De verwerkingsproblemen van structurele onderdelen van titaniumlegeringen en de factoren die de verwerkingsvervorming van zwak stijve structuren beïnvloeden, en de controlemethoden voor het verwerken van vervorming van zwak stijve structurele delen worden voorgesteld vanuit verschillende aspecten, zoals de selectie van werktuigmachines, de selectie van snijmachines gereedschappen en effectieve koeling. Materialen van titaniumlegeringen hebben uitstekende eigenschappen, zoals een laag gewicht, hoge sterkte en hoge temperatuurbestendigheid. Door bijvoorbeeld een TC18-titaniumlegering te gebruiken in plaats van hoogwaardig constructiestaal als landingsgestel, kan de vliegtuigconstructie het gewicht met ongeveer 15% verminderen. Daarom wordt de nieuwe, zeer sterke titaniumlegering veel gebruikt in de belangrijkste lagerdelen van buitenlandse geavanceerde vliegtuigen. In de rompstructuurmaterialen van de Amerikaanse B-1 bommenwerpers is de titaniumlegering bijvoorbeeld verantwoordelijk voor ongeveer 21%; De hoeveelheid titanium uit het Russische Il-76 vliegtuig heeft 12,5% van het gewicht van de rompconstructie bereikt. Door de ontwikkelingstrend is het gebruik van titaniumlegeringen in Europa en de Verenigde Staten geleidelijk toegenomen, wat er ook op wijst dat het uitgebreide gebruik van titaniumlegeringen, vooral enkele nieuwe titaniumlegeringen, de ontwikkelingsrichting van het lucht- en ruimtevaartontwerp is geworden. De meeste ruimtevaartproducten maken echter gebruik van dunwandige onderdelen met relatief complexe structuren en hoge precisie-eisen. Vanwege de dunne wand die resulteert in een slechte stijfheid van het onderdeel, is het gemakkelijk om buigvervorming tijdens het proces te produceren onder invloed van de snijkracht, en de wanddikte is inconsistent, wat resulteert in superslecht. Momenteel is de gebruikelijke methode die door ondernemingen wordt gebruikt herhaald nabewerkingsfrezen. Vanwege de kleine thermische geleidbaarheid van titaniumlegering, lage elasticiteitsmodulus (ongeveer 1/2 van staal), hoge chemische activiteit, kleine marge, kan niet worden gefreesd, wat vaak resulteert in minder snijfenomeen. Om ervoor te zorgen dat de afmetingen van de onderdelen alleen handmatig kunnen worden gepolijst, wordt de verwerkingscyclus van de onderdelen aanzienlijk verbeterd en kan het oppervlak van de onderdelen oververhit raken.
Structurele onderdelen van titaniumlegeringen, snijverwerkingsoplossingen
De belangrijkste factoren die van invloed zijn op de verwerking van de zwakke, stijve structuur van een titaniumlegering zijn: werktuigmachines, alleen gereedschapsselectie, procesparameters, effectieve koeling, enzovoort. In het verwerkingsproces is de rol van verschillende factoren, de interactie van invloed, de accumulatie van vervormingsfouten resulterend in de verwerking van de zwakke stijve structuur van superarme, verwerkingsvervorming moeilijk te controleren.
Selectie van werktuigmachines
De stijfheid van werktuigmachines - opspanning - gereedschap is beter, de speling tussen de onderdelen van de werktuigmachines moet worden aangepast en de radiale slingering van de spil moet klein zijn.
Gereedschap selectie
De ontwikkeling en toepassing van nieuwe snijgereedschapsmaterialen is vooral het resultaat van een verbeterde snijproductiviteit. Snijgereedschappen zijn de afgelopen decennia aanzienlijk geëvolueerd en omvatten carbidecoatings, keramiek, kubisch boornitride en polykristallijne diamant. Deze zijn effectief voor het bewerken van gietijzer, staal en hogetemperatuurlegeringen. Geen van deze gereedschappen heeft echter de bewerkbaarheid van titaniumlegeringen verbeterd, omdat de snijgereedschapmaterialen die worden gebruikt om titaniumlegeringen te snijden zeer belangrijke eigenschappen vereisen, waaronder
(1) Goede thermische hardheid om zeer hoge spanningen te weerstaan;
2) Goede thermische geleidbaarheid om thermische gradiënten en thermische schokken te verminderen;
3) goede chemische inertie om de neiging tot chemische reactie met titanium te verminderen;
4) goede taaiheid en weerstand tegen vermoeiing om spaansplitsingsprocessen mogelijk te maken. Er wordt aangenomen dat op wolfraamcarbide gebaseerde (WC/co) hardmetalen gereedschappen presteren in bijna alle titaniumsnijprocessen. Sommige tests hebben aangetoond dat alle met hardmetaal gecoate gereedschappen een grotere slijtage vertonen dan gereedschappen zonder coating. Hoewel de kwaliteit van keramische gereedschappen is verbeterd en ze steeds vaker worden gebruikt voor het bewerken van moeilijk te verspanen materialen, vooral legeringen voor hoge temperaturen (bijvoorbeeld op nikkel gebaseerde hogetemperatuurlegeringen), hebben ze gecementeerd carbide en hogesnelheidslegeringen niet vervangen. staal vanwege hun slechte thermische geleidbaarheid, lage breuktaaiheid en reactie met titanium. Bij het snijden van titaniumlegeringen hebben hardmetalen snijmaterialen (kubisch boornitride en polykristallijne diamant) een lage slijtagesnelheid en goede prestaties.
Vervorming bij het frezen van dunne wanden is het grootste probleem bij het freesproces van zwak stijve structurele onderdelen van titaniumlegeringen. Vanwege de lage elasticiteitsmodulus van de titaniumlegering is de snijkracht relatief groot, de dunne wand is gemakkelijk te vervormen tijdens het freesproces, het resultaat is dat de werkelijke dikte van de dunne wand groter is dan de theoretische dikte. Om dit probleem op te lossen is het noodzakelijk om het freesproces van de dunne wand te minimaliseren door de loodrechte richting van het bewerkingsoppervlak, veroorzaakt door de vervorming van de kracht van de dunne wand.
