Використання титанових сплавів під час виготовлення складнопрофільних деталей авіаційних двигунів

Abstract

В авіадвигунобудуванні використовується широка номенклатура конструкційних матеріалів, що пов’язано як із різноманітністю умов роботи окремих елементів двигуна, так і з високими вимогами до самих матеріалів, що використовуються. Одним з елементів авіаційного двигуна, до якого висуваються жорсткі вимого щодо точності і якості виготовлення складових деталей і вузлів, є ротор компресора. Використання титанових сплавів пов’язано як із високою частотою обертання ротора на робочих режимах (до 20000 об/хв), так і з необхідністю виключити негативні чинники, такі як вібрації, руйнування окремих деталей внаслідок появи тріщин, зношування, механічних пошкоджень, корозії, припрацювання тощо. Саме це сприяло широкому використанню в авіадвигунобудуванні титанових сплавів, які вирізняються високою міцністю, стійкістю до корозії і невеликою вагою порівняно із залізовмісними матеріалами. Однак обробка титанових сплавів ускладнюється їх низькою теплопровідністю, а також високою міцністю і еластичністю, що, в процесі їх механічної обробки, призводить до виникнення значних вібрацій, інтенсивного зношування різального інструменту внаслідок деформаційного зміцнення поверхневого шару матеріалу, адгезії між матеріалом інструменту і заготовки, високого теплового навантаження на різальний інструмент. До таких деталей належать лопатки, проставки, диски, колеса вентиляторів, кронштейни, деякі корпусні деталі, моноколеса. Проаналізовано стан питання і основні напрями досліджень щодо забезпечення підвищення оброблюваності тонкостінних деталей, виготовлених із титанових сплавів, а також особливості обробки складнопрофільних поверхонь деталей типу «моноколесо» на високошвидкісних обробних центрах. Наведено результати досліджень щодо зменшення регенеративних автоколивань, використання демпфуючих матеріалів, модуляції швидкості головного руху, а також вибору оптимального інструментального матеріалу. У підсумку сформовано висновки про перспективність і напрями подальших досліджень, спрямованих на підвищення ефективності процесу лезової обробки складнопрофільних деталей виробів з титанових сплавів.