Алюминий-литиевые сплавы марок 1420, 2195 и В-1461 снижают вес авиационных конструкций на пятнадцать процентов. Одновременно возрастает модуль упругости металла. Литий усложняет скоростное фрезерование силовых панелей и шпангоутов. Склонность к трещинообразованию и чувствительность к термическим напряжениям требуют точного подбора инструмента. Технолог обязан строго соблюдать режимы резания, геометрию фрез и правила подачи охлаждающей жидкости.
Анизотропия свойств и вязкость разрушения Al-Li сплавов
Легирование литием формирует выраженную текстуру проката с заметной анизотропией предела текучести. Поперечная вязкость разрушения сплава 2195-T8 заметно ниже, чем у стандартного дюралюминия 7075-T6. Возникает риск микрорасслоений при встречном резании. Технолог должен ориентировать траектории проходов фрезы вдоль направления волокон заготовки. Это снижает растягивающие напряжения в материале и защищает тонкие стенки деталей от разрушения.
Расчет критической силы резания для предотвращения выкрашивания кромок тонкостенных ребер основывается на пределе прочности сплава:
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 G3
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 F4
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-845 G3
F_cut = K_c * a_p * f_z * (1 - xi_aniso)где параметр K_c обозначает удельное сопротивление резанию литиевого сплава, величины a_p и f_z определяют глубину резания и подачу на зуб, коэффициент xi_aniso учитывает снижение прочности в поперечном направлении.
Особенности стружкообразования и предотвращение сколов
Скоростная обработка сплавов 1420 и 2195 сопровождается формированием сегментированной стружки с высокой локальной деформацией. Химическое сродство лития к карбидам провоцирует налипание алюминия на кромку инструмента. Это ведет к сколам режущего лезвия. Предотвращение дефектов на кромках тонких ребер достигается поддержанием постоянной толщины стружки. Для этого применяют современные алгоритмы трохоидального фрезерования карманов.
Фрезерование сплавов системы Al-Li запрещено выполнять затупленным инструментом с радиусом округления кромки более шести микрометров из-за опасности зарождения микротрещин.
Факторы надежного контроля стружкообразования при резании литиевых сплавов включают следующие правила:
- Использование попутного фрезерования для снижения толщины стружки на выходе зуба из заготовки.
- Обеспечение плавного врезания инструмента по пологой спирали с углом наклона не более двух градусов.
- Применение непрерывной подачи высоконапорной СОЖ непосредственно в зону стружкообразования.
- Исключение остановок инструмента в углах карманов с программированием сглаживающих радиусных переходов.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Выбор твердосплавных фрез с полированными канавками
Качественная обработка литиевых сплавов требует твердосплавных концевых фрез с зеркальной полировкой стружечных канавок до Ra 0.05 мкм. Положительный передний угол от пятнадцати до двадцати градусов минимизирует трение. Алмазоподобное покрытие DLC исключает налипание стружки на инструмент. Трехзубые фрезы с неравномерным шагом зубьев эффективно гасят вибрации при глубокой выборке полостей силовых нервюр самолета.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-855S
FPV-30G фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ RS 6090TT
- Черновая выборка полостей трехзубыми концевыми фрезами с геометрией стружколомающих канавок.
- Получистовая обработка стенок с радиальным припуском 0.5 мм для стабилизации упругих деформаций.
- Чистовое профилирование тонких стенок многозубыми фрезами с полированными гранями на повышенной скорости.
| Марка авиационного сплава | Скорость резания Vc, м/мин | Подача на зуб fz, мм/зуб | Рекомендуемое покрытие фрезы | Удельное сопротивление Kc, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 1420 (Al-Mg-Li) | 650 - 900 | 0.08 - 0.14 | Полированный твердый сплав без покрытия | 680 |
| 2195 (Al-Cu-Li) | 550 - 800 | 0.06 - 0.12 | Алмазоподобное DLC покрытие | 820 |
| В-1461 (Al-Cu-Li-Zn) | 500 - 750 | 0.06 - 0.10 | Кристаллическое алмазное CVD | 890 |
Высокоскоростное фрезерование тонкостенных шпангоутов
Авиационные шпангоуты содержат глубокие карманы со стенками толщиной до 0.8 мм при высоте ребер свыше пятидесяти миллиметров. Высокая скорость резания существенно снижает силы отжима тонкой стенки от фрезы. Синхронное послойное фрезерование противолежащих сторон кармана на пятиосевых станках гарантирует точность размеров. Это защищает ответственные авиационные детали от брака и коробления.
Применение полусинтетических эмульсий с противозадирными присадками предотвращает термическое окисление стружки и защищает сплав.
Контроль остаточных напряжений и предотвращение коробления
Неравномерные внутренние напряжения в толстых плитах вызывают деформацию тонкостенных деталей после снятия крепежа. Технологический процесс фрезерования разбивают на этапы с симметричным снятием припуска с двух сторон заготовки. Это уравновешивает внутренние силы в металле. Замер деталей на координатно-измерительной машине подтверждает стабильность геометрии в пределах тридцати микрометров на метр длины.
