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一、针对TC21钛合金的性能分析钛合金的材料性能表现出强度高和耐腐蚀性好的优势，这是一般金属材料所不具备的性能优势，在航空制造中，对结构的强度和耐腐蚀性提出了较高的要求。
而钛合金材料的性能与航空制造的结构性能要求相契合，已经成为各个主要受力部位的重要组成部分，钛合金材料的应用可有效提升受力区域结构的稳定性。
但在实际应用中，存在机械加工难度大的弊端，影响机械加工的主要原因有以下几点：1.屈服和强度比较大。
一般而言，钢材的比值仅为0.65-0.75，而钛合金的比值最高可达0.85-0.95，致使在机械加工时，极易受到温度影响产生结构硬化的现象。
在材料处理时，多以冷加工为主，此时会对钛合金钢材的温度造成较大影响，使其结构硬度加大，这就增加了刀具切削的压力，致使刀具出现严重磨损。
2.导热性能低。
机械加工中，因其导热性能较差，致使在切削区域的温度持续升高，严重的情况下可能导致加工工件形变的问题。
此外，也会对加工工具造成较大影响，主要表现为刀尖温度过高，进行切削操作后出现弯曲问题，这不仅会影响加工工具使用寿命，还会对工件的表面质量形成影响。
3.材料弹性值较小。
其弹性值仅为钢材的二分之一，表现出钢性不足和变形率大的特点。
具体进行切削作业时，受到材料弹性值的影响，很容易产生让刀反应，对工件加工的精度和尺寸造成较大影响。
在进行切削加工后，钛合金材料表面的回弹量将增大，超出不锈钢材料的2-3倍，致使刀具表面出现严重的磨损现象。
二、零件结构的特点在本次所研究的零件结构中，所有零件的加工材料均为TC21钛合金，结构的尺寸规格为530mm×330mm×115mm 以及400mm×340mm×75mm。
相对来说，该部位零件的壁板厚度较小，在2-3mm 之间。
其结构部分特点决定了加工时，需要面临多个槽腔的加工作业，存在空间小，深度大的加工特点。
受到槽腔转角的半径尺寸影响，致使在加工时，刀具的转角操作存在较大的难度，在刀具钢性不足的情况下极易产生断刀或者损伤零部件的问题。
数控安全操作规程
《数控安全操作规程》
为了确保数控设备操作过程中的安全，保障操作人员的人身安全和设备的正常运行，制定了《数控安全操作规程》如下：
一、操作前的准备
1. 操作人员必须接受相关的数控设备操作培训，并持有相应的操作证书。
2. 检查数控设备是否符合安全操作要求，包括紧固件是否松动，润滑油是否充足等。
3. 确保操作人员穿着符合安全要求的工作服和防护用具。
二、操作过程中的安全注意事项
1. 在操作数控设备时，操作人员必须集中精力，严禁酗酒、疲劳驾驶等行为。
2. 禁止在设备运行时接近转动部件，如刀具、主轴等。
3. 禁止操作人员擅自改变设备的参数设置，如加快进给速度等。
4. 在设备运行时，保持工作环境整洁，及时清理加工废料和冷却液。
三、操作后的安全措施
1. 在操作结束后，关闭数控设备电源，清理设备周围的杂物和加工残渣。
2. 对数控设备进行定期的维护保养，确保设备处于良好的工作状态。
3. 将操作过程中的问题及时报告给相关负责人，定期进行安全
检查。
四、紧急事故处理
1. 如遇到设备故障或操作失误导致的事故，操作人员应迅速停止设备并报告给相关负责人。
2. 对事故进行及时的处理和整改，并对操作人员进行相应的安全教育和培训。
总之，《数控安全操作规程》旨在帮助操作人员提高安全意识，规范操作行为，保障数控设备的安全运行。
希望所有操作人员认真遵守并执行该规程，共同维护安全生产，确保生产过程的安全常态化。
数控六面钻是数控机床中常用的加工工具之一，其适用于加工各类硬质材料，如钛合金、不锈钢、高速钢等。
数控六面钻的使用要点包括钻头的选择、钻孔深度控制、冷却液的选择与使用、以及加工程序的调整等。
一、钻头的选择
钻头是数控六面钻中最重要的部件之一，其选择直接影响到加工质量和效率。
常见的钻头材料包括高速钢、硬质合金和陶瓷等。
对于不同的加工材料，一般需要
选择相应的钻头材料。
二、钻孔深度控制
在使用数控六面钻进行加工时，需要控制钻孔的深度，以避免造成加工失误。
可以通过设定加工深度来实现精确控制钻孔深度的目的。
当钻孔深度达到设定值时，数控六面钻会自动停止加工。
三、冷却液的选择与使用
在进行数控六面钻加工时，需要使用冷却液来降低加工过程中所产生的热量。
冷却液选择应根据不同的加工材料和加工要求进行选择，常见的冷却液包括水溶性
切削液和油基切削液。
在使用冷却液时，应注意定期更换、保持清洁，并进行有效
收集和处理，以保护环境。
四、加工程序的调整
在进行数控六面钻加工时，要根据具体加工要求和加工材料的不同，对加工程
序进行相应的调整。
例如，可以调整进给速度、转速和加工深度等参数，以达到更
好的加工效果。
总之，数控六面钻的使用要点包括钻头的选择、钻孔深度控制、冷却液的选择
与使用、以及加工程序的调整等，这些都是影响加工效率和加工质量的关键因素。
因此，在进行数控六面钻加工时，应注意合理选择钻头和冷却液，并根据加工要求
进行相应的参数调整和控制，以保证加工效果和加工质量的稳定性。
数控机床加工基本操作规程
《数控机床加工基本操作规程》
一、操作前准备
1. 熟悉机床的基本构造、性能和使用规程。
2. 检查机床的润滑、冷却系统是否正常运转。
3. 检查机床的刀具、夹具和工件的安装是否牢固。
4. 开机前进行空转试车，确保机床运转正常。
二、数控编程操作
1. 根据工件的图纸和加工工艺，编写数控程序。
2. 在编程过程中，应注意加工路径、刀具的选择和切削参数的设定。
三、机床的开机操作
1. 检查机床的电源线是否接触良好，开启主电源。
2. 启动数控系统，按照系统提示进行操作。
3. 启动润滑和冷却系统，确保加工过程中刀具和工件得到良好的润滑和冷却。
四、加工操作
1. 根据程序选择自动加工或手动加工模式，启动加工过程。
2. 监控加工过程，及时发现异常情况并处理。
3. 在加工过程中，严禁使用手指或其他物体接近转动的刀具和工件。
五、加工完成后操作
1. 关闭机床主电源。
2. 清理加工现场，清除切屑和废渣。
3. 维护机床，包括清洗润滑系统、检查刀具和夹具的磨损情况等。
通过以上规程的执行，能够保证数控机床的安全操作，并且能够有效地提高加工效率和加工质量。
希望操作人员严格按照规程进行操作，确保自己的安全和机床的正常运转。
数控车床操作规程
《数控车床操作规程》
一、操作人员必须经过专门的培训，了解数控车床的基本原理和操作规程。
二、在操作数控车床之前，必须仔细检查机床和工件，并确保设备和工件无损坏。
三、操作人员必须穿着符合安全标准的工作服和防护装备，如护目镜、手套等。
四、在操作数控车床时，严禁穿戴松散的衣物和首饰，以免被卷入机床。
五、在设定加工程序之前，必须仔细检查数控程序和工件图纸，确保没有错误。
六、操作人员必须按照正确的程序设定加工参数，如转速、进给速度等。
七、在操作数控车床时，严禁将手指或其他物品伸入旋转的刀具附近，以免被卷入或受伤。
八、在加工过程中，操作人员必须随时关注机床的运行情况，及时发现并解决问题。
九、加工结束后，必须及时清理工作台和加工区域，确保工作环境整洁。
十、操作人员离开数控车床时，必须关掉电源并锁紧各个操作部件，以确保安全。
十一、在操作数控车床过程中，必须严格遵守相关安全规定，严禁违反操作规程和安全作业规定。
以上就是《数控车床操作规程》，希望所有操作人员严格遵守，确保安全生产。
TC4钛合金TC4钛合金●TC4 钛合金热处理：TC4钛合金mpa，TC4材料固溶强化处理后，强度增加不大，也就到1100MPa，退火状态下强度一般在900MPa●TC4 热膨胀系数：TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。
●TC4钛合金力学性能：抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25●TC4钛合金密度:4.5（g/cm3）工作温度-100～550（℃）●TC4钛合金化学成分:TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5～6.8,钒(V)3.5～4.5[1][2][3][4]●TC4 热膨胀系数：TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。
●TC4钛合金力学性能：抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25●TC4钛合金密度:4.5（g/cm3）工作温度-100～550（℃）●TC4钛合金化学成分:TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5～6.8,钒(V)3.5～4.5钛合金TC4高速铣削表面完整性的研究发表于: 2008-3-14 0:01:13来源:深圳宝玛作者:数控机床点击:载入中...次由于钛合金具有比强度高、热强度好、耐腐蚀、资源丰富等一系列优点，因此在航空、航天等工业部门中的应用越来越广泛，用于制作飞机和发动机中的主要构件。
1 序言在航空钛合金加工领域，超过70%的小型零件（定义为轮廓最大尺寸≤200mm）采用模锻技术制作毛坯。
如何利用先进的数控加工替代老旧的常规加工，实现小型模锻件的高效优质数控加工，成为当前钛合金加工面临的主要问题。
2 工模锻件结构分析和技术要求2.1 模锻件结构分析图１所示模锻件余量最小处为左侧外形，对比样板后测量约为4mm；余量最大处为内形底角处，对比零件数模测量约为22mm。
模锻件拔模角度为8°，端头处由上至下余量分布为4～12mm，余量不均匀，属于典型的不规则模锻件。
图1 模锻件2.2 零件技术要求零件材料为TA15 M，轮廓尺寸为64mm×152mm×44mm。
零件腹板两侧均为双曲面，厚度分别为3.1～3.25mm和2.1～2.2mm；缘条厚度分别为2mm、3mm和4mm，除4mm处公差为±0.15mm外，其余公差均为±0.12mm，属于典型的薄壁角盒零件。
2.3 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析是指在满足使用要求和设计要求的前提下，分析加工制造的可行性和经济性的过程[1]。
该零件的结构工艺性分析如下。
1）零件的内槽和缘条之间的转角大小以及内槽和腹板之间的底角大小决定了刀具的选择，将直接影响零件的加工工艺性。
零件底角和转角尺寸如图2所示，底角有R4mm、R8mm两种规格，转角也有R4mm、R8mm两种规格，转角、底角规格不统一，无法使用单规格刀具完成精加工，后续工艺安排时应结合加工方案充分考虑刀具选择。
图2 零件底角和转角尺寸2）零件的外形、腹板尖角处存在多处双曲面，三坐标加工困难，即使通过编程指令实现加工，零件表面质量也相对较差，加工效率也会受到影响。
且零件局部厚度＜3mm，属于薄壁部位，相对于三坐标行切，使用五坐标摆刀加工更能保证零件厚度要求，后续选择设备时应充分考虑。
3）毛坯结构应便于装夹、加工。
分析该角盒毛坯特点，两侧余量不均匀，较高一侧外形余量4～12mm，预留加工凸台最少需要3mm（压点位置）加切断凸台使用的刀具直径值，显然该毛坯余量不满足预留凸台的条件；若使用压制零件本身加工，则加工过程中需要多次窜动压板，实现铣刀的躲避，而零件自重较小，窜动压板、多次装夹必然导致零件窜动，严重影响零件的加工稳定性，存在较大安全风险；观察毛坯，不属于典型的四方或者六方零件，使用虎钳加工的可能性极低。
数控技术标准
数控技术标准涉及多个方面，包括机床结构、加工工具、控制系统和
安全防护等。
以下是一些常见的数控技术标准：
1. 机床结构：数控机床的结构应满足刚性好、稳定性高、能够保证加
工精度的要求。
同时，机床应具有可靠性强、使用寿命长、加工范围广、操作方便、易于维护和保养的特点。
2. 加工工具：数控机床的加工工具应满足刀具刚性好、能够承受高速
旋转和大力矩的要求。
切削刃质量高，能够保证高精度加工。
刀柄精
度高，能够保证刀具的精确定位。
3. 控制系统：数控机床的控制系统应满足控制精度高、响应速度快、
具备自我检测和诊断功能的要求。
同时，控制系统还应具备通信功能，能够与其他设备实现数据交换和联网操作。
4. 安全防护：数控机床的安全防护应满足设备符合国家安全标准和规
定的要求。
设备应具备自动报警和停机保护功能，能够及时发现和解
决安全问题。
钛合金加工工艺技术研究发布时间：2022-01-06T03:27:24.226Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：徐龙[导读] 钛合金具有良好的强度和硬度特征，以及优秀的耐高温与低温、抗腐蚀等性能，成为制造飞机发动机的理想材料。
中航西飞结构件厂陕西西安 710089摘要：钛合金具有良好的强度和硬度特征，以及优秀的耐高温与低温、抗腐蚀等性能，成为制造飞机发动机的理想材料。
但同时又因为它的热传导系数小、化学性能活泼等特点使得其加工的难度大大增加。
本文对钛合金的优秀性能进行解释，并剖析钛合金加工工艺的技术难点，分析了钛合金加工的技术要点，最后就刀具选用与流程管理方面提出完善钛合金加工的措施，为钛合金的加工进步提供参考。
关键词：钛合金加工；工艺技术；应用研究前言：钛合金材料是指以钛为基础加入其他金属材料制成的合金金属，广泛运用于航空航天发动机的制造上。
由于钛合金材料的应用性质特殊，致使其加工程序复杂、加工难度系数大。
但随着科技技术的迅速发展和进步，钛合金的部分加工局限性被逐渐攻克，被更加广泛地运用到工业制造领域中，促进多个领域的创新与发展。
一、钛合金的主要优势特征1.1钛合金的强度较高钛合金的密度仅为钢的60%，一些高强度钛合金的强度甚至超越了大多合金结构钢，据此我们可知，钛合金的强度是远远超出其他金属材料的，因此，钛合金能够制造出强度高且质量轻的产品构件，飞机的发动机等部位的零件均是使用钛合金来进行制造。
1.2钛合金具有耐高温与耐低温的性能钛合金作为一种既耐高温又耐低温的金属合金材料，是飞机零部件制造的首选，也是大部分军工制造的常用材料。
钛合金的使用温度相较于铝合金要高出几百度，钛合金能够在450度到500度的高温下依旧保留着很高的比强度，而在这种温度下，铝合金不会保持原先的强度，钛合金不会受到影响。
1.3钛合金的抗腐蚀性较强钛合金在潮湿的海水与大气层中工作，其抗腐蚀性能远强于不锈钢，同时对酸、碱等化学物质的抵抗能力非常强大，可以在潮湿水汽水分大的环境下保持高性能。
钛合金数控加工机床的基本要求现今，铝合金材高效高速数控加工机床技术已相当成熟，并得到了广泛应用。
随着钛合金材整体构件在大型飞机上的应用增多，其切削加工的低效已成为大型飞机快速制造的瓶颈，配置有高功率高转矩主轴的钛合金材高速数控MC机床已成为许多航宇制造业用户特别关注和优先考虑的现代化先进关键制造装备之一。
所有这些，促使工业界更加关注钛合金材HEM-HSM加工技术及其装备的发展与工业应用。
世界许多著名数控机床和主轴制造商也都加强了对该技术领域的开发研究力度，一些机床制造商甚至还成立专门的研发中心，积极为航宇制造业推出了多种类型用于大型复杂钛合金材整体结构件HEM-HSM加工应用的数控加工机床。
众所周知，直到目前为止工业界对高速加工技术HSM还未有一种统一、明确、权威和公认的定义。
实际上，HSM 技术中“高速”是为一种相对性概念，对不同工件材料或不同切削工艺类型其HSM定义的“高速”速度范围则是不同的。
钛合金材相对材料可加工性Kr仅为0.22~0.35，属很难切削加工之金属材，其高速切削速度范围（100~1,200m/min）远低于铝合金材（2,500~7,500m/min）。
比如一把直径50mm刀具，在主轴转速4,000r/min时其切削速度为628m/min，对铝合金材而言，这挨不上高速的边，但对钛合金材而言，这已是较高速了。
显然，用于钛合金材HEM-HSM加工应用的高速数控加工机床明显不同于铝合金材场合，简单地讲，对铝合金材需要高功率高转速主轴的数控加工机床，对钛合金材则需要高功率高转矩主轴的数控加工机床。
钛合金材为何难切削加工钛合金材具有高强度、高硬度和低密度材料特性，如钛合金Ti-6Al-4V（简称Ti-6-4）抗拉强度达900MPa，硬度为250∼375HB，密度4.42 g/cm3，使得钛合金材整体结构件除在现代军用飞机上得到广泛应用外，在现代大型客机上也得到了越来越多的应用，其用材重量占飞机结构总重量百分比数呈现快速上升趋势，并已开始超过了钢结构件。
因此，实现钛合金材结构件高效率切削加工已成为大型飞机制造生产之关键。
然而，和铝合金材相比，钛合金材属很难加工金属材，其切削加工的难点主要表现在如下若干方面：大切削力众所周知，通常金属材料的硬度和强度越高，则其切削加工所需要的切削力就越大，切削温度就越高，刀具磨损就越快，故相对可加工性也就越差。
如铝合金材相对可加工性系数Kr 为2.0∼7.5，高强度钢Kr为0.3∼0.7，钛合金Kr为0.22∼0.35，而航空高强度高温合金Kr 仅0.07∼0.3。
因此，和切削加工铝合金等轻金属材相比，钛合金材切削加工需要更大切削力，通常需近1,000∼数千牛（Newton，N），是普通钢材的2∼4倍，是铝合金材的10∼40倍。
如用一把4齿直径32mm的端铣刀，切深19mm，以20 cm3/min金属切除率切削加工钛合金材时将会产生4,445N (1,000 lbs)负载力，若刀具磨损50%，负载力将增加至8,890N。
因此，加工钛合金等硬合金材需要大切削力就意味着需要高转矩主轴，或就意味着仅允许使用较低切削速度，大约仅为铝合金材时的10%。
高切削温度切削加工钛合金材时，通常切屑与刀具前刀接触面较小，切削点的温度极高，可达1,100~1,200℃左右，切削区高温状态易使刀尖很快熔化或粘结，导致刀具磨损严重。
此外，钛合金材热传导系数低，大约仅为合金钢的15%，铝合金材的5%，（钛热传导系数15.24 W/mK；钛合金Ti-6-4为7.56 W/mK；AISI 4340 合金钢为44.6 W/mK；45号钢为50.2 W/mK；7075铝合金为130W/mK），大约80%切削加工过程中所产生的热量传入到刀具中，而不像典型高速切削加工铝合金等金属材那样有75%热量传入到切屑中，传到刀具仅约15%。
因此，钛合金切削过程中刀具切削点的高温热量很难由切屑快速带走，加速了刀具磨损。
这也就决定了对钛合金材必须采用高压大流量冷却液切削加工。
易生成硬化层钛化学活性高，在高温状态下极易发生化学反应，导致切削表面生成硬化层，其深度可达0.1∼0.15 mm，致使表层硬度大幅度提高，加速了刀具磨损。
同时，高化学活性导致加工中切屑与刀具的粘结现象严重，也加速了刀具磨损。
高摩擦功钛合金摩擦系数大，导致在切削过程中，切屑流经刀具前刀面时所需摩擦功大，摩擦界面温度极高，进一步加速了刀具磨损。
易产生弹性变形和振动钛合金弹性模量小（钛合金Ti-6-4为110kN/mm2，钢Ck45110kN/mm2，210kN/mm2），导致切削时易产生弹性变形和振动，不仅影响零件加工尺寸精度和加工表面粗糙度，而且已加工面的弹性恢复较大，约为不锈钢的2∼3 倍，同样可加速刀具磨损。
同时，钛合金低弹性模量使其具有明显橡胶特性趋势，容易使刀具切削刃产生屑瘤，同样也可加速刀具磨损，制约了使用高切削速度。
低切削速度前面所述的钛合金切削加工中所存在的问题，将会导致其切削过程刀具磨损严重，刀具耐用度降低。
因此，为改善钛合金材加工性能，保证切削刀具使用寿命，通常要求切削加工钛合金材使用较低切削速度。
如采用传统加工方法切削加工钛合金材零件，其切削速度一般不超过40~50m/min，粗加工时金属切除率mrr一般不超过40cm3/min，而精加工时mrr一般不超过l0cm3/min。
而采用HEM-HSM加工时，目前切削速度可达100~1,200m/min，金属切除率mrr最高可达700cm3/min，见图。
但在实际工业生产中一般均低于此最高值以确保刀具具有足够的耐用度，典型切削速度为100~400m/min，金属切除率mrr典型为100~400cm3/min。
钛合金金属切除率mrr提高历程小刀具接触弧系数为维持高刀具耐用度和改善加工质量，切削加工钛合金材整体构件，一般要求刀具接触弧系数≦40%，在使用较高切削速度（≧120m/min）时则通常要求刀具接触弧系数≦15%，普通钢则可达50-100%。
刀具接触弧系数定义为刀具切削宽度WOC（径向切深，Radial Depth of cut）和刀具直径D比值之百分数。
此外，工业实践表明：当刀具接触弧系数≦25%时，切削速度可增加50%，而当刀具接触弧系数≦10%时，切削速度可增加100%。
鉴于上述钛合金材切削加工之特殊性，因而和切削加工铝合金材相比，对其加工效率、加工精度、加工表面粗糙度、刀具耐用度、颤振抑制和变形控制等都提出更高的要求。
为此，世界许多著名的数控机床制造商都对传统高速数控加工机床进行创新性发展，积极推出了适合于钛合金材整体结构件HEM-HSM加工的各种高效高速数控加工机床。
如日本Makino公司在其Mason 工厂专门成立了钛合金加工技术研究开发中心，并在最近几年推出了多款钛合金材高效高速数控加工机床。
对钛合金数控加工机床之基本要求目前，许多机床制造商推出的用于大型铝合金等轻合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速数控机床，若将它用于对诸如高强度钢、不锈钢、钛合金和航空高温合金等一类具有高强度与高硬度的难加工金属材料实现HEM-HSM加工显然不合适，尽管它也能切削加工这些硬合金材，但其切削效率却是往往无法让人接受。
其主要原因在于：（1）如前所述，加工钛合金等硬合金材需要大切削力，或者说需要高转矩主轴，而典型用于铝合金等轻合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速数控机床主轴转矩多数都小于100Nm，一般不超过200Nm，不具备高效率加工钛合金等硬合金材的切削加工能力。
（2）如前所述，加工钛合金等硬合金材通常仅允许使用较低切削速度，即仅能使用较低主轴转速，而典型用于铝合金等轻合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速数控机床主轴转速范围和目前钛合金材加工工艺要求不相适应。
因此，对用于钛合金材HEM-HSM加工的数控加工机床结构、刚性、动态特性、主轴与坐标驱动、冷却系统、刀具与刀具接口以及控制系统等许多关键数控部件的设计制造都提出了新要求。
主要包含如下若干方面基本要求。
高功率高转矩主轴从金属切削加工基本原理可知，对金属材铣削加工时有：mrr = a e a p zf Z n×10-3 = P S×MRF（cm3/min）（1）P S=SPF×mrr（kW）(2)P S/n=T/9555≈T×10<>-4 （3）这儿，mrr：金属切除率，cm3/min；a e：切宽WOC，mm；a p：切深DOC（轴向切深，Axial Depth of cut），mm；f Z：，每齿进给量，mm/刃转；z：刀齿数；n：主轴转速，r/min；P S：主轴功率，kW；T：主轴转矩，Nm；MRF：金属切除指数（Metal Removal Factor），cm3‧min-1/kW；SPF：主轴功率指数（Spindle Power Factor），kW/cm3‧min-1；且F = n f Z z （mm/min），F为加工进给率。
从式（1）与（2）可看出，为取得高金属切除率mrr，作为钛合金材HEM-HSM加工的数控机床之主轴首先应具有足够高的功率。
目前，对钛合金材（Ti-6-4）主轴功率指数SPF 典型为0.06kW/cm3‧min-1，为典型铝合金材的4倍。
在实际工业生产中，综合考虑到刀具使用寿命、机床特性、加工精度和加工质量等诸多因素的约束，目前铣削钛合金材（Ti-6-4）所能取得的金属切除率mrr约40~700cm3/min（典型100~400cm3/min），仅为铝合金材的5~10%。
因而，加工钛合金材时所需的主轴功率可能反而比加工铝合金材时低，尽管其SPF高于铝合金材。
加工如钛合金材时主轴功率为22.5 kW，而加工如铝合金材时主轴功率为70 kW比较合适的。
目前，用于钛合金材零件HEM-HSM切削加工的数控MC机床，其典型主轴功率为30~60 kW，并呈现出逐年提高的趋势，目前最高已超过100 kW。
同时，由式（3）可看出：对确定主轴功率，为取得大切削力（高转矩），则应采用较低主轴转速（较低切削速度），或说要求主轴能提供足够高的额定功率/转速比，通常要求大于0.1。
这就要求作为钛合金材HEM-HSM加工的数控机床之主轴额定转矩应不低于1,000Nm 数量级。
同时，由式（3）可看出：对确定主轴功率，为取得大切削力（高转矩），则应采用较低主轴转速（较低切削速度），或说要求主轴能提供足够高的额定功率/转速比，通常要求大于0.1。
这就要求作为钛合金材HEM-HSM加工的数控机床之主轴额定转矩应不低于1,000Nm 数量级。
通常，对钛合金材HEM加工时要求主轴转速低于1,000 r/min，典型为200~400 r/min，要求主轴转矩300~1,500Nm；HSM加工时典型主轴转速为3,000~8,000r/min，典型转矩为80~250Nm。
