チタン合金構造部品の切削ソリューション
チタン合金の弱剛性構造の加工に影響を与える主な要因は、工作機械の剛性、工具の選択、プロセスパラメータ、効果的な冷却などです。加工プロセス中、さまざまな要因が相互作用し、変形誤差の蓄積により弱剛性構造が発生します。構造部品の加工が公差を超えており、加工変形の制御が難しい。
2.1 工作機械の選定
工作機械-治具-工具系の剛性が高く、工作機械各部の隙間が調整され、主軸のラジアル振れが小さいことが必要です。 そんな工作機械を使ってみてください。
2.2 切削工具の選択
切削生産性の向上は、主に新しい工具材料の開発と適用の結果です。 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、切削工具は過去数十年にわたって大きく進化してきました。 これらは鋳鉄、鋼、高温合金の加工に効果的です。 しかし、チタン合金の被削性を改善できる工具はありません。 チタン合金を切削する工具材料には非常に重要な特性が求められるためです。 これらには以下が含まれます: 1) 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）チタンとの化学反応の傾向を軽減する優れた化学的不活性性。 4) 切りくず分割プロセスに適応する優れた靭性と耐疲労性。 ほぼすべてのチタン合金の切断プロセスにおいて、炭化タングステン (WC/co) 炭化工具が最高の性能を発揮すると考えられています。 いくつかのテストでは、すべての超硬コーティングされた工具は、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（ニッケル基超合金など）の加工に使用されることが増えていますが、熱伝導率が低く、破壊靱性が低く、チタンとの相互作用。 反応するため、超硬や高速度鋼の代替にはなりませんでした。 超硬切削工具材料 (立方晶窒化ホウ素および多結晶ダイヤモンド) は、チタン合金の切削時に摩耗率が低いため、優れた性能を示します。
チタン合金の剛性の低い構造部品のフライス加工における主な問題は、薄肉のフライス加工変形です。 チタン合金は弾性率が低く、切削抵抗が比較的大きいため、ミーリング加工時のミーリング力により薄肉部が変形しやすい。 その結果、加工後の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。 この問題の解決策は、フライス加工中に薄壁が加工面に垂直な方向から受ける力を最小限に抑え、薄壁が工具を変形させる原因となる力を最小限に抑える必要があります。
2.3 切削油について
チタン合金は、高強度、耐酸化性、耐高温性などの利点を持っています。 高性能の要求を満たしている一方で、切削加工には多くの課題も抱えています。 チタン合金を切削する場合、切削温度を下げるために、冷却系の切削液を切削領域に大量に流し、刃の熱を奪い、切りくずを洗い流して切削抵抗を低減します。 したがって、切削液には熱伝導率が大きく、熱容量が大きく、流速が速く、流量が大きいことが求められます。 最適な冷却方法は高圧冷却であり、切削液の流量は 15-20L/min 以上です。 一般的に使用される切削液には、水またはアルカリ溶液、水系可溶性油剤、非水溶性油剤の3種類があります。
