Трохоїдне фрезерування проти традиційного фрезерування для виготовлення титанових авіаційних деталей

Низька теплопровідність та висока міцність роблять титан надзвичайно складним для обробки. Виробники оригінального обладнання в авіаційній галузі вимагають все вужчих допусків та скорочення термінів виготовлення, виробники потрібно вибирати між прецизійністю трохоїдного фрезерування та швидкістю традиційного. Цей аналіз 2025 року порівнює обидва методи на основі реальних даних виробництва лопаток турбін.

Методологія

1. Налаштування тесту

• Заготівля: блоки з титанового сплаву Ti-6Al-4V ELI (клас 23), 50×80×150 мм.

• Інструменти:

Трохоїдальний: Sandvik Coromant R217.69-1610.0-09-4A (Ø16 мм, 4 канавки).

Конвенційний: Kennametal HARVI Ultra 8X (Ø20 мм, 5 канавок).

•Машина: DMG MORI DMU 80 monoBLOCK (HSK-A63, 15 000 об/хв).

2. Протокол вимірювання

•Зусилля різання: динамометр Kistler 9257B.

•Знос інструменту: цифровий мікроскоп Olympus DSX1000 (ISO 8688-2).

•Шорсткість поверхні: Mitutoyo Surftest SJ-410 (Ra, Rz).

Результати та аналіз

1. Обробка тонкостінної конструкції (товщина стінки 3 мм)

• Трохоїдальний: зберігається допуск ±0,05 мм порівняно з ±0,12 мм для конвенційного.

• Термін служби інструменту: 47 деталей/інструмент (трохоїдальний) порівняно з 18 деталями/інструмент (конвенційний).

2.Ефективність чернового фрезерування

• Традиційний метод: видаляє 28 см³/хв порівняно з 23 см³/хв у випадку трохоїдного фрезерування при однаковому подаванні 0,3 мм/зуб.

Обговорення

1.Коли виграє трохоїдне фрезерування

• Складні геометрії: карманне фрезерування, тонкі ребра (<5 мм).

• Важкодоступні зони: зменшення радіального навантаження мінімізує відхилення.

2.Переваги традиційного методу

• Масове видалення матеріалу: прямолінійні траєкторії дозволяють використовувати вищі швидкості подачі.

• Застаріле обладнання: не потребує сучасного CAM-програмного забезпечення.

Висновок

Для титану в авіації:

• Трохоїдне фрезерування: перший вибір для критичних елементів та зон з утрудненим охолодженням.

• Традиційне фрезерування: швидше для простих геометрій із достатнім доступом охолоджувача.

Майбутні дослідження мають дослідити змішування траєкторій, оптимізоване за допомогою штучного інтелекту.