Решения для резки конструкционных деталей из титановых сплавов
Основными факторами, влияющими на обработку слабожестких конструкций из титановых сплавов, являются: жесткость станка, выбор инструмента, параметры процесса, эффективное охлаждение и т. д. В процессе обработки различные факторы взаимодействуют и взаимодействуют, а накопление погрешностей деформации приводит к образованию слабожестких конструкций. Детали конструкции должны обрабатываться за пределами допуска, а деформацию обработки трудно контролировать.
2.1 Выбор станков
Жесткость системы станок-приспособление-инструмент должна быть хорошей, зазоры между различными частями станка должны быть отрегулированы, а радиальное биение шпинделя должно быть небольшим. Попробуйте воспользоваться таким станком.
2.2 Выбор режущего инструмента
Повышение производительности резания в основном является результатом разработки и применения новых инструментальных материалов. Режущие инструменты значительно изменились за последние несколько десятилетий, включая твердосплавные покрытия, керамику, кубический нитрид бора и поликристаллический алмаз. Они эффективны для обработки чугуна, стали и жаропрочных сплавов. Однако ни один инструмент не может улучшить обрабатываемость титановых сплавов. Это связано с тем, что инструментальные материалы для резки титановых сплавов требуют очень важных свойств. К ним относятся: 1) хорошая термическая твердость, позволяющая противостоять высоким нагрузкам; 2) хорошая теплопроводность для уменьшения температурных градиентов и теплового удара; 3) Хорошая химическая инертность для снижения склонности к химическим реакциям с титаном; 4) Хорошая прочность и усталостная устойчивость для адаптации к процессу сегментации стружки. Практически во всех процессах резки титановых сплавов наиболее эффективными считаются инструменты из карбида вольфрама (WC/co). Некоторые испытания показали, что все инструменты с твердосплавным покрытием имеют более высокую скорость износа, чем инструменты без покрытия. Хотя качество керамических инструментов улучшилось, и они все чаще используются для обработки труднообрабатываемых материалов, особенно жаропрочных сплавов (таких как суперсплавы на основе никеля), они страдают от плохой теплопроводности, низкой вязкости разрушения и взаимодействие с титаном. реакции, поэтому они не заменили твердый сплав и быстрорежущую сталь. Сверхтвердые режущие инструментальные материалы (кубический нитрид бора и поликристаллический алмаз) показывают хорошие эксплуатационные характеристики за счет низких скоростей изнашивания при резке титановых сплавов.
Основной проблемой в процессе фрезерования слабожестких деталей конструкций из титановых сплавов является фрезерная деформация тонких стенок. Поскольку модуль упругости титанового сплава низкий, а сила резания относительно велика, тонкая стенка легко деформируется под действием силы фрезерования в процессе фрезерования. В результате фактическая толщина тонкой стенки после обработки превышает теоретическую толщину. Решением этой проблемы должно стать минимизация силы, которую испытывает тонкая стенка в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности во время процесса фрезерования, вызывая деформацию тонкой стенки инструмента.
2.3 Смазочно-охлаждающая жидкость
Титановый сплав обладает высокой прочностью, стойкостью к окислению, устойчивостью к высоким температурам и другими преимуществами. Отвечая требованиям высокой производительности, он также создает множество проблем при обработке резки. При резке титанового сплава, чтобы снизить температуру резания, в зону резания следует заливать большое количество охлаждающей смазочно-охлаждающей жидкости, чтобы отвести тепло от лезвия и смыть стружку, чтобы уменьшить силу резания. Таким образом, к смазочно-охлаждающей жидкости предъявляются высокие требования: высокая теплопроводность, большая теплоемкость, высокая скорость потока и большая скорость потока. Лучшим методом охлаждения является охлаждение под высоким давлением, а скорость потока СОЖ не менее 15-20 л/мин. Обычно используются три типа смазочно-охлаждающих жидкостей: вода или щелочной раствор, раствор растворимого масла на водной основе и раствор нерастворимого в воде масла.
