Трудностите при обработката на структурни части от титанова сплав и факторите, влияещи върху деформацията на обработка на слабо твърди конструкции, както и методите за контрол на деформацията на обработка на слабо твърди структурни части се предлагат от няколко аспекта, като избор на машинни инструменти, избор на рязане инструменти и ефективно охлаждане. Материалите от титанови сплави имат отлични свойства като леко тегло, висока якост и устойчивост на висока температура. Например, използвайки титаниева сплав TC18 вместо структурна стомана с висока якост като колесник, конструкцията на самолета може да намали теглото си с около 15%. Следователно новата високоякостна титанова сплав се използва широко в основните лагерни части на чуждестранни усъвършенствани самолети. Например, в материалите за конструкцията на фюзелажа на американския бомбардировач B-1, титановата сплав представлява около 21%; Количеството титан в руския самолет Il-76 достигна 12,5% от теглото на конструкцията на фюзелажа. От тенденцията на развитие, използването на титанови сплави в Европа и Съединените щати постепенно се увеличава, което също показва, че широкото използване на титанови сплави, особено някои нови титанови сплави, се е превърнало в посока на развитие на аерокосмическия дизайн. Повечето аерокосмически продукти обаче използват тънкостенни части с относително сложни структури и високи изисквания за точност. Поради тънката стена, водеща до лоша твърдост на частта, лесно е да се произведе деформация на огъване при обработка под действието на силата на рязане, а размерът на дебелината на стената е непоследователен, което води до супер лошо. Понастоящем общият метод, използван от предприятията, е многократно довършително фрезоване. Поради малката топлопроводимост на титанова сплав, нисък модул на еластичност (около 1/2 от стоманата), висока химическа активност, малък марж, не могат да бъдат фрезовани, което често води до по-малко явление на рязане. За да се гарантира, че размерът на частите може да се полира само ръчно, цикълът на обработка на частите е значително подобрен и повърхността на частите може да бъде прегрята.
Решения за обработка на структурни части от титанова сплав за рязане
Основните фактори, влияещи върху обработката на титанова сплав със слаба твърда структура, са: машинен инструмент, само избор на инструмент, параметри на процеса, ефективно охлаждане и т.н. В процеса на обработка, ролята на различни фактори, взаимодействието на влиянието, натрупването на деформационни грешки, водещи до обработката на слабата твърда структура на супер бедна, обработката на деформация е трудна за контролиране.
Избор на металорежещи машини
Машинен инструмент - приспособление - твърдостта на инструмента е по-добра, хлабината между компонентите на машинния инструмент трябва да се регулира, радиалното биене на шпиндела трябва да е малко.
Избор на инструмент
Разработването и прилагането на нови материали за режещи инструменти е резултат главно от подобрената производителност на рязане. Режещите инструменти се развиха значително през последните няколко десетилетия, за да включват карбидни покрития, керамика, кубичен борен нитрид и поликристален диамант. Те са ефективни за обработка на чугун, стомана и високотемпературни сплави. Въпреки това нито един от тези инструменти не е подобрил обработваемостта на титанови сплави, тъй като материалите за режещи инструменти, използвани за рязане на титанови сплави, изискват много важни свойства, сред които
(1) Добра термична твърдост за устойчивост на много високи напрежения;
2) Добра топлопроводимост за намаляване на термичните градиенти и термичния шок;
3) добра химическа инертност за намаляване на склонността към химическа реакция с титан;
4) добра якост и устойчивост на умора за приспособяване на процесите на разделяне на чипове. Счита се, че твърдосплавните инструменти на основата на волфрамов карбид (WC/co) изпълняват почти всички процеси на рязане на титан. Някои тестове показват, че всички инструменти с карбидно покритие имат по-голяма степен на износване от тези без покритие. Въпреки че качеството на керамичните инструменти се е подобрило и те все повече се използват за обработка на трудни за рязане материали, особено високотемпературни сплави (напр. високотемпературни сплави на базата на никел), те не са заменили циментирания карбид и високоскоростните стомана поради тяхната лоша топлопроводимост, ниска якост на счупване и реакция с титан. При рязане на титанови сплави карбидните режещи материали (кубичен борен нитрид и поликристален диамант) имат ниска степен на износване и добра производителност.
Деформацията при смилане на тънка стена е основният проблем в процеса на фрезоване на слабо твърди структурни части от титанова сплав. Поради ниския модул на еластичност на титановата сплав, силата на рязане е сравнително голяма, тънката стена лесно се деформира в процеса на смилане, резултатът е, че действителната дебелина на тънката стена е по-голяма от теоретичната дебелина. За да се реши този проблем, е необходимо да се сведе до минимум процесът на фрезоване на тънката стена чрез перпендикулярната посока на обработваната повърхност, причинена от деформацията на силата на тънката стена.
