Le difficoltà di lavorazione delle parti strutturali in lega di titanio e i fattori che influenzano la deformazione di lavorazione di strutture debolmente rigide e i metodi di controllo della deformazione di lavorazione di parti strutturali debolmente rigide sono proposti da diversi aspetti, come la selezione delle macchine utensili, la selezione del taglio strumenti e un raffreddamento efficace. I materiali in lega di titanio hanno proprietà eccellenti come leggerezza, elevata resistenza e resistenza alle alte temperature. Ad esempio, utilizzando la lega di titanio TC18 invece dell'acciaio strutturale ad alta resistenza come carrello di atterraggio, la struttura dell'aereo può ridurre il peso di circa il 15%. Pertanto, la nuova lega di titanio ad alta resistenza è ampiamente utilizzata nelle parti principali dei cuscinetti degli aerei avanzati stranieri. Ad esempio, nei materiali della struttura della fusoliera del bombardiere statunitense B-1, la lega di titanio rappresenta circa il 21%; La quantità di titanio dell'aereo russo Il-76 ha raggiunto il 12,5% del peso della struttura della fusoliera. Dalla tendenza allo sviluppo, l'uso delle leghe di titanio in Europa e negli Stati Uniti è gradualmente aumentato, il che indica anche che l'uso estensivo delle leghe di titanio, in particolare alcune nuove leghe di titanio, è diventato la direzione di sviluppo del design aerospaziale. Tuttavia, la maggior parte dei prodotti aerospaziali utilizza parti a pareti sottili con strutture relativamente complesse e requisiti di elevata precisione. A causa della parete sottile che determina una scarsa rigidità della parte, è facile produrre deformazioni di flessione durante la lavorazione sotto l'azione della forza di taglio e la dimensione dello spessore della parete è incoerente, risultando estremamente scarsa. Attualmente, il metodo comune utilizzato dalle imprese è la fresatura di finitura ripetuta. A causa della ridotta conduttività termica della lega di titanio, del basso modulo di elasticità (circa 1/2 dell'acciaio), dell'elevata attività chimica e del margine ridotto, non è possibile fresare, con conseguente riduzione del fenomeno di taglio. Al fine di garantire che le dimensioni delle parti possano essere lucidate solo manualmente, il ciclo di lavorazione delle parti è notevolmente migliorato e la superficie delle parti potrebbe surriscaldarsi.
Soluzioni per la lavorazione del taglio di parti strutturali in lega di titanio
I principali fattori che influenzano la lavorazione della struttura rigida debole della lega di titanio sono: macchina utensile, selezione dell'utensile, parametri di processo, raffreddamento efficace e così via. Nel processo di elaborazione, il ruolo di vari fattori, l'interazione dell'influenza, l'accumulo di errori di deformazione con conseguente elaborazione della struttura rigida debole di super povera, la deformazione dell'elaborazione è difficile da controllare.
Selezione di macchine utensili
La rigidità della macchina utensile-attrezzatura-utensile è migliore, lo spazio tra i componenti della macchina utensile deve essere regolato, l'eccentricità radiale del mandrino deve essere piccola.
Selezione dello strumento
Lo sviluppo e l'applicazione di nuovi materiali per utensili da taglio è principalmente il risultato di una migliore produttività del taglio. Gli utensili da taglio si sono evoluti notevolmente negli ultimi decenni per includere rivestimenti in carburo, ceramica, nitruro di boro cubico e diamante policristallino. Sono efficaci per la lavorazione di ghisa, acciaio e leghe resistenti al calore. Tuttavia, nessuno di questi strumenti ha migliorato la lavorabilità delle leghe di titanio perché i materiali degli utensili da taglio utilizzati per tagliare le leghe di titanio richiedono proprietà molto importanti, tra cui
(1) Buona durezza termica per resistere a sollecitazioni molto elevate;
2) Buona conduttività termica per ridurre i gradienti termici e gli shock termici;
3) buona inerzia chimica per ridurre la tendenza a reagire chimicamente con il titanio;
4) buona tenacità e resistenza alla fatica per adattarsi ai processi di scissione del truciolo. Si ritiene che gli utensili in carburo di tungsteno a base di carburo di tungsteno (WC/co) siano adatti a quasi tutti i processi di taglio del titanio. Alcuni test hanno dimostrato che tutti gli utensili rivestiti in metallo duro hanno un tasso di usura maggiore rispetto a quelli non rivestiti. Sebbene la qualità degli utensili in ceramica sia migliorata e siano sempre più utilizzati per la lavorazione di materiali difficili da tagliare, in particolare leghe ad alta temperatura (ad esempio, leghe ad alta temperatura a base di nichel), non hanno sostituito il carburo cementato e gli utensili ad alta velocità acciaio a causa della loro scarsa conduttività termica, bassa tenacità alla frattura e reazione con il titanio. Quando si tagliano le leghe di titanio, i materiali da taglio in carburo (nitruro di boro cubico e diamante policristallino) hanno bassi tassi di usura e buone prestazioni.
La deformazione da fresatura di pareti sottili è il problema principale nel processo di fresatura di parti strutturali debolmente rigide in lega di titanio. A causa del basso modulo di elasticità della lega di titanio, la forza di taglio è relativamente elevata, la parete sottile è facile da deformare durante il processo di fresatura, il risultato è che lo spessore effettivo della parete sottile è maggiore dello spessore teorico. Per risolvere questo problema, è necessario ridurre al minimo il processo di fresatura della parete sottile mediante la direzione perpendicolare della superficie di lavorazione causata dalla deformazione della forza della parete sottile.
