1. Difficoltà nel taglio di parti strutturali in lega di titanio

1.1 Elevata temperatura di taglio　　 

Poiché la conduttività termica del materiale in lega di titanio è bassa (circa 1/3 ~ 1/6 dell'acciaio), è facile produrre elevate temperature di taglio durante la lavorazione della lega di titanio. Nelle stesse condizioni, il calore di taglio prodotto dalla lavorazione della lega di titanio è più di una volta superiore a quello dello stesso acciaio e il calore prodotto dalla lavorazione è difficile da rilasciare attraverso il pezzo in lavorazione. Poiché il coefficiente di calore specifico della lega di titanio è basso, la temperatura locale aumenta rapidamente durante la lavorazione. È facile causare una temperatura istantanea dell'utensile troppo elevata, il che porta a una brusca usura della punta, in modo che si verifichi il fenomeno della bruciatura eccessiva.

1.2 Forte resistenza al taglio　　 

La forza di taglio della lega di titanio è fondamentalmente la stessa di quella dell'acciaio, quindi l'energia consumata durante il taglio è la stessa o leggermente inferiore a quella dell'acciaio. Tuttavia, lo stress vicino al tagliente principale è molto elevato quando si taglia la lega di titanio. Ciò può essere dovuto al fatto che quando si taglia la lega di titanio, l'area di contatto del truciolo di taglio sulla superficie anteriore del coltello è solitamente molto piccola (circa 1/3 dell'acciaio da taglio nelle stesse condizioni) e il grande stress di taglio porta al fenomeno dell'arretramento del taglio che si verifica durante il processo di lavorazione e le dimensioni del pezzo in lavorazione non sono coordinate.　　 

　1.3 Tremore di struttura debolmente rigida

　　La vibrazione è un problema importante da superare durante la lavorazione di leghe di titanio con strutture debolmente rigide, specialmente durante la lavorazione di finitura, la causa principale della vibrazione è il modulo elastico molto basso delle leghe di titanio. La deformazione delle leghe di titanio è doppia rispetto agli acciai al carbonio quando sottoposte a forze di taglio. C'è attrito tra la superficie del tagliente posteriore e il ritorno elastico della superficie lavorata, che produce vibrazioni e un'elevata temperatura di taglio. L'elevata forza di taglio dinamica è in parte responsabile del tremore, che può raggiungere oltre il 30% della forza statica a causa del processo di taglio plastico durante la formazione di trucioli di lega di titanio. A causa dell'effetto della vibrazione di taglio, la qualità della superficie del pezzo in lavorazione dopo la fresatura è difficile da soddisfare i requisiti di precisione.

2. Soluzioni di taglio per parti strutturali in lega di titanio

I principali fattori che influenzano la lavorazione della struttura rigida debole della lega di titanio sono i seguenti: la rigidità della macchina utensile, la scelta dell'utensile da taglio, i parametri tecnologici, il raffreddamento efficace e così via. Nel processo di lavorazione, vari fattori interagiscono tra loro. Inoltre, l'accumulo di errori di deformazione fa sì che la lavorazione della struttura rigida debole sia fuori tolleranza e la deformazione della lavorazione sia difficile da controllare.

2.1 Selezione delle macchine utensili　　 

La rigidità del sistema macchina utensile-attrezzatura-utensile è buona nelle prestazioni tramite il gioco tra i componenti della macchina utensile da regolare. Si preferisce che la vibrazione radiale del mandrino sia piccola utilizzando tali macchine utensili.

2.2 Selezione degli utensili da taglio　 

Il miglioramento della produttività di taglio è principalmente il risultato dello sviluppo e dell'applicazione di nuovi materiali per utensili da taglio. Negli ultimi decenni, gli utensili da taglio si sono sviluppati notevolmente, tra cui rivestimenti in lega dura, ceramiche, nitruro di boro cubico, diamante policristallino. Questi sono efficaci per la lavorazione di ghisa, acciaio e superleghe. Tuttavia, nessuno degli utensili può migliorare la lavorabilità della lega di titanio, perché il materiale dell'utensile da taglio in lega di titanio richiede proprietà molto importanti, che includono: 1) buona durezza termica per resistere a forti sollecitazioni; 2) buona conduttività termica per ridurre il gradiente termico e lo shock termico; 3) buona inerzia chimica per ridurre la tendenza alla reazione chimica con il titanio; 4) buona tenacità e resistenza alla fatica per adattarsi al processo di taglio del truciolo. Gli utensili in metallo duro WC/CO sono considerati quelli con le migliori prestazioni in quasi tutti i processi di taglio delle leghe di titanio. Alcuni test dimostrano che il tasso di usura di tutti gli utensili rivestiti in carburo è superiore a quello degli utensili non rivestiti. Sebbene gli utensili da taglio in ceramica siano migliorati in termini di qualità e siano sempre più utilizzati per lavorare materiali difficili da tagliare, in particolare le superleghe (come le superleghe a base di nichel), non hanno sostituito il carburo cementato e l'acciaio rapido a causa della loro scarsa conduttività termica, bassa tenacità alla frattura e reazione con il titanio. I materiali per utensili da taglio super duri (nitruro di boro cubico e diamante policristallino) mostrano buone prestazioni nel taglio delle leghe di titanio grazie al loro basso tasso di usura.S　　 

Il problema principale nel processo di fresatura della lega di titanio con struttura rigida debole è la deformazione della parete sottile. A causa del basso modulo elastico della lega di titanio e della forza di taglio relativamente elevata, la parete sottile viene facilmente deformata dalla forza di fresatura durante il processo di fresatura. Il risultato è che lo spessore effettivo della parete sottile è maggiore dello spessore teorico. La soluzione a questo problema dovrebbe essere quella di ridurre il più possibile la forza sulla parete sottile dalla direzione perpendicolare alla superficie lavorata causata dall'arretramento della fresa.

2.3 fluido da taglio

La lega di titanio ha i vantaggi di elevata resistenza, resistenza all'ossidazione, resistenza alle alte temperature e altri punti di sollevamento, che non solo soddisfano i requisiti di elevate prestazioni, ma portano anche molti problemi alla lavorazione. Per ridurre la temperatura di taglio, una grande quantità di fluido da taglio a base di raffreddamento dovrebbe essere versata nell'area di taglio quando si tagliano leghe di titanio, che allontana il calore dal bordo e lava via il truciolo per ridurre la forza di taglio. Pertanto, i requisiti per il fluido da taglio sono grande conduttività termica, grande capacità termica, portata rapida e grande portata. Il miglior metodo di raffreddamento è il metodo di raffreddamento ad alta pressione, il flusso del fluido da taglio non è inferiore a 15 ~ 20 L/min. Esistono tre tipi di fluidi da taglio comunemente utilizzati, vale a dire soluzione acquosa o alcalina, soluzione di olio solubile in acqua e soluzione di olio non solubile in acqua.