チタン合金構造部品の加工難易度や弱剛性構造部品の加工変形に影響を与える要因、および弱剛性構造部品の加工変形の制御方法を工作機械の選定、切削加工の選択などの観点から提案します。ツールと効果的な冷却。 チタン合金材料は、軽量、高強度、耐高温性などの優れた特性を持っています。 たとえば、着陸装置に高強度構造用鋼の代わりに TC18 チタン合金を使用することで、航空機の構造は重量を約 15% 削減できます。 このため、新しい高強度チタン合金は海外の先進的な航空機の主要軸受部品に広く使用されています。 たとえば、米国の B-1 爆撃機の胴体構造材料では、チタン合金が約 21% を占めています。 ロシアのIl-76航空機のチタン量は機体構造の重量の12.5%に達しました。 開発傾向から見ると、ヨーロッパと米国でのチタン合金の使用が徐々に増加しており、これはまた、チタン合金、特に一部の新しいチタン合金の広範な使用が航空宇宙設計の発展方向になっていることを示しています。 ただし、ほとんどの航空宇宙製品には、比較的複雑な構造と高い精度が要求される薄肉部品が使用されています。 肉厚が薄いため部品の剛性が低く、切削力の作用により加工曲げ変形が生じやすく、肉厚寸法も不均一で超不良となります。 現在、企業で使用されている一般的な方法は、繰り返し仕上げフライス加工です。 チタン合金は熱伝導率が小さく、弾性率が低く（鋼の約1/2）、化学活性が高く、マージンが小さいため、フライス加工ができず、切断現象が少なくなることがよくあります。 部品のサイズを手動でのみ研磨できるようにするために、部品の処理サイクルが大幅に改善され、部品の表面が過熱する可能性があります。
チタン合金構造部品 部品切削加工ソリューション
チタン合金の弱い剛性構造の加工に影響を与える主な要因は、工作機械の工具選択、プロセスパラメータ、効果的な冷却などです。 加工プロセスでは、さまざまな要因の役割、影響の相互作用、変形誤差の蓄積により、超貧弱な弱い剛構造の加工が発生し、加工変形を制御するのは困難です。
工作機械の選定
工作機械 - 治具 - 工具の剛性を高め、工作機械の各部品間のクリアランスを調整し、主軸のラジアル振れを小さくする必要があります。
ツールの選択
新しい切削工具材料の開発と応用は、主に切削生産性の向上の結果です。 切削工具は過去数十年にわたって大幅に進化し、超硬コーティング、セラミック、立方晶窒化ホウ素、多結晶ダイヤモンドなどが使用されています。 これらは鋳鉄、鋼、高温合金の加工に効果的です。 しかし、チタン合金の切削に使用される切削工具の材料には、次のような非常に重要な特性が必要であるため、これらの工具はいずれもチタン合金の被削性を改善しませんでした。
(1) 非常に高い応力に耐える良好な熱硬度。
2) 良好な熱伝導率により、熱勾配と熱衝撃が軽減されます。
３）チタンと化学反応する傾向を低減する優れた化学的不活性性。
4) 良好な靱性と耐疲労性により、切りくず分割プロセスに対応します。 タングステンカーバイドベース (WC/co) カーバイド工具は、ほぼすべてのチタン切削プロセスで使用できると考えられています。 いくつかのテストでは、超硬コーティングされたすべての工具は、コーティングされていない工具よりも摩耗率が高いことが示されています。 セラミック工具の品質は向上しており、難削材、特に高温合金（ニッケル基高温合金など）の加工に使用されることが増えていますが、超硬合金や高速度合金に取って代わるものではありません。熱伝導率が低く、破壊靱性が低く、チタンと反応するためです。 チタン合金を切断する場合、超硬カッター材料 (立方晶窒化ホウ素および多結晶ダイヤモンド) は摩耗率が低く、優れた性能を発揮します。
薄肉のフライス加工変形は、チタン合金の剛性の弱い構造部品のフライス加工プロセスにおける主な問題です。 チタン合金の弾性率が低いため、切削抵抗は比較的大きく、薄肉はフライス加工で変形しやすく、その結果、薄肉の実際の厚さは理論上の厚さよりも大きくなります。 この問題を解決するには、薄肉力の変形による加工面垂直方向による薄肉の加工を最小限に抑える必要があります。
