Повышение производительности фрезерования деталей авиационных двигателей

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ИНСТРУМЕНТ»

Фрезерование деталей из высокопрочных титановых и жаропрочных никелевых сплавов сопряжено с необходимостью решения проблемы низкой обрабатываемости резанием. Последние разработки российской компании «СКИФ-М» в области создания прогрессивного инструмента — торцевых, концевых и полушаровых фрез с твердосплавными пластинами — позволили значительно поднять производительность обработки этих материалов.

А.А. Москвитин, к.т.н., генеральный директор,
ООО «СКИФ-М», г. Белгород (Россия)

 

Enhancing the Productivity of Aviation Motor Parts Milling
The milling of high-durability titan and heat-resistant nickel alloys involves the necessity to solve the problem of low cutting machinability. The latest developments of the Russian company /SKIF-M /in the sphere of advanced tools creation (end mills, shank mills and hemisphere mills with hard-alloy plates) brought about considerable enhancement of these materials machining productivity.

В современных авиационных двигателях (рис. 1) широкое применение находят детали из высокопрочных титановых и жаропрочных никелевых сплавов, которые отличаются низкой обрабатываемостью резанием. Несмотря на устойчивую тенденцию получения заготовок для деталей двигателей (особенно лопаток) с минимальными припусками, полностью избежать обработки резанием пока не удается. При этом свыше 20 % материала, уходящего в стружку, приходится на фрезерование.

При обработке деталей двигателей преимущество имеют фрезы со сменными режущими пластинами из твердых сплавов. Их применение, по сравнению с инструментом из быстрорежущей стали, а в отдельных случаях — и с монолитными твердосплавными фрезами, позволяет повысить производительность обработки в несколько раз. Однако переход от цельного инструмента к оснащенному сменными твердосплавными пластинами почти всегда приводит к значительным трудностям. Наибольшие проблемы привносит склонность большинства деталей двигателей к появлению вибрации в процессе фрезерования.

Предприятие «СКИФ-М» провело обширный анализ особенностей механической обработки резанием различных конструкционных материалов газотурбинных двигателей — как применяемых в настоящее время, так и перспективных — и выполнило цикл экспериментальных работ. На этой основе были созданы фрезы и режущие пластины к ним, отличающиеся специфическими свойствами, важными для успешного резания титановых и никелевых сплавов.

При обработке корпусов двигателей, направляющих аппаратов, узлов вентилятора и компрессора, лопаток компрессора наибольшую эффективность показывают торцовые, концевые и торцово-цилиндрические фрезы диаметром от 16 до 63 мм (рис. 2). Они оснащаются режущими пластинами ADKT10T3 с износостойким покрытием, созданным специально для фрезерования сплавов с низкой теплопроводностью.

Например, концевой фрезой MT190- 025Z25R03AD10-165-IK-T с пластинами ADKT10T330ER HCS35M при обработке лопатки компрессора авиационного двигателя из титанового сплава ВТ20 со скоростью резания 43 м/мин и подачей 160 мм/мин производительность обработки увеличена в 6,4 раза в сравнении с применяемой ранее фрезой из быстрорежущей стали. При этом стойкость превышает 120 мин. Фрезы с пластинами ADKT10T3 отличаются исключительно «мягким» процессом резания, в том числе при съеме переменного припуска.

При обработке деталей камеры сгорания и других деталей из жаропрочных никелевых сплавов хорошие результаты показывают торцовые и концевые фрезы СКИФ-М в диапазоне диаметров от 20 до 160 мм с круглыми пластинами, выпускаемыми в стандартном исполнении с диаметром 12 и 16 мм (рис. 3).

Примером может служить обработка детали двигателя из закаленного жаропрочного сплава ЖС6У, где концевой фрезой диаметром 25 мм с круглыми пластинами марки HCS35M на скорости резания 22 м/мин и с подачей 80 мм/мин достигнута глубина резания около 3 мм.

При чистовом фрезеровании лопаток турбин особо эффективным оказалось применение концевого полушарового инструмента СКИФ-М со сменными режущими пластинами, выпускаемыми с радиусами от 3 мм (рис. 4).

Межлопаточное пространство моноколес успешно обрабатывается новыми фрезами СКИФ-М системы MT110, работающими с осевой подачей (рис. 5) и реализующими так называемую «плунжерную» схему резания (обработку с малыми глубинами резания, но с экстремально большими подачами). Например, фрезерование моноколес из титанового сплава ВТ6 выполняется со скоростью резания 60 м/мин с подачей на зуб до 1 мм при глубине 1 мм.

Для увеличения ресурса новых фрез и облегчения эвакуации стружки из зоны резания на их корпуса наносится специальное покрытие.

 

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.