обработка титана с ЧПУ

Когда слышишь 'обработка титана с ЧПУ', многие представляют просто станок с программой, но на деле это постоянная борьба с упругой деформацией и анализом стружки. В ООО ХУАЙИ Прецизионный Металл мы через это прошли — от брака первых заготовок до стабильных поставок для авиационных компонентов.

Почему титан не похож на алюминий

Помню, как в 2018 году мы получили заказ на титановые кронштейны для крепления бортовой электроники. Технологи, привыкшие к алюминию, выставили те же режимы резания — и за полчаса испортили три заготовки. Титан не стружку дает, а мелкую пыль, которая забивает направляющие и убивает инструмент.

Пришлось пересматривать всё: от геометрии пластин до СОЖ. Выяснили, что для обработки титана с ЧПУ критичен угол подъема фрезы — если меньше 45°, вибрация гарантирована. И да, охлаждение только наружное, потому что внутренняя подача быстро забивается титановой 'пухой'.

Сейчас на https://www.hymetals.ru мы указываем это в техтребованиях, но клиенты всё равно иногда присылают чертежи с допусками как для стали. Приходится объяснять, что титан 'уползает' после снятия напряжения, и ±0.05 мм — это уже предел.

Оборудование, которое выживает

За десять лет через наш цех прошли десятки станков, но для титана стабильно работают только японские ЧПУ с усиленными шпинделями. Китайские аналоги не выдерживают нагрузок — люфт появляется через 200-300 часов.

Особенно проблемными были заказы на длинномерные детали для нефтяной отрасли. При фрезеровании пазов в трубах ВТ6 станок буквально 'стонал', пока не поставили активные податчики. Сейчас для таких задач держим отдельный Okuma с системой контроля вибрации.

Кстати, о стойкости инструмента: для чистовой обработки берем только пластины с алмазным напылением. Да, они в 3 раза дороже, но на титане одна такая пластина переживает 12-14 заготовок против 3-4 у стандартных.

Технологические хитрости, которые не пишут в учебниках

Научились использовать 'слабые места' титана. Например, при обработке тонкостенных деталей специально оставляем припуск 0.3 мм на последний проход — идем медленнее, но без деформации. Этот прием родился после того, как испортили партию корпусов для медицинских имплантов.

Еще один нюанс — чистота поверхности. Для авиационных деталей требуется Ra 0.8, но добиться этого на титане сложно. Путем проб выяснили, что нужно комбинировать обработку: сначала черновое фрезерование, затем твердосплавным резцом снимать 0.1 мм, и только потом полировать.

В ООО ХУАЙИ Прецизионный Металл сейчас для таких задач используют шлифовальные головки с адаптивным приводом. Но признаюсь, настройка занимает до двух часов — приходится учитывать даже температуру в цехе.

Экономика против качества

Был у нас неприятный опыт с оптимизацией расходов. В 2020 году попробовали заменить немецкие фрезы на корейские аналоги — вроде бы геометрия та же, цена ниже. В результате на обработку одной детали уходило на 40 минут больше, плюс брак вырос на 7%.

Пришлось вернуться к проверенным поставщикам, хотя себестоимость выросла. Зато клиенты перестали жаловаться на микротрещины в зонах резания. Сейчас на сайте hymetals.ru мы прямо указываем, что используем только оригинальный инструмент — это стало конкурентным преимуществом.

Кстати, о стружке: титановую мы не выбрасываем, а сдаем на переплавку. За год набирается несколько тонн — это покрывает около 15% затрат на сырье. Мало кто так делает, но экономия ощутимая.

Случаи из практики

В прошлом году делали сложный корпус для подводного аппарата — там и пазы, и резьбы, и глухие отверстия. Конструктор предусмотрел острые углы в зонах высоких напряжений, что для титана смерти подобно.

Уговорили заказчика добавить галтели всего 0.5 мм — и деталь пошла в серию без единого брака. Такие мелочи часто решают всё, хотя в теории кажутся незначительными.

А вот с тепловыми деформациями до сих пор боремся. Помню, как пришлось переделывать партию фланцев из-за того, что оператор не дал остыть заготовке перед финишной обработкой. Теперь между операциями выдерживаем паузы — просто, но эффективно.

Что в перспективе

Сейчас экспериментируем с аддитивными технологиями для титана — печатаем заготовки сложной формы, затем доводим на ЧПУ. Выходит на 30% быстрее, чем из прутка, но пока дорого.

Еще присматриваемся к системам мониторинга износа инструмента в реальном времени. На тестах одна такая система спасла партию деталей, вовремя заметив скол пластины. Думаю, через пару лет это станет стандартом для обработки титана с ЧПУ.

Главное, чему научились — титан не прощает невнимательности. Каждый новый заказ заставляет перепроверять режимы, хотя, казалось бы, опыт уже солидный. Но в этом и есть прелесть работы с таким материалом — не позволяет расслабиться.