、降低成本等3個綜合因素出發，加工框體類鈦合金的刀具既希望具有較高的熱硬性，又希望具有良好的耐磨性；既希望具有良好的抗衝擊性，又希望具有較好的韌性；既希望具有較高的導熱係數，又希望具有較低的化學活性。從這些希望出發，加工鈦合金常選用的刀具材料主要有硬質合金、聚晶金剛石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）等。經過生產實際驗證，硬質合金和PCD刀具被認為是加工鈦合金比較理想的刀具材料。
目前加工鈦合金選用刀具材料最優先考慮、最廣泛推崇的是硬質合金刀具。因為硬質合金具有相對成本低廉、導熱性較好、硬度較高、韌性和紅硬性較好的特點。依其化學成分可分為鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦類(YT)和添加稀有碳化物類（YW），目前在工業生產實際中獲得廣泛應用的仍然是鎢鈷類硬質合金YG8、YG6、YG3等。如通常在粗車和斷續車削時採用YG8刀片，精車和連續車削時選用YG3刀片，一般加工則選用YG6刀片。如果使用添加的稀有金屬的細晶粒硬質合金YA6、YD15、YG10H、YS2等，可提高刀具的壽命和加工效率。實踐中不選用鎢鈷鈦(YT)類硬質合金刀具的原因是YT類刀片中含有鈦，它與被加工的鈦合金之間會發生很強烈的親和力，很快粘掉刀尖。
硬質合金加工鈦合金速度可以達到45 m/min以上，但當切削速度繼續增加時，刀具和工件接觸面的溫度迅速升高，同時由於Co的熔點較低，在高的切削溫度及元素擴散作用下，造成了刀具材料中W和Co元素的擴散和流失，降低了刀具的硬度和韌性，使硬質合金刀具發生嚴重的塑性變形、粘結磨損和擴散磨損，導致刀具失效。因此，硬質合金刀具只適合切削速度小於75 m/min的鈦合金。
聚晶金剛石刀具具有極高的硬度，也具有超高的耐磨性，還具有高彈性模量、高導熱係數、刃口鋒利、低摩擦係數以及與非鐵金屬親和力小等優點。該類刀具適用於鈦合金的精加工和超精加工。
聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具，其硬度雖然略低於金剛石，但它具有比金剛石更好的特點是熱穩定性高得多，可達到1 200℃以上（金剛石的耐熱溫度只有700~800℃），化學惰性大，與鈦合金在1 200℃時都不起化學反應。PCBN刀具相比硬質合金刀具，有著切削速度高、表面粗糙度品質好和刀具壽命長等特點，為此PCBN刀具更適合用作鈦合金的精加工。但由於PCBN刀具脆性很大，在切削加工中務必忌諱斷續切削或突變餘量切削。
框體類鈦合金零件加工的其他注意事項
不求高的切削速度，唯求可靠增大切削走刀量。過高的切削速度會導致刀刃過熱、刀刃粘結和擴散磨損嚴重。走刀量的變化對溫度的變化不明顯，所以降低切削速度增大切削走刀量是合理、適宜的切削方式。
當車削時為了改善散熱條件和增強切削刃，前角一般取5°～9°；為了克服因回彈而造成的摩擦，刀體的後刀面一般取10°～15°；當鑽孔時，縮短鑽頭長度、增加鑽心的厚度和導錐量，鑽頭的耐用度可提高好幾倍。
不可缺少切削液，且水溶性切削液較為合適。但不能使用含有氯或其他鹵元素和含硫的切削液，這類切削液會對鈦合金的力學性能產生不良影響。
針對易變形的鈦合金框體類零件，在數控精加工之前，原則推薦要進行詳細的測量，要根據測量的結果仔細分析再分配加工餘量以及再核定加工座標。
銑削加工先三軸加工後五軸加工，先面加工後孔加工。維持數控程式設計加工坐標系的統一，儘量合併工序減少翻面。與鈦合金接觸的所有工具、夾具等裝置都要事先側地潔淨。經清洗過的鈦合金零件，要防止油脂污染，要避免手直接觸摸，操作人員或檢驗人員應當戴乾淨的手套進行操作或檢驗。
這種方式可更有效地實現工裝的裝夾可靠。框體類鈦合金零件機械加工常用刀具類型選擇
從提高效率、提升品質、降低成本等3個綜合因素出發，加工框體類鈦合金的刀具既希望具有較高的熱硬性，又希望具有良好的耐磨性；既希望具有良好的抗衝擊性，又希望具有較好的韌性；既希望具有較高的導熱係數，又希望具有較低的化學活性。從這些希望出發，加工鈦合金常選用的刀具材料主要有硬質合金、聚晶金剛石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）等。經過生產實際驗證，硬質合金和PCD刀具被認為是加工鈦合金比較理想的刀具材料。
目前加工鈦合金選用刀具材料最優先考慮、最廣泛推崇的是硬質合金刀具。因為硬質合金具有相對成本低廉、導熱性較好、硬度較高、韌性和紅硬性較好的特點。依其化學成分可分為鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦類(YT)和添加稀有碳化物類（YW），目前在工業生產實際中獲得廣泛應用的仍然是鎢鈷類硬質合金YG8、YG6、YG3等。如通常在粗車和斷續車削時採用YG8刀片，精車和連續車削時選用YG3刀片，一般加工則選用YG6刀片。如果使用添加的稀有金屬的細晶粒硬質合金YA6、YD15、YG10H、YS2等，可提高刀具的壽命和加工效率。實踐中不選用鎢鈷鈦(YT)類硬質合金刀具的原因是YT類刀片中含有鈦，它與被加工的鈦合金之間會發生很強烈的親和力，很快粘掉刀尖。
硬質合金加工鈦合金速度可以達到45 m/min以上，但當切削速度繼續增加時，刀具和工件接觸面的溫度迅速升高，同時由於Co的熔點較低，在高的切削溫度及元素擴散作用下，造成了刀具材料中W和Co元素的擴散和流失，降低了刀具的硬度和韌性，使硬質合金刀具發生嚴重的塑性變形、粘結磨損和擴散磨損，導致刀具失效。因此，硬質合金刀具只適合切削速度小於75 m/min的鈦合金。
聚晶金剛石刀具具有極高的硬度，也具有超高的耐磨性，還具有高彈性模量、高導熱係數、刃口鋒利、低摩擦係數以及與非鐵金屬親和力小等優點。該類刀具適用於鈦合金的精加工和超精加工。
聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具，其硬度雖然略低於金剛石，但它具有比金剛石更好的特點是熱穩定性高得多，可達到1 200℃以上（金剛石的耐熱溫度只有700~800℃），化學惰性大，與鈦合金在1 200℃時都不起化學反應。PCBN刀具相比硬質合金刀具，有著切削速度高、表面粗糙度品質好和刀具壽命長等特點，為此PCBN刀具更適合用作鈦合金的精加工。但由於PCBN刀具脆性很大，在切削加工中務必忌諱斷續切削或突變餘量切削。
框體類鈦合金零件加工的其他注意事項
不求高的切削速度，唯求可靠增大切削走刀量。過高的切削速度會導致刀刃過熱、刀刃粘結和擴散磨損嚴重。走刀量的變化對溫度的變化不明顯，所以降低切削速度增大切削走刀量是合理、適宜的切削方式。
當車削時為了改善散熱條件和增強切削刃，前角一般取5°～9°；為了克服因回彈而造成的摩擦，刀體的後刀面一般取10°～15°；當鑽孔時，縮短鑽頭長度、增加鑽心的厚度和導錐量，鑽頭的耐用度可提高好幾倍。
不可缺少切削液，且水溶性切削液較為合適。但不能使用含有氯或其他鹵元素和含硫的切削液，這類切削液會對鈦合金的力學性能產生不良影響。
針對易變形的鈦合金框體類零件，在數控精加工之前，原則推薦要進行詳細的測量，要根據測量的結果仔細分析再分配加工餘量以及再核定加工座標。
銑削加工先三軸加工後五軸加工，先面加工後孔加工。維持數控程式設計加工坐標系的統一，儘量合併工序減少翻面。與鈦合金接觸的所有工具、夾具等裝置都要事先側地潔淨。經清洗過的鈦合金零件，要防止油脂污染，要避免手直接觸摸，操作人員或檢驗人員應當戴乾淨的手套進行操作或檢驗。