Piezas estructurales de aleación de titanio (aplicadas a: aeroespacial, aeronave, ar10, médico, barco) dificultades de procesamiento, rigidez débil, etc., factores de deformación de procesamiento estructural. A partir de los aspectos de selección de máquina herramienta, selección de herramienta, enfriamiento efectivo, etc., se propone un método de control para procesar la deformación de piezas estructurales débilmente rígidas. Los materiales de aleación de titanio tienen excelentes propiedades como peso ligero, alta resistencia y resistencia a altas temperaturas. Por ejemplo, el uso de aleación de titanio TC18 en lugar de acero estructural de alta resistencia para el tren de aterrizaje puede reducir el peso de la estructura de la aeronave en aproximadamente un 15%. Por lo tanto, se utiliza una gran cantidad de nuevas aleaciones de titanio de alta resistencia en las partes principales del cojinete de aviones extranjeros avanzados. Por ejemplo, la aleación de titanio representa aproximadamente el 21% de los materiales estructurales del bombardero estadounidense B-1; La cantidad de titanio utilizada en el avión Il-76 de Rusia alcanzó el 12,5% del peso de la estructura del fuselaje. A partir de la tendencia de desarrollo, el uso de aleaciones de titanio en los países europeos y americanos está aumentando gradualmente, y también muestra que se usa una gran cantidad de aleaciones de titanio, especialmente algunas nuevas aleaciones de titanio se han convertido en la dirección de desarrollo del diseño de aviación.


Sin embargo, la mayoría de los productos aeroespaciales utilizan piezas de paredes delgadas, que tienen estructuras relativamente complejas y requisitos de alta precisión. La rigidez de las piezas es escasa debido a la pared delgada. Bajo la acción de la fuerza de corte, es fácil producir deformación por flexión durante el procesamiento y el grosor de la pared es inconsistente. En la actualidad, el método más utilizado en las empresas es el fresado repetido en el acabado. Debido a la pequeña conductividad térmica de las aleaciones de titanio, el bajo módulo de elasticidad (aproximadamente 1/2 del acero) y la alta actividad química, el pequeño margen no se puede fresar en absoluto y a menudo se produce el fenómeno de "menos corte". Para garantizar que el tamaño de las piezas solo se pueda pulir a mano, el ciclo de procesamiento de las piezas aumenta considerablemente y la superficie de las piezas puede sobrequemarse.

1. Soluciones de corte para piezas estructurales de aleación de titanio
Los principales factores que afectan el procesamiento de estructuras rígidas débiles de aleación de titanio son:
Rigidez de la máquina, selección de herramientas, parámetros del proceso, enfriamiento efectivo, etc. En el proceso de procesamiento, interactúan varios factores, y la acumulación de errores de deformación da como resultado una mala calidad de las piezas estructurales rígidas débiles procesadas, y la deformación del procesamiento es difícil de controlar.


2.1 Selección de máquinas herramienta
La rigidez del sistema de la máquina herramienta-accesorio-herramienta debe ser buena, el espacio entre las partes de la máquina herramienta debe ajustarse bien y la desviación radial del eje debe ser pequeña.

2.2 Selección de herramientas
El aumento de la productividad de corte es principalmente el resultado del desarrollo y aplicación de nuevos materiales para herramientas. En las últimas décadas, las herramientas de corte se han desarrollado enormemente, incluidos recubrimientos de carburo cementado, cerámica, nitruro de boro cúbico y diamante policristalino. Son eficaces para procesar hierro fundido, acero y superaleaciones. Pero ninguna de las herramientas puede mejorar la maquinabilidad de las aleaciones de titanio. Esto se debe a que los materiales de las herramientas para cortar aleaciones de titanio requieren propiedades muy importantes. Éstas incluyen:

1) Buena dureza térmica para resistir tensiones elevadas;
2) Buena conductividad térmica para reducir el gradiente térmico y el choque térmico;
3) Buena inercia química para reducir la tendencia de reacción química con titanio;
4) Buena tenacidad y resistencia a la fatiga para adaptarse al proceso de segmentación de la viruta. En casi todos los procesos de corte de aleación de titanio, las herramientas de carburo de tungsteno (WC / co) se consideran las mejores. Algunas pruebas han demostrado que la tasa de desgaste de todas las herramientas recubiertas de carburo es menor que la de las herramientas sin recubrimiento.
Aunque la calidad de las herramientas cerámicas actuales se ha mejorado y se ha utilizado cada vez más para procesar materiales difíciles de cortar, especialmente aquellas aleaciones de alta temperatura (como las aleaciones de alta temperatura a base de níquel). Sin embargo, debido a su baja conductividad térmica, baja tenacidad a la fractura y reacción con el titanio, no reemplazaron al carburo cementado y al acero de alta velocidad. Los materiales de herramientas de corte superduros (nitruro de boro cúbico y diamante policristalino) tienen bajas tasas de desgaste al cortar aleaciones de titanio y, por lo tanto, muestran un buen rendimiento.


El principal problema en el proceso de fresado de piezas estructurales débilmente rígidas de aleación de titanio es la deformación por fresado de la pared delgada. Debido al bajo módulo de elasticidad de la aleación de titanio y la fuerza de corte relativamente grande, la pared delgada se deforma fácilmente por la fuerza de fresado durante el proceso de fresado. El resultado es que el espesor real de la pared delgada después del procesamiento es mayor que el espesor teórico. La solución a este problema debería ser reducir tanto como sea posible la fuerza desde la dirección perpendicular a la superficie que se mecaniza durante el proceso de fresado.

2.3 Fluido de corte para tornear aleaciones de titanio
La aleación de titanio tiene las ventajas de alta resistencia, resistencia a la oxidación, resistencia a altas temperaturas, etc., mientras que cumple con los requisitos de uso de alto rendimiento, también presenta muchos problemas al cortar. Al cortar una aleación de titanio, para reducir la temperatura de corte, se debe verter una gran cantidad de fluido de corte a base de enfriamiento en el área de corte para eliminar el calor de la hoja y lavar las virutas para reducir la fuerza de corte. Por lo tanto, los requisitos para el fluido de corte son una gran conductividad térmica, una gran capacidad calorífica, un caudal rápido y un caudal elevado. El mejor método de enfriamiento es el método de enfriamiento a alta presión, y el caudal de fluido de corte no es inferior a 15-20 l / min. Hay tres tipos de fluidos de corte que se utilizan generalmente, a saber, agua o soluciones alcalinas, soluciones oleosas solubles a base de agua y soluciones oleosas no solubles en agua.