Technologia cięcia i obróbki materiałów ze stopów tytanu

Materiały ze stopów tytanu są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym ze względu na ich doskonałe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość właściwa, niska gęstość, odporność na korozję i odporność na wysoką temperaturę. Jednakże, ze względu na właściwości stopu tytanu, takie jak mała przewodność cieplna, niski moduł sprężystości i duża aktywność chemiczna, powoduje to, że materiały ze stopu tytanu podczas przetwarzania mają wysoką temperaturę skrawania, poważne zużycie narzędzi itp., co wpływa na obróbkę wydajność stopu tytanu, więc jak poprawić wydajność cięcia stopu tytanu zawsze była pilną potrzebą rozwiązania problemu w przemyśle lotniczym.

1 Charakterystyka materiału ze stopu tytanu i wydajność przetwarzania

(1) wysoka wytrzymałość właściwa: gęstość stopu tytanu jest mała, wysoka wytrzymałość, jego wytrzymałość jest większa niż wytrzymałość stali.

(2) słaba przewodność cieplna: przewodność cieplna stopu tytanu, współczynnik przewodności cieplnej jest mały, trudno jest odprowadzać ciepło ze strefy wióra, co powoduje wyższe temperatury krawędzi skrawającej narzędzia, nóż ma silne działanie ścierne, zmniejszając trwałość narzędzia.

(3) aktywne właściwości chemiczne: stop tytanu w wysokich temperaturach oraz powietrze w O, N, H i innych pierwiastkach w wyniku reakcji chemicznej, tworząc warstwę utwardzającą się przez zgniot, co utrudnia cięcie i obróbkę skrawaniem; jednocześnie stop tytanu przy obróbce materiału narzędzia jest łatwy w produkcji i ma powinowactwo, występowanie zjawisk adhezji i dyfuzji, co skutkuje przyspieszonym zużyciem narzędzia.

(4) Mały moduł sprężystości: odbicie przedmiotu obrabianego podczas obróbki skrawaniem, łatwo powoduje zużycie tylnej powierzchni narzędzia i deformację przedmiotu obrabianego.

(5) odporność na korozję: poniżej 550 stopni powierzchnia stopu tytanu łatwo tworzy gęstą warstwę tlenku, więc nie jest łatwo ją dalej utleniać, atmosfera, woda morska, para wodna oraz niektóre kwasy, zasady i media solne mają wysoką odporność na korozję [1].

2 Podstawowe zasady obróbki skrawaniem materiałów ze stopów tytanu

W procesie obróbki wybrany materiał narzędzia, geometria narzędzia i parametry skrawania będą miały wpływ na wydajność i ekonomikę cięcia i obróbki stopu tytanu, zasady obróbki są następujące.

2.1 Materiał narzędzia

Materiał narzędzia jest ważnym czynnikiem wpływającym na proces skrawania, dlatego w miarę możliwości należy wybierać twardość dobrych, odpornych na zużycie materiałów narzędziowych, takich jak narzędzia węglikowe, narzędzia powlekane, narzędzia ze stali szybkotnącej itp., rys. 1 dla narzędzia z węglików spiekanych i narzędzia powlekane.

2.2 Kąt geometrii narzędzia

Podczas skrawania materiałów trudnych w obróbce odpowiedni kąt geometrii narzędzia pomaga w pełni wykorzystać wydajność skrawania narzędzia i poprawić wydajność skrawania. Podczas cięcia stopu tytanu występują trzy strefy odkształcenia, jak pokazano na rysunku .

(1) Podstawowa strefa odkształcenia I: duże odkształcenie, siła skrawania i ciepło skrawania głównie z tego obszaru. Utrzymując ostrość krawędzi skrawającej i przejście łuku noża itp., współczynnik tarcia i temperatura skrawania podczas obróbki stopu tytanu są obniżone, aby uniknąć przyklejania się i odpryskiwania wiórów.

(2) Strefa tarcia i odkształcenia II pomiędzy wiórami a powierzchnią czołową: ma ona bezpośredni wpływ na zużycie powierzchni czołowej narzędzia. Wybierając mniejszy kąt czołowy w celu zwiększenia długości wióra i powierzchni czołowej narzędzia, zmniejsza się zużycie powierzchni czołowej narzędzia.

(3) Powierzchnia przedmiotu obrabianego została obrobiona, a strefa odkształcenia zużycia tylnej powierzchni III: większy wpływ na hartowanie i zużycie tylnej powierzchni narzędzia. Wybierając większy kąt oparcia, aby zmniejszyć tarcie pomiędzy powierzchnią czołową narzędzia tylnego a obrabianą powierzchnią.

2.3 Parametry cięcia

Prędkość skrawania a trwałość narzędzia Duża, im wyższa prędkość skrawania, tym wyższa temperatura krawędzi skrawającej, dlatego należy wybrać cięcie z niską prędkością; jednocześnie głębokość skrawania ma mniejszy wpływ na trwałość narzędzia, dlatego w częściach i sztywności obrabiarki pozwala na zastosowanie większych głębokości skrawania.

2.4 Płyn chłodzący

Ciepło ostrza można odebrać i wypłukać wióry, obniżyć temperaturę skrawania, skutecznie poprawić produktywność i poprawić jakość powierzchni obrabianych części. Ogólny płyn obróbkowy dzieli się na trzy kategorie, mianowicie wodę lub alkaliczny roztwór wodny, rozpuszczalny roztwór oleju na bazie wody i nierozpuszczalny w wodzie roztwór oleju [2].

3 Proces cięcia materiału ze stopu tytanu

3.1 Skręcanie

Toczenie stopu tytanu jest łatwe do uzyskania dobrej chropowatości powierzchni, utwardzanie przez zgniot nie jest poważne, ale temperatura skrawania jest wysoka, szybkie zużycie narzędzia. Ze względu na te cechy toczenia stopów tytanu należy zwrócić uwagę na problem: (1) parametry toczenia należy wybrać przy niskiej prędkości skrawania i dużej głębokości skrawania. Do obróbki zgrubnej, prędkość skrawania 45 ~ 70 m/min, posuw 0.10 ~ 0.15 mm/obr; do wykańczania, prędkość skrawania 80 ~ 100 m/min, posuw 0,05 ~ 0,10 mm/obr. (2) Wykańczająca siła docisku nie powinna być zbyt duża, zmniejszyć deformację obrabianych części. (3) Po obróbce należy ponownie obrobić kontur części zgodnie z trasą ostatniego przesuwu narzędzia, aby wyeliminować deformację części pod wpływem siły skrawania i ustąpić narzędziu.

3.2 Frezowanie

Frezowanie stopu tytanu jest trudniejsze niż toczenie, ponieważ frezowanie jest skrawaniem przerywanym, a wióry łatwo łączą się z krawędzią skrawającą, tworząc odpryski, znacznie zmniejszające trwałość narzędzia. W przypadku tych cech frezowania stopu tytanu należy zwrócić uwagę na następujące kwestie: (1) ogólnie stosować gładkie frezowanie, gładkie frezowanie, gdy głębokość skrawania jest od dużej do małej, wiór od grubego do cienkiego i zawsze cienka strona strona tylna, aby opuścić zęby, chip jest łatwy do złamania, poprawia żywotność narzędzia. (2) Obróbka zgrubna ma niewielki wpływ na jakość obróbki i powinna wybierać dużą głębokość skrawania, mały posuw i niską prędkość; obróbka wykańczająca powinna zmniejszać odkształcenia podczas obróbki, poprawiać jakość powierzchni oraz stosować większą prędkość i małą głębokość skrawania. (3) Po obróbce stopu tytanu na obrabianej powierzchni utworzy się utwardzona warstwa o grubości 0,1 ~ 0,2 mm, więc wtórna głębokość skrawania powinna być większa niż {{7 }},2 mm; Jednostronny naddatek na obróbkę zgrubną powinien być większy niż 0,2 mm.

4. Wniosek

W artykule połączono niektóre aktualne wyniki badań i doświadczenia z procesu produkcyjnego, głównie z właściwości materiału stopu tytanu, narzędzi skrawających, parametrów skrawania i chłodziwa oraz innych aspektów opracowania, podsumowano toczenie stopu tytanu, frezowanie, na które zwykle należy zwrócić uwagę problemy i podjęte środki procesowe, i mam nadzieję, że koledzy z klasy mogą odegrać pewną rolę w procesie odniesienia.