Las aleaciones de titanio se utilizan cada vez más en la industria de fabricación de aviación debido a su alta resistencia, buenas propiedades mecánicas y fuerte resistencia a la corrosión. A medida que la proporción de aleaciones de titanio en aeronaves continúa aumentando, la eficiencia del mecanizado CNC de piezas estructurales de aviación de aleación de titanio tiene un impacto cada vez mayor en las empresas de fabricación de aviación. Las aleaciones de titanio son materiales difíciles de procesar, con una maquinabilidad relativa de 0,15 a 0,25 y una eficiencia de mecanizado de solo 10% de la de las aleaciones de aluminio.
Por lo tanto, la baja eficiencia de mecanizado de las piezas estructurales de aviación de aleación de titanio ha restringido seriamente la producción en masa de aeronaves modernas. Lograr un mecanizado eficiente de piezas estructurales de aviación de aleación de titanio se ha convertido en un tema de preocupación común para las empresas de fabricación de aviación, los fabricantes de equipos CNC y los fabricantes de herramientas.
Rendimiento del procesamiento de corte de aleación de titanio
La aleación de titanio tiene buenas propiedades mecánicas, una fuerte resistencia a la corrosión y una gravedad específica baja. Sin embargo, durante el procesamiento, el rendimiento de corte de la aleación de titanio es muy deficiente, lo que se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos:
- Alta fuerza de corte. El material de aleación de titanio tiene una alta resistencia y la resistencia de corte generada durante el corte es grande, lo que genera una gran cantidad de calor de corte en el borde de corte.
- Baja conductividad térmica. La aleación de titanio tiene baja difusión térmica y una gran cantidad de calor de corte se concentra en el área de corte.
- Alta tensión en la punta. La aleación de titanio tiene baja plasticidad y las virutas producidas durante el procesamiento son muy fáciles de doblar, lo que da como resultado una longitud de contacto corta entre las virutas y el borde de corte frontal. Por lo tanto, la fuerza por unidad de área en el borde de corte aumenta, lo que provoca una concentración de tensión en la punta de la herramienta.
- Alta fricción. El módulo elástico de la aleación de titanio es pequeño, lo que genera una mayor fricción entre los filos de corte delanteros y traseros.
- Alta actividad química. A altas temperaturas de corte, los elementos de titanio pueden reaccionar químicamente fácilmente con gases como el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno del aire para formar una capa superficial dura que acelera el desgaste de la herramienta.
Equipos de procesamiento de alta eficiencia para aleación de titanio
Para cumplir con el procesamiento eficiente de piezas estructurales de aleación de titanio, el nuevo equipo de procesamiento de aleación de titanio presenta las siguientes tendencias de desarrollo:
- Gran par motor. La aleación de titanio tiene una gran resistencia y la fuerza de corte es muy grande durante el procesamiento. Una característica obvia de las máquinas herramienta para el procesamiento de aleaciones de titanio es el gran par motor del husillo y el par motor del ángulo de giro.
- Aplicación de husillos eléctricos. Se han aplicado husillos eléctricos de alta potencia y alto par al procesamiento de aleaciones de titanio.
- Los centros de mecanizado horizontales se utilizan para el procesamiento de aleaciones de titanio. Los centros de mecanizado horizontales son convenientes para la eliminación de virutas, lo que favorece la mejora de la eficiencia y la calidad del procesamiento. Los bancos de trabajo intercambiables permiten realizar fácilmente el procesamiento en varias estaciones y forman líneas de producción flexibles, lo que mejora la utilización del equipo.
- Refrigeración interna a alta presión. En el procesamiento de aleaciones de titanio, el calor de corte se concentra en la punta de la herramienta, lo que puede provocar desgaste o daños en la herramienta. La refrigeración interna a alta presión puede rociarse con precisión en el área de corte para eliminar el calor de corte.
Fresa de mecanizado de alta eficiencia de aleación de titanio
La aleación de titanio tiene una maquinabilidad deficiente y la velocidad de corte de los métodos de mecanizado tradicionales generalmente no supera los 60 m/min. El mecanizado en bruto de la aleación de titanio utiliza principalmente una gran profundidad de corte, baja velocidad y bajo avance para obtener la máxima tasa de eliminación de metal. El acabado utiliza herramientas de carburo recubiertas de PVD para fresado de alta velocidad con un ancho de corte pequeño y una gran profundidad de corte para obtener un corte eficiente. Por lo tanto, las herramientas de mecanizado de aleación de titanio se mejoran principalmente en torno a cómo evitar la vibración durante el corte fuerte, reducir la fuerza de corte y reducir la temperatura de corte.
SAMHO lanzó recientemente la serie SHTI, que se especializa en el mecanizado de materiales de aleación de titanio. La vida útil de la herramienta es de 8 a 10 horas. Se ha promocionado en China y muchos clientes la están utilizando.
Fresa de extremo de mecanizado de alta eficiencia de aleación de titanio
Procesamiento de fresado frontal de aleación de titanio
Fresado frontal de aleación de titanio
Al fresar frontalmente piezas de aleación de titanio, se utiliza un método de fresado con una profundidad de corte pequeña y un avance grande para lograr un procesamiento eficiente. El principio del fresado con avance alto es reducir el ángulo de deflexión principal de la herramienta para que la herramienta pueda mantener un espesor de viruta pequeño con un avance muy alto. Para reducir la fuerza de corte con un avance alto, se puede obtener una gran cantidad de avance con una velocidad de corte baja y se puede aumentar la tasa de eliminación de metal por unidad de profundidad de corte. Al mismo tiempo, la fuerza de corte es parcialmente vertical hacia arriba, la fuerza tangencial es pequeña y el consumo de energía también es pequeño. Este método de procesamiento no requiere alta potencia y rigidez de la máquina herramienta y se usa ampliamente.
Serie SHTI molinos de extremo Puede satisfacer el fresado frontal de materiales de aleación de titanio.
Procesamiento de ranuras de aleación de titanio
La cavidad ranurada es una característica principal de las piezas estructurales de aviación de aleación de titanio, con una alta tasa de eliminación de material y una gran carga de trabajo. Por lo tanto, el procesamiento de la cavidad ranurada es la clave para lograr un procesamiento eficiente de las piezas de aleación de titanio. El corte potente con gran profundidad de corte, baja velocidad y bajo avance para obtener la máxima tasa de eliminación de metal es un método eficaz para el procesamiento en bruto de aleaciones de titanio. En la actualidad, la fresa de maíz es la herramienta de fresado potente más eficiente y ampliamente utilizada para el procesamiento en bruto de aleaciones de titanio.
La serie SHTI también cuenta con fresas de cuello largo, que están especialmente diseñadas para el procesamiento de cavidades profundas.
Tecnología de procesamiento de esquinas redondeadas
Para reducir el peso de la aeronave, los filetes en las esquinas de las ranuras de las piezas estructurales de la aeronave suelen ser más pequeños y deben procesarse con una fresa de diámetro más pequeño. Debido al cambio repentino en el volumen de corte en el filete, la fuerza de corte cambia considerablemente. En el caso de un cambio repentino en la fuerza de corte, la herramienta vibra fácilmente e incluso se rompe. Esto provoca un desgaste severo de la herramienta y una baja eficiencia de procesamiento.
El fresado por inmersión es la mejor manera de solucionar el problema de la eficiencia del procesamiento de las esquinas. El fresado por inmersión tiene menos vibración que el fresado convencional y el método de corte es eficiente para eliminar los márgenes de las esquinas. La mayoría de los márgenes de las esquinas se pueden eliminar utilizando herramientas de fresado por inmersión de diferentes diámetros. Luego, utilice un molino de extremo para eliminar los residuos producidos por la molienda por inmersión, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia del procesamiento.
Tecnología de fresado lateral de precisión
Al terminar la pared lateral, se utiliza la naturaleza discontinua del fresado para lograr el propósito de corte de alta velocidad. Esto mejora la calidad de la superficie y la eficiencia de procesamiento de las piezas. Al terminar el lateral, debido al pequeño ancho de corte, el tiempo de corte para cada rotación de los dientes de la fresa es muy corto, es decir, el tiempo de enfriamiento es muy largo. Bajo la condición de enfriamiento suficiente, la temperatura de corte se puede controlar de manera efectiva. Por lo tanto, la velocidad de corte se puede aumentar en gran medida para mejorar la eficiencia de procesamiento. Utilice fresas de carburo sólido recubiertas de PVD o fresas de carburo de dientes superdensos para el corte y acabado de alta velocidad de aleaciones de titanio. Esto puede mejorar en gran medida la eficiencia y la precisión del procesamiento.
