De viktigste faktorene som påvirker bearbeiding av svakt stivtitanlegeringstrukturer inkluderer: maskinstivhet, valg av skjæreverktøy, prosessparametere og effektiv kjøling. Under bearbeiding samvirker disse faktorene og påvirker hverandre, og akkumulering av deformasjonsfeil kan føre til at de maskinerte svakt stive delene går ut av toleranse, noe som gjør det vanskelig å kontrollere maskineringsdeformasjonen.
1.1 Valg av verktøymaskiner
Stivheten til verktøymaskinens-feste-kuttersystem bør være god, klaringen mellom hver del av verktøymaskinen bør være riktig justert, og spindelens radielle utløp bør være minimal; det er å foretrekke å bruke slike maskinverktøy.
1.2 Valg av skjæreverktøy
Forbedringen av skjæreproduktiviteten er hovedsakelig et resultat av utvikling og bruk av nye typer skjæreverktøymaterialer. I løpet av de siste tiårene har skjæreverktøy gjort store fremskritt, inkludert karbidbelegg, keramikk, kubisk bornitrid og polykrystallinsk diamant. Disse er effektive for maskinering av støpejern, stål og høy-temperaturlegeringer. Imidlertid er det ikke noe verktøy som kan forbedre bearbeidbarheten til titanlegeringer fordi skjæreverktøymaterialene for titanlegeringer må ha svært viktige egenskaper, inkludert: 1) god varmhardhet for å tåle høye påkjenninger; 2) god termisk ledningsevne for å redusere termiske gradienter og termisk sjokk; 3) god kjemisk treghet for å redusere tendensen til å reagere med titan; 4) god seighet og tretthetsmotstand for å tilpasse seg chipsegmenteringsprosessen. I nesten alle maskineringsprosesser av titanlegering, anses wolframkarbid (WC/Co) hardmetallverktøy for å ha den beste ytelsen. Noen tester indikerer at alle belagte karbidverktøy har en høyere slitasjehastighet enn de ubelagte. Selv om kvaliteten på moderne keramiske verktøy har forbedret seg og de i økende grad brukes til å bearbeide vanskelig.å-skjære materialer, spesielt de høye-temperaturlegeringene (som nikkel-baserte superlegeringer), har de på grunn av deres dårlige varmeledningsevne, lave bruddseighet og reaksjon med høy-temperatur erstattet stål{1}. Superharde skjæreverktøymaterialer (kubisk bornitrid og polykrystallinsk diamant) har lave slitasjehastigheter ved maskinering av titanlegeringer, og viser dermed god ytelse.
1.3 Skjærevæske
Titanlegeringer har fordeler som høy styrke, oksidasjonsmotstand og høy-temperaturbestandighet. Samtidig som de oppfyller kravene til bruk med høy-ytelse, gir de også mange utfordringer for skjærebehandling. Når du skjærer titanlegeringer, for å redusere skjæretemperaturen, bør en stor mengde kjølende-dominert skjærevæske helles inn i skjæreområdet for å frakte bort varmen fra skjærekanten og spyle bort sponene, og dermed redusere skjærekraften. Derfor er kravene til skjærevæske høy varmeledningsevne, stor varmekapasitet, rask strømningshastighet og stort strømningsvolum. Den beste kjølemetoden er høytrykkskjøling, med en strømningshastighet på skjærevæske på ikke mindre enn 15–20 l/min. De vanligste skjærevæskene er vanligvis av tre typer: vann eller alkaliske løsninger, vann-baserte løselige oljeløsninger og ikke-vannløselige-oljeløsninger.
2. Vanskeligheter med å bearbeide strukturelle komponenter i titanlegering
2.1 Høy skjæretemperatur
Fordi titanlegering har lav varmeledningsevne (omtrent 1/3 til 1/6 av stålets), oppstår det lett høye skjæretemperaturer under maskinering. Under de samme forholdene er skjærevarmen som genereres ved bearbeiding av titanlegeringer mer enn det dobbelte av den som genereres ved bearbeiding av samme stål, og varmen som genereres under bearbeiding er vanskelig å spre gjennom arbeidsstykket. Titanlegering har lav spesifikk varmekapasitet, så lokale temperaturer stiger raskt under bearbeiding, noe som lett kan føre til at verktøyspissens temperatur blir for høy, noe som resulterer i alvorlig verktøyslitasje og til og med brenning.
2.2 Høy skjæremotstand
Skjærekraften ved bearbeiding av titanlegeringer tilsvarer omtrent den ved skjæring av stål, så energien som forbrukes under bearbeiding er den samme eller litt lavere enn for stål. Ved maskinering av titanlegeringer er imidlertid spenningen nær hovedskjærekanten svært høy. Dette kan skyldes at området med sponkontakt på riveflaten ved skjæring av titanlegeringer vanligvis er veldig lite (omtrent 1/3 av det når man skjærer stål under samme forhold). Den høyere skjærespenningen kan føre til at arbeidsstykket gir etter under bearbeiding, noe som resulterer i inkonsistens i dimensjonene til det bearbeidede arbeidsstykket.
2.3 Vibrasjon i svakt stive strukturer
Vibrasjon er et viktig problem som må overvinnes ved maskinering av titanlegeringsdeler med svak stivhet, spesielt under etterbehandling. Titanlegeringens svært lave elastisitetsmodul er den primære årsaken til vibrasjoner under skjæring. Under skjærekrefter er deformasjonen av titanlegering dobbelt så stor som for karbonstål. Tilbakestøtet mellom verktøyets flanke og den maskinerte overflaten forårsaker friksjon som genererer vibrasjoner, samt høye skjæretemperaturer. De svært høye dynamiske skjærekreftene ved bearbeiding av titanlegeringer forårsaker delvis vibrasjoner, og verdiene kan overstige 30 % av den statiske kraften. Dette skyldes plastskjæreprosessen i titanlegeringsspondannelse. Som et resultat av skjærende vibrasjoner er det vanskelig for overflatekvaliteten til arbeidsstykker av freste titanlegeringer å møte presisjonskravene.