1. はじめに
チタン合金は、その優れた性能により、航空宇宙、医療などの分野で広く使用されています。しかし、チタン合金は加工が難しく、特に薄肉キャビティ部品の加工では、びびりや変形などの課題に直面します。この記事では、チタン合金 TC4 材質のカバー部品と 2mm の薄肉キャビティを例に、その加工の難しさについて考察し、対応するソリューションを提案します。
2. チタン合金薄肉キャビティ部品の解析
チタン合金薄肉キャビティカバー部品の特徴は、全体の外観が大きな円弧面薄肉キャビティ構造で、円弧面キャビティ壁の厚さが2mm、両端の接続肩の厚さが6mmであることです。取り付け後のカバーとボックスの密閉性を確保するために、カバー部品の取り付け面の平坦度は0.1mmに達する必要があります。
3. 加工技術分析
1. 処理上の困難:
◆ チャタリング問題：チタン合金材料は硬度が高く、熱伝導率が悪いため、加工中にチャタリングが発生しやすく、加工精度や表面品質に影響を与えます。
◆ 変形の問題：薄肉構造は加工中に変形しやすいため、それを回避するには適切な加工技術と工具設計が必要です。
2. 処理手順:
◆ 凸型キャビティの粗削り、微削り、取り付け穴加工：まず、カバープレート部品の外形寸法を加工し、表面粗さが要件を満たしていることを確認し、取り付け穴を加工します。
◆ 凹面キャビティの粗加工と微加工：工具を使用して正確な位置決めを行い、溝入れ加工で粗加工を行った後、微加工を行います。
◆ 取り付け面の仕上げ：取り付け面の平坦性と表面品質を確保するために、微細フライス加工、微細研削、研磨などの加工方法を使用します。
IV. 加工技術とツール設計
1. 凸凹加工：
◆ 荒加工にはコバルト含有量の多い4枚刃エンドミルを使用し、十分な切削油剤を補給して工具寿命を延ばしてください。
◆ 微細加工には多結晶立方晶窒化ホウ素ボールヘッドフライスカッターを使用し、合理化された表面仕上げ方法を使用して、誤差を 0.012mm 以内に制御します。
2. 凹面加工：
◆ カバープレート部品の正確な位置決めを実現するツールと、振動や変形を防ぐツールを使用します。
◆ 荒加工後は、内部応力を解放し、加工変形を防止するために自然破壊処理が必要です。
◆微細加工時には、位置決め精度を確保するためにカバープレート部品と工具の合わせ面を数回交換する必要があります。
3. 設置面の仕上げ：
◆適切な位置決め基準とクランプ固定面を選択し、最初に微フライス加工を行い、次に微研削と研削を行います。
◆加工中は平坦度と表面品質が要件を満たしていることを確認するために継続的な検査が必要です。
V. 結論
