Определение рациональных параметров сухого чистового фрезерования аддитивного сплава SLM Ti6Al4V в зависимости от скорости удаление металла и износа инструмента

Сотрудниками лаборатории механики полимерных композиционных материалов (ЛМПКМ) и физики упрочнения поверхности (ЛФУП) совместно с сотрудниками Томского политехнического университета проведено исследование сухого финишного фрезерования заготовок аддитивного титанового сплава SLM Ti6Al4V. Использовали концевые фрезы с покрытием AlCrN при. различных условиях обработки (варьировали значений радиальной глубины резания и величины подачи при постоянном уровне осевой глубины резания и скорости резания). Для всех исследованных режимов фрезерования был выявлен идентичный механизм износа инструмента. Наросты в основном образовывались на торцевых поверхностях, что увеличивало шероховатость поверхности обрабатываемых образцов SLM Ti6Al4V, но защищало режущие кромки инструмента. Абразивный износ был характерен в основном для боковых поверхностей концевых фрез, что ускорило отслаивание защитного покрытия и увеличило их износ. Установлены следующие параметры фрезерования, близкие к рациональным: Vc = 60 м/мин, Vf = 400 мм/мин, ap = 4 мм и ae = 0,4 мм. При этом максимальный износ боковой поверхности фрезы составил 15 ± 1 мкм. Предложен наиболее производительный режим механообработки (режим III), обеспечивавший максимальное значение скорости удаления материала MRR и незначительный износ концевой фрезы; однако основным недостатком его использования была высокая средняя шероховатость поверхности обрабатываемого образца SLM Ti6Al4V. Режим II характеризовался, как наименьшей средней шероховатостью поверхности, так и наименьшим износом концевой фрезы, но и меньшим значением MRR. Поскольку эти два режима отличались только скоростью подачи, их значения должны быть оптимизированы в диапазоне от 200 до 400 мм/мин. Обсуждаются и другие аспекты практического применения полученных результатов.
На рисунке показаны скорости удаления материала и износа режущего инструментов при фрезеровании образцов Ti6Al4V, полученных различными аддитивными технологиями.

Работа выполнена д.т.н. Паниным С.В. и к.т.н. Филипповым А.В. в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0010.
Результаты исследования опубликованы в журнале Construction Materials. (H-index: 8; Q2 в категории SJR).  Panin, S.V.; Filippov, A.V.; Qi, M.; Ding, Z.; Zhang, Q.; Han, Z. Establishing rational processing parameters for dry finish-milling of SLM Ti6Al4V over metal removal rate and tool wear. Constr. Mater. 2025, 5, 53. https://doi.org/ 10.3390/constrmater5030053