ПРОБЛЕМЫ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ

Титановые сплавы достаточно хорошо пользуются спросом в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, производство медицинских изделий и автомобилестроение. Благодаря своим свойствам, таким как: высокое соотношение прочности к весу, коррозионная стойкость и способность выдерживать экстремальные температуры. Но не все так просто, именно эти свойства затрудняют обработку титановых сплавов, особенно на фрезерных станках. В этой статье рассматриваются основные проблемы, связанные с обработкой титановых сплавов, с акцентом на такие проблемы, как тепловыделение, износ инструмента и качество поверхности.

1. Высокая прочность и твердость

Титановые сплавы обладают достаточно высокой прочностью и твердостью, что в свою очередь усложняет их обработку режущим инструментом. В связи с этим, происходит значительный износ инструмента и снижение его срока службы. Режущие инструменты, изготовленные из недостаточно прочных материалов, быстро изнашиваются, из-за чего требуется частая заточка режущей части или вовсе полная замена инструмента.

Решение проблемы: для обработки титановых сплавов рекомендуется использовать специальные режущие инструменты с покрытиями на основе карбида вольфрама, нитрида титана или алмаза. Данные покрытия повышают износостойкость инструмента, а также снижают тепловыделение при фрезеровании.

2. Низкая теплопроводность

Сам по себе титан обладает низкой теплопроводностью, что приводит к увеличению тепла в зоне резания. Данная проблема может привести к мастному перегреву материала, из-за чего происходит деформация изготавливаемой детали и снижение точности ее обработки. Кроме того, высокая температура способствует быстрому износу режущего инструмента.

Решение проблемы: для уменьшения перегрева рекомендуется использовать системы охлаждения с подачей большого количества смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) непосредственно в зону резания.

3. Склонность к образованию нароста на режущей кромке

Титановые сплавы склонны к образованию нароста при обработке на режущей кромке инструмента. Данная проблема может привести к ухудшению качества поверхности и снижению точности обработки. Нарост образуется из-за того, что стружка налипает на режущую кромку инструмента при резании.

Решение проблемы: для предотвращения образования нароста рекомендуется использовать достаточно СОЖ, а также производить обработку подходящими пластинами со специальными покрытиями.

4. Низкая скорость съема материала

При обработке титановых сплавов часто наблюдается низкая скорость съема материала. Это связано с высокой прочностью обрабатываемого сплава и необходимостью уменьшать режимы резания для предотвращения перегрева и преждевременного износа инструмента.

Решение: Оптимизация режимов резания является ключевым фактором успешной обработки титановых сплавов. Важно правильно подбирать скорость резания, подачу и глубину. Это поможет достичь баланса между производительностью и сохранением качества инструмента.

5. Повышенные вибрации и нестабильность процесса

При обработке титановых сплавов часто возникают вибрации из-за жесткости материала, что характерно влияет на точность обработки и качество поверхности. Вибрации также могут привести к преждевременному выходу из строя режущего инструмента.

Решение проблемы: для снижения вибраций рекомендуется использовать инструменты с демпфирующими свойствами, то есть рассеиванием энергии, возникающей в зоне резания. Также фрезерные станки необходимо подбирать с высокой жесткостью и качественно настроенными параметрами. Установка инструментов с оптимальной геометрией и правильным балансом может существенно снизить вибрации.