Cena soustružení a frézování titanových dílů

Konstrukční díly z titanové slitiny (aplikován na: letectví a kosmonautiky, letadlo, ar10, lékařský, loď) potíže se zpracováním, slabá tuhost, atd., strukturální zpracovací deformační faktory. Z hlediska výběru obráběcího stroje, výběr nástroje, efektivní chlazení, atd., je navržena metoda řízení pro zpracování deformací slabě tuhých konstrukčních dílů. Materiály ze slitiny titanu mají vynikající vlastnosti, jako je nízká hmotnost, vysoká síla, a vysokou teplotní odolnost. Například, the use of TC18 titanium alloy instead of high-strength structural steel for landing gear can reduce the weight of the aircraft structure by about 15%. Proto, a large number of new high-strength titanium alloys are used in the main bearing parts of advanced foreign aircraft. Například, titanium alloy accounts for about 21% of the structural materials of the American B-1 bomber; The amount of titanium used in Russia's Il-76 aircraft reached 12.5% of the weight of the airframe structure. From the development trend, the use of titanium alloys in European and American countries is gradually increasing, and it also shows that a large number of titanium alloys are used, especially some new titanium alloys have become the development direction of aviation design.

nicméně, většina leteckých produktů používá tenkostěnné díly, které mají poměrně složité struktury a vysoké požadavky na přesnost. Tuhost dílů je špatná kvůli tenké stěně. Při působení řezné síly, je snadné vytvořit ohybovou deformaci během zpracování, a tloušťka stěny je nekonzistentní. V současnosti, běžně používanou metodou v podnicích je opakované frézování při dokončování. Díky nízké tepelné vodivosti titanových slitin, nízký modul pružnosti (o 1/2 z oceli), a vysokou chemickou aktivitou, malý okraj nelze vůbec odfrézovat, a fenomén "méně řezání" se často vyskytuje. Aby bylo zajištěno, že velikost dílu může být leštěna pouze ručně, cyklus zpracování součásti se značně prodlouží, a povrch součásti může být přepálený.

1. Cutting solutions for titanium alloy structural parts
The main factors affecting the processing of titanium alloy weak rigid structures are:
Machine rigidity, výběr nástroje, process parameters, efektivní chlazení, atd. V procesu zpracování, various factors interact, and the accumulation of deformation errors results in poor quality of processed weak rigid structural parts, and processing deformation is difficult to control.

2.1 Selection of machine tools
The rigidity of the machine tool-fixture-tool system should be good, the gap between the various parts of the machine tool should be adjusted well, and the radial runout of the spindle should be small.

2.2 Selection of tools
The increase in cutting productivity is mainly the result of the development and application of new tool materials. In the past few decades, cutting tools have been greatly developed, včetně povlaků ze slinutého karbidu, keramika, kubický nitrid boru, a polykrystalický diamant. Jsou účinné pro zpracování litiny, oceli a superslitin. Žádný z nástrojů však nemůže zlepšit obrobitelnost titanových slitin. Nástrojové materiály pro řezání titanových slitin totiž vyžadují velmi důležité vlastnosti. Tyto zahrnují:
1) Dobrá tepelná odolnost, aby odolala vysokému namáhání;
2) Dobrá tepelná vodivost pro snížení tepelného gradientu a tepelného šoku;
3) Dobrá chemická inertnost pro snížení sklonu k chemické reakci s titanem;
4) Dobrá houževnatost a odolnost proti únavě pro přizpůsobení procesu segmentace třísky. Téměř ve všech procesech řezání slitin titanu, karbid wolframu (WC/spol) tvrdokovové nástroje jsou považovány za nejlepší. Některé testy ukázaly, že rychlost opotřebení všech nástrojů s karbidovým povlakem je nižší než u nástrojů bez povlaku.
I když kvalita současných keramických nástrojů se zlepšila a stále více se používají ke zpracování obtížně obrobitelných materiálů, zejména ty vysokoteplotní slitiny (jako jsou vysokoteplotní slitiny na bázi niklu). nicméně, kvůli jeho špatné tepelné vodivosti, nízká lomová houževnatost a reakce s titanem, nenahradily slinutý karbid a rychlořeznou ocel. Supertvrdé materiály řezných nástrojů (kubický nitrid boru a polykrystalický diamant) mají nízkou míru opotřebení při řezání titanových slitin, a předvést tak dobrý výkon.

Hlavním problémem v procesu frézování slitiny titanu slabě tuhé konstrukční části je frézování deformace tenké stěny. Vzhledem k nízkému modulu pružnosti titanové slitiny a relativně velké řezné síle, tenká stěna se snadno deformuje frézovací silou během procesu frézování. Výsledkem je, že skutečná tloušťka tenké stěny po zpracování je větší než teoretická tloušťka. Řešením tohoto problému by mělo být co největší snížení síly ze směru kolmého k obráběnému povrchu během procesu frézování.

2.3 Řezná kapalina pro soustružení titanové slitiny
Titanová slitina má výhody vysoké pevnosti, odolnost proti oxidaci, vysoká teplotní odolnost, atd., při splnění požadavků na vysoký výkon použití, přináší také mnoho problémů při řezání. Při řezání titanové slitiny, aby se snížila teplota řezání, a large amount of cooling-based cutting fluid should be poured into the cutting area to take away the heat of the cutting edge and flush away the chips to reduce the cutting force. Proto, the requirements for cutting fluid are large thermal conductivity, large heat capacity, fast flow rate, and large flow rate. The best method of cooling is the high-pressure cooling method, and the cutting fluid flow rate is not less than 15-20L/min. There are three types of cutting fluids generally used, namely water or alkaline solutions, water-based soluble oily solutions and non-water soluble oily solutions.