Proces precyzyjnego cięcia TC11 ze stopu tytanu
|
Stop tytanu charakteryzuje się niską gęstością, wysoką wytrzymałością i wyższą wytrzymałością właściwą niż stal o ultrawysokiej wytrzymałości; i dobra stabilność termiczna, odporność na korozję, wytrzymałość na wysoką temperaturę; w temperaturze 300 ~ 500 ℃ jego wytrzymałość jest około 10 razy wyższa niż stop aluminium itp. Jest szeroko stosowany w produktach lotniczych, lotniczych i rakietowych. W szczególności stop tytanu (α + β) można hartować i starzeć w celu wzmocnienia stopu, a wytrzymałość po obróbce cieplnej jest poprawiona o 50% do 100% w porównaniu do stanu wyżarzania. Ma wyjątkową odporność na niskie temperatury i wyjątkową odporność na korozję w wodzie morskiej i korozję naprężeniową gorącą solą i jest szerzej stosowany. |
Ponieważ jednak stop tytanu ma mały współczynnik odkształcenia skrawania (współczynnik odkształcenia jest mniejszy lub bliski 1), proces skrawania wióra na powierzchni natarcia zwiększa ścieżkę konfliktu ślizgowego, co przyspiesza zużycie narzędzia; tymczasem temperatura cięcia jest wysoka, siła cięcia jest duża, a pojawienie się zdegenerowanej warstwy zanieczyszczenia występuje, ponieważ obróbka tytanu ma dużą aktywność chemiczną i jest podatny na gwałtowną reakcję chemiczną z różnymi zanieczyszczeniami gazowymi, takimi jak O, N, H, C itp., które wnikają w skrawającą warstwę wierzchnią stopu tytanu, powodując twardość i kruchość powierzchni warstwa do zwiększenia. Inne nadal mają skład twardej warstwy powierzchniowej TCI i TiN; w wysokiej temperaturze warstwa powierzchniowa układa się z warstwą α i warstwą kruchości wodorowej oraz innymi zewnętrznie przekształconymi warstwami zanieczyszczeń. Powstawanie nierównych warstw powierzchniowych, częściowa koncentracja naprężeń, zmniejszona wytrzymałość zmęczeniowa części, poważne uszkodzenia procesu skrawania oraz pojawienie się odprysków, wykruszeń i złuszczeń; duże powinowactwo. Podczas cięcia tytanowe wióry i cięte powierzchnie Łatwo jest zagryźć z danymi narzędzia i pojawia się ostry wygląd przyklejonego noża, co prowadzi do silnego zużycia połączenia; a niedociągnięcia, takie jak niestabilność układu stopu tytanu, powodują wiele trudności w cięciu, zwłaszcza w cięciu precyzyjnym, dlatego nazywa się to również niezręczną obróbką metalu. Dlatego dyskusja techniczna dotycząca precyzyjnej obróbki skrawaniem stopów tytanu jest kwestią, którą należy się pilnie zająć.
Obudowa rury wydechowej (jak pokazano na rysunku 1) jest kluczowym elementem funkcjonalnym produktu w fabryce autora. Ze względu na konieczność przyjęcia wysokiej temperatury i ciśnienia w warunkach eksploatacyjnych, wymagania jego funkcji mechanicznych to wytrzymałość na rozciąganie Rm ≥ 1030 MPa, wydłużenie A ≥ 9, w celu spełnienia wymagań funkcjonalnych w projektowaniu produktu zastosowano stop tytanu TC11, który jest typowym cienkościennym wał część rurowa. Po zaplanowaniu optymalizacji technologii precyzyjnego cięcia ukończono precyzyjne cięcie stopu tytanu TC11.
1. Funkcje cięcia stopu tytanu TC11
Stop tytanu TC11 jest stopem tytanu typu (α + β). Jego układ składa się z gęsto upakowanej heksagonalnej fazy α i sześciennej fazy β, skupionej wokół ciała. W porównaniu z innymi metalami tekstura jest bardziej znacząca, a anizotropia silniejsza, co powoduje większe trudności w produkcji i obróbce stopów tytanu. . Jego cechy procesu cięcia są następujące:
- (1) Wysoka siła skrawania i wysoka temperatura skrawania. Ponieważ stop tytanu ma niską gęstość i wysoką wytrzymałość, posuw skrawający ma duże naprężenia ścinające i duże odkształcenia plastyczne, więc siła skrawania jest wysoka, a temperatura skrawania jest wysoka.
- (2) Poważne utwardzenie przez pracę. Oprócz odkształcenia plastycznego stopy tytanu słabo działają z powodu wdychania tlenu i azotu w wysokich temperaturach skrawania, występowania roztworu stałego w pustych przestrzeniach oraz sprzecznego wpływu cząstek o wysokiej twardości na narzędzie.
- (3) Prosty nóż do sztyftu. Stopy tytanu mają silne powinowactwo chemiczne w wysokich temperaturach, w połączeniu z dużymi siłami skrawania, dodatkowo sprzyjają zużyciu narzędzi.
- (4) Zużycie narzędzia jest poważne. Zużycie dzielone jest istotną cechą zużycia narzędzia podczas cięcia stopów tytanu.
2. Analiza przedmiotu obrabianego
3. Rozwiązanie techniczneTech
3.1 Droga Technologiczna
Droga techniczna opiera się na zasadzie „najpierw grubość, potem wykończenie, wewnątrz, a potem na zewnątrz”, aby zmniejszyć odkształcenia podczas wykańczania i poprawić dokładność obróbki. W początkowym procesie produkcyjnym próbnym drogami technicznymi są: wykrawanie, długość samochodu, kształt toczenia zgrubnego, wiercenie, wytaczanie zgrubne, kształt toczenia precyzyjnego, kształt wykańczający.
Stop tytanu ma słabą przewodność cieplną, niską gęstość i ciepło właściwe oraz wysoką temperaturę cięcia; ma silne powinowactwo chemiczne z narzędziem i łatwo przykleić nóż, co utrudnia cięcie. Eksperymenty potwierdziły, że im większa wytrzymałość stopu tytanu, tym gorsza jego obrabialność. Dlatego konieczne jest wybieranie twardych stopów na bazie wolframu i kobaltu o niskim powinowactwie chemicznym, dobrej przewodności cieplnej i wysokiej wytrzymałości w proces obróbki.
Wóz do obróbki zgrubnej to YG8, samochód do półwykańczania to YG6, a samochód do wykańczania to YG3X. Wiertło wykonane jest z wiertła krętego z węglika spiekanego (węglik spiekany YG6).
3.2 W wątpliwość
- (1) Gdy do wiercenia używane jest wiertło kręte ze stopu twardego, temperatura skrawania jest odpowiednio wysoka, wiertło jest poważnie zużyte, a naprężenie termiczne procesu obróbki ma bezpośredni wpływ, co bezpośrednio wpływa na dokładność późniejszej obróbki wykańczającej.
- (2) Obrabiany przedmiot ma duże odkształcenie, a rozmiar obróbki jest trudny do kontrolowania.
- (3) Stan poza współosiowością jest poważny, kwalifikowana stawka przedmiotu obrabianego jest niska, a jednolita kwalifikowana stawka wynosi tylko 50%.
- (4) Moc produkcyjna nie jest wysoka, zużycie narzędzia jest duże, a koszt produkcji jest duży.
3.3 Plan leczenia
3.3.1 Wybierz odpowiednie narzędzie od podstaw
Po przestudiowaniu danych i procesu obróbki zdecydowano się użyć do wiercenia wiertła maszynowego Kenner HTS-C (wiertło z zasysaniem strumieniowym); ten bit może zapewnić wydajne chłodzenie i jest wyposażony w wymienne płytki z twardego stopu pokryte powłoką PVD, rowki wiórowe i wiertła z węglików spiekanych. Po eksperymentach wiertło wykorzystuje płytki KC720 i KC7215 (płytki przednie i tylne), które specjalizują się w materiałach trudnych w obróbce do wiercenia stopów tytanu. Moc wyjściowa zostaje zwiększona o 60%, a obrabiany przedmiot po wierceniu nie generuje ciepła i deformacji. Podczas obróbki nie występuje efekt naprężeń i nie występuje zanieczyszczenie otaczającego środowiska, jak pokazano na rysunku 2.
3.3.2 Analiza przyczyn deformacji i środki zaradcze
Główną przyczyną deformacji w procesie obróbki jest to, że stop tytanu organizuje naprężenia. W początkowej fazie próbnego procesu produkcyjnego wprawdzie w technologii przyjęto najpierw technologię obróbki zgrubnej, potem wykańczającej, a następnie wewnątrz i na zewnątrz, ale nie w pełni uwzględniono niestabilne elementy układu stopów tytanu, tworzące pojawienie się deformacji przedmiotu i trudny do kontrolowania rozmiar podczas obróbki. Jak zmniejszyć kontrolę deformacji tytanu? obróbka stopów proces do minimum jest trudnym problemem.
Po wielokrotnych eksperymentach dodajemy proces wyżarzania starzeniowego po obróbce zgrubnej przedmiotu obrabianego. Bez zmniejszania mechanicznej funkcji przedmiotu obrabianego ziarna są rafinowane, a następnie osiąga się dokładny układ, aby wyeliminować naprężenia wewnętrzne i sprawić, by układ osiągnął stan stabilny.
Standard obróbki cieplnej jest następujący: temperatura starzenia wynosi 530 ℃, a czas utrzymywania wynosi 4 ~ 6 godzin. Upewnij się, że Rm≥1030MPa i A≥9%. Po kilku seriach eksperymentów wytrzymałość na rozciąganie Rm jest wyższa niż 1030 MPa, a wydłużenie A wynosi ponad 9%.
3.3.3 Przyczyny braku współosiowości i środki zaradcze
Dążąc do niskiego wskaźnika kwalifikacji przedmiotu obrabianego spowodowanego słabą współosiowością, dalsza analiza danych przedmiotu i technologii obróbki wykazała, że przedmiot obrabiany jest cienkościenną rurą, która jest typowym metalem odkształcalnym i trudnym do obróbki. Dopóki sztywność wszystkich systemów technicznych zostanie poprawiona, Talent będzie skutecznie radził sobie z pytaniami dotyczącymi obróbki.
- (1) Podczas obróbki otworów wewnętrznych rozsądnie ustalono metodę kroku technicznego. Jako odniesienie mocowania i pozycjonowania przedmiotu obrabianego wykorzystano stopień techniczny o pewnej sztywności, który skutecznie poradził sobie z problemem deformacji otworu wewnętrznego podczas obróbki, jak pokazano na rysunku 3.
- (2) W procesie obróbki zewnętrznego okręgu przyjmuje się mechaniczną metodę wypełniania materiału antywibracyjnego, to znaczy podczas półwykończonego procesu toczenia przedmiotu obrabianego część mocująca jest wypełniona sztywną podkładką, aby zapobiec deformacji przedmiotu obrabianego; wewnętrzny otwór obrabianego przedmiotu jest wypełniony miękką elastyczną gumową rurką lub materiałem piankowym sprawia, że pasuje do wewnętrznej ściany podczas procesu obróbki, a następnie osiąga efekt zwiększenia sztywności przedmiotu obrabianego, jak pokazano na rysunku 4.
- (3) Aby zapewnić współosiowość przedmiotu obrabianego, zestaw nadmiernego pozycjonowania armatura został zaplanowany podczas końcowego procesu wykańczania, aby poprawić sztywność przedmiotu obrabianego, jak pokazano na rysunku 5.
Wtedy współosiowość przedmiotu obrabianego jest słaba. Dlatego w planowaniu oprzyrządowania, w celu zapewnienia sztywności przedmiotu obrabianego, zastosowano urządzenie nadmiernie pozycjonujące. Jako odniesienie pozycjonowania wykorzystano nie tylko wszystkie wewnętrzne otwory przedmiotu obrabianego, chociaż wygląd pozycjonowania pojawił się w teorii, ale w praktyce w pełni zaspokajał potrzeby przedmiotu obrabianego. . Patrz rysunek 6.
Bazując na wyżej wymienionych cechach stopu tytanu TC11 podczas procesu skrawania i mechanizmie utrudniającym skrawanie, a także w odniesieniu do metod obróbki i doświadczenia trudnoobrabialnych danych w praktyce produkcyjnej, technologia skrawania droga została zaprojektowana od początku w następujący sposób: cięcie-płaski koniec- —Wiercenie—Wewnątrz i na zewnątrz surowego samochodu—Badanie starzenia i funkcji mechanicznych—Report samochodowy—Wewnętrzny otwór półfabrykatu, Duży otwór półfabrykatu— Wewnętrzny kształt gotowego samochodu—Kształt półwykończonego samochodu——Dyrektor generalny Ping, mały koniec dobrego samochodu——Drobny kształt samochodu.
Obudowa rury wydechowej z części ze stopu tytanu przetwarzanych tą metodą techniczną w pełni spełnia wymagania planowania, a zakwalifikowany wskaźnik części sięga ponad 98%. Skutecznie rozwiązano problem drobnego odkształcenia skrawania stopu tytanu.
4.Conkluzja
Stop tytanu ma słabą skrawalność, więc jak poprawić i poprawić jego skrawalność jest trudnym problemem. W niniejszym artykule przeanalizowano techniczne metody cięcia powłoki rury wydechowej części ze stopu tytanu, przeprowadzono dokładne cięcie części ze stopu tytanu i skutecznie radzi sobie z trudnościami obróbkowymi, takimi jak odkształcenia podczas toczenia i zużycie narzędzi cienkościennych części cylindrycznych ze stopu tytanu TC11. Dzięki dalszej wiedzy i zrozumieniu technologii obróbki cienkościennych części ze stopów tytanu zgromadziła pewne doświadczenie w przyszłej obróbce części ze stopów tytanu.
Link do tego artykułu: Proces precyzyjnego cięcia TC11 ze stopu tytanu
Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji 
