Ti-6AL-7Nb titano lydinio medžiagų pjovimo technologija – tai pramonės dėmesys pagrindinėms technologijoms, visapusiškai įkūnijanti „mokslas ir technologijos yra pirmoji gamybinė jėga“ konotaciją. Šiame darbe apibendrinamos titano lydinio pjovimo charakteristikos, pjovimo įrankių medžiagos, įrankio struktūra, efektyvių titano lydinio pjovimo parametrų įgijimas ir proceso atsakomosios priemonės, kurių buvo imtasi siekiant pagerinti įrankio ilgaamžiškumą ir apdorojimo efektyvumą, naudojant viso disko ir kompresoriaus dėtuvės pjovimo praktiką. titano lydinio medžiagų, tikėdamiesi atlikti tam tikrą vaidmenį kai kuriose nuorodose.
Siekiant pagerinti variklio patikimumą ir trauką, pažangus didelio našumo variklis naudoja daug naujų medžiagų, o jo struktūra tampa vis sudėtingesnė, o apdirbimo tikslumo reikalavimai tampa vis aukštesni, o tai reiškia didesni reikalavimai gamybos procesui. Naujos kartos aviacinių variklių eksploatacinių savybių gerinimas, gamybos technologijos ir medžiagų įnašas yra 50% ~ 70%; variklio svorio mažinimo, gamybos technologijų ir medžiagų įnašo norma yra 70–80%, o tai taip pat visiškai parodo, kad pažangios medžiagos ir technologijos yra aviacinis variklis, padedantis suprasti svorio mažinimo, efektyvumo ir našumo gerinimo raktą.
Titano lydinio medžiagos buvo vis plačiau naudojamos aviacijos srityje dėl savo puikių savybių, tokių kaip didelis specifinis stiprumas, mažas tankis, atsparumas korozijai, atsparumas aukštai temperatūrai ir geras suvirinamumas. Remiantis aukščiau pateiktais pranašumais, titano lydinio medžiaga tapo pageidaujama kai kurių dalių medžiaga.
Titano lydinių medžiagų pjovimo charakteristikos:
Kai kurios titano lydinių fizinės ir mechaninės savybės apsunkina pjovimą ir apdorojimą. Titano lydinio pjovimo deformacijos koeficientas yra mažas, todėl priekinėje pusėje esantis lustas padidėja slydimo trinties atstumu, pagreitėja įrankių susidėvėjimas. Titano lydinio šilumos laidumas mažas, pjovimo metu susidaranti šiluma nėra lengvai perduodama, sutelkta mažame plote šalia pjovimo briaunos. Titano lydinio elastingumo modulis yra mažas, apdorojant radialine jėga lengva sukelti lenkimo deformaciją, sukeliančią vibraciją, didinančią įrankių susidėvėjimą ir turinčią įtakos dalių tikslumui. Dėl stipraus titano lydinio cheminio giminingumo su įrankio medžiaga yra aukšta pjovimo temperatūra ir didelė pjovimo jėga ploto vienetui tokiomis sąlygomis, todėl įrankis gali susidėvėti.
Protingas įrankių medžiagų pasirinkimas:
Įrankio medžiaga yra vienas iš svarbių veiksnių, turinčių įtakos pjovimo procesui, todėl racionalus įrankio medžiagos pasirinkimas yra efektyvus būdas išspręsti sunkiai apdirbamų medžiagų pjovimo problemą. Titano lydinio medžiagų pjovimo įrankis su karbido įrankiais, dengtais įrankiais, kubiniais boro nitrido (CBN) įrankiais, deimantiniais įrankiais ir didelio našumo greitaeigiais plieno įrankiais ir pan. Skirtingos peilio medžiagos turi specifinį prisitaikymą prie apdirbimo diapazono, skiriasi ir jo tarnavimo laikas. Apdorotos medžiagos charakteristikos dažnai yra pagrindinis įrankio medžiagos parinkimo pagrindas, o įrankio medžiagos ir ruošinio medžiagos pjovimo našumas turėtų būti pagrįstai suderintas. Įrankio medžiagos savybės apdirbamo paviršiaus kokybei, apdirbimo efektyvumui ir įrankio tarnavimo laikui turi didelę įtaką. Kai apdirbtos detalės struktūra yra ypatinga, silpna, apdorota ir negali padidinti jos standumo, atsiras pjovimo vibracija. Šiuo metu renkantis įrankius reikia atsižvelgti į tai, kad įrankio medžiaga turi tam tikrą kietumo laipsnį, kad būtų išvengta įrankio skilimo reiškinio, dėl kurio įrankio laužas per greitai patenka.
Įrankio struktūros optimizavimas:
Įrankio pjovimo našumas priklauso ne tik nuo įrankio medžiagos, bet ir nuo įrankio struktūros bei geometrijos. Pjaunant sunkiai apdirbamas medžiagas, tinkama įrankio geometrija padeda užtikrinti visišką įrankio pjovimo našumą ir pagerinti pjovimo efektyvumą. Pagrindiniai įrankio geometriniai parametrai yra priekinis kampas, užpakalinis kampas, pagrindinis nuokrypio kampas, vice nuokrypio kampas, pasvirimo kampas ir užapvalinto kampo galo spindulys ir pan. Kuo didesnis įrankio priekinis kampas, tuo įrankis aštresnis, tuo mažesnė pjovimo jėga, tinkama apdailai. Titano lydinys buvo apdorotas paviršiaus medžiagos atšokimu, naudojant didelį užpakalinį kampą, galima sumažinti ruošinio galinėje paviršiaus dalyje, kurią sukelia trinties ir sukibimo reiškiniai, ir sumažinti paviršiaus galinės dalies nusidėvėjimą. Grubinimas, siekiant padidinti įrankio stiprumą, tikslinga naudoti nedidelį nugaros kampą. Pjaunant titano lydinį, turintį aukštą pjovimo temperatūrą ir didelę elastinę deformacijos tendenciją, su sąlyga, kad proceso sistemos standumas yra leidžiamas, pagrindinis įlinkio kampas turėtų būti kiek įmanoma sumažintas, kad padidėtų pjovimo dalies šilumos išsklaidymo plotas ir sumažinti apkrovą pjovimo briaunos ilgio vienetui. Antrinio įlinkio kampo sumažinimas gali sustiprinti įrankio viršūnę, o tai skatina šilumos išsklaidymą ir sumažina apdirbamo paviršiaus šiurkštumo vertę. Ruošinio oda yra kieta, o paviršiaus struktūra nėra vienoda, grubus tekinimo pjovimo briauna lengva sugriūti, siekiant padidinti pjovimo briaunos stiprumą ir aštrumą, reikia padidinti pjovimo slydimo greitį, pasirinkti tinkamą krašto pasvirimo kampą. .
Vidaus mokslininkai per didelės spartos frezavimo apdorojimo skaitmeninio modeliavimo tyrimus, greitojo frezavimo procesas yra supaprastintas, kūginio pjovimo geometrijos modelio ir baigtinių elementų modelio nustatymas. Šie modeliai numato pjovimo jėgą esant įvairiems įrankio geometrijos parametrų deriniams greitojo pjovimo procese, o tai sudaro pagrindą pasirinkti įrankį greitojo CNC frezavimo metu. Pastaraisiais metais, apdorojant sudėtingas konstrukcines dalis su giliomis ertmėmis, bendra įrankių laikiklio geometrija taip pat patraukė inžinierių ir technikų dėmesį. Pavyzdžiui, smulkiai frezuojant integruoto lapo disko stebulę ir ašmenų profilį, būtina naudoti vientisą karbido tiesių kotų rutulinį pjaustytuvą. Kai žingsnis tarp dviejų ašmenų yra per siauras arba ašmenų šaknis ir stebulės perdavimo mechanizmas R yra mažas, įrankio skersmuo sumažėja. Siekiant padidinti įrankio standumą ir pagerinti apdirbimo efektyvumą, dažnai naudojamas kūginio koto rutulinis įrankis. Ypač naudojant didelio kraštinių santykio įrankio sąlygas ir tiesios koto rutulinę pjaustyklę, palyginti su kūginio koto rutuliniu pjaustytuvu, todėl įrankio sistemos tvirtumas, siekiant pagerinti įrankį, gali priversti įrankį padidinti padavimo vienam dantu kiekiui, apdorojimas yra nėra lengva sulaužyti, efektas yra daug geresnis nei tiesiosios kojos rutulinė pjaustyklė.
Proceso atsakomosios priemonės, skirtos pagerinti įrankio patvarumą ir apdirbimo efektyvumą:
Pjaunant titano lydinį, pjovimo temperatūra šalia pjovimo krašto yra aukšta, daugiausia dėl aukštos temperatūros šiluminio efekto, kuris padidina įrankių susidėvėjimą. Cementuoto karbido įrankių nusidėvėjimas daugiausia susijęs su klijų susidėvėjimu, kurį sukelia klijavimo temperatūra. Jei įrankio skersmuo leidžia, galima pabandyti naudoti su vidine įrankio aušinimo funkcija, šis įrankio purškimo aušinimo kampas tiesiog sutelktas srities gale, gali veiksmingai sumažinti pjovimo srities temperatūrą, pailginti įrankio tarnavimo laiką. , pagerinti įrankio patvarumą. Paprastai vidinio aušinimo įrankio skersmuo yra didesnis, o esant mažam paviršiaus ar ploto kreivio spinduliui, galite iš anksto naudoti didelio skersmens įrankį su vidiniu aušinimu, kad padidintumėte apdirbimo efektyvumą. Frezavimas – tai nenutrūkstamas pjovimo procesas, apdirbant įrankius, kad atlaikytų kintančias smūgines apkrovas, randamas frezuojant, proceso įrangos sistemos standumas menkas, atsižvelgiant į pjovimo jėgą, suspaudimo jėgą, pjovimo vibraciją ir kitus veiksnius, padidėja įrankio susidėvėjimas, žymiai sumažėjo ilgaamžiškumas. . Tas pats pjovimo bandymas, atsižvelgiant į įrankių nusidėvėjimo laipsnį ir apdorojimo laiką, nustatomas, tačiau paprastai paliekama tam tikra marža. Įprastas apdirbimas, staklių operatoriai gali būti grindžiami mašinos vibracijos pokyčiais, staiga padidėjusį pjovimo triukšmą, veleno galios rodymo lentelę, kad būtų galima nustatyti įrankių nusidėvėjimo situaciją. Jei apdirbant automatinio įrankio lūžimo stebėjimo technologiją galima dinamiškai ir tiksliai bet kuriuo metu analizuoti ir stebėti įrankio nusidėvėjimo būklę, įrankio tarnavimo laikas gali būti saugiai ir saikingai pratęstas.
Titano lydinio efektyvių pjovimo parametrų gavimas:
Įmonės patenkino poreikį optimizuoti ir tikrinti įrankių trajektorijas dabartinių gaminių gamyboje, tačiau dar nėra iki galo išsprendusios optimizuotų pjovimo parametrų įsigijimo metodų problemos. Pastaraisiais metais įmonės aktyviai tiria didelio efektyvumo titano lydinių pjovimo technologiją. Pranešama, kad didelio titano lydinio vientiso lapo disko pjovimo greitis Vakarų šalyse gali siekti 300 mm/min ar daugiau. Orlaivių variklių gamybos įmonės turi pažangias importuotas stakles, o užsienio įmonės yra panašios, pjaustant didelę dalį naudojamų įrankių taip pat yra importuojami įrankiai, galima sakyti, kad aparatūros stiprumas yra toks pat, tačiau atotrūkis tarp apdorojimo efektyvumo ir užsienio šalys nėra mažos, ypač titano lydinių ir kitų sunkiai apdirbamų medžiagų, apdirbimo efektyvumą reikia skubiai gerinti, išanalizavo kai kurių iš šių priežasčių egzistavimą:
(1) tikslinio pagrindinio pjovimo bandymo nepakanka, sunku gauti didesnius pjovimo greičio parametrus, kad būtų galima palaikyti proceso sprendimus.
(2) Įmonės turi ribotą prieigą prie pjovimo parametrų kanalų, dažniausiai iš įrankių tiekėjo vadovo rekomenduojamų duomenų. Nors šis parametras yra iš užsienio tiekėjo daugiau sistemingo pjovimo bandymo duomenų, tačiau bandymo sąlygos ir aplinka bei įmonė apdoroja skirtingų darbo sąlygų dalis, sunku visiškai nukopijuoti rankinius duomenis.
(3) Didelio efektyvumo pjovimo parametrų bandymas ir ilgesnio laikotarpio įsigijimas. Dėl to, kad įmonės staklės gamina masinę gaminio gamybą kaip pagrindinį korpusą, sunku naudoti specialią įrangą specialiems bandymams atlikti, pjovimo duomenų optimizavimo testas dažnai sinchronizuojamas su realių dalių apdorojimu, yra didesnė rizika. Ypač apdailos procese, po nupjovimo detalės paviršius neturi maržos, į kurią reikia atsižvelgti netinkamai panaudojus pjovimo parametrus, dėl kurių lūžta peiliai, įtrūksta ar kitos labai lengvai kylančios paviršiaus kokybės problemos. Todėl efektyvių pjovimo parametrų bandymų duomenų parinkimas turi būti laipsniškai tobulinamas etapais, atsargiai ir apdairiai, greitai pagerinti per gana trumpą laiką neįmanoma. Dažnai reikia kelių partijų, kelių dalių apdorojimo patikrinimo ir netgi trunka keletą metų, nuo tikrinimo mašinos iki prototipo, ir net gaminio užbaigimo etape vis dar gerinamas liesos tobulinimo apdorojimo efektyvumas.
(4) Inžinerinio skatinimo ir mokslinių tyrimų institutų tyrimų rezultatų pritaikymo nepakanka. Tiesą sakant, mokslinių tyrimų institutai teikia didelę reikšmę efektyviam sunkiai apdirbamų medžiagų apdirbimui, atliko daugybę bandymų ir pasiekė tam tikrų laimėjimų. Tačiau pjovimo bandymas nėra visiškai pagrįstas realia variklio dalių apdirbimo aplinka, įskaitant bandomąsias dalis, pasirinktas proceso charakteristikas, tokias kaip: tikrasis dalių dydis, konstrukcijos forma, dalies standumas, suspaudimo režimas, įrankio išplėtimas, ir tt Todėl tai yra įprastas, bet ne įprastas testas. Todėl tai yra įprastas bandymas, o ne tipiškas savybių bandymas, todėl pjovimo parametrai praktiškai taikomi ribotai. Kaip verslo pusė, skubiai reikia gauti techninę mokslinių tyrimų institutų paramą, bendradarbiauti, siekiant paspartinti technologinių inovacijų tempą ir padidinti įmonių gamybos pajėgumus. Dauguma užsienio efektyvaus (greitai) pjovimo parametrų iš pjovimo laboratorijos, įsteigtos įmonėje, pagal bandymų rezultatus, vadovaujančius gamybos vietoje, paprastai didelio masto įmonės pjovimo laboratorijos mokslinių tyrimų pajėgumai ir universitetai nesiskiria. Ši tyrimų sistema turi tvirtą tikslą, greitus rezultatus, lengva skatinti visapusiško privalumus.
Sparčiai tobulėjant skaitmeninei gamybos technologijai, metalo pjovimo proceso baigtinių elementų modeliavimas, kaip nauja gamybos proceso technologija, palaipsniui integruojamas į apdirbimo sritį, skatina efektyvaus pjovimo proceso ateitį yra vienas iš greito pjovimo būdų. plėtra. Pjovimo modeliavimas gali ne tik numatyti pjovimo jėgą ir analizuoti būsenos kintamųjų, tokių kaip deformacija, deformacijos greitis, įtempis ir temperatūra pjovimo metu, pasiskirstymą, bet ir numatyti įrankio susidėvėjimą, ruošinio likutinį įtempį ir toliau optimizuoti pjovimo parametrus. Baigtinių elementų metodo įdiegimas praturtino titano lydinio pjovimo mechanizmo tyrimo priemones. Tyrėjai ištyrė titano lydinio apdirbimo įrankių nusidėvėjimo modeliavimo prognozę ir sukūrė modeliavimo modelį, visapusiškai įvertinę kelis įrankių nusidėvėjimo veiksnius, kurie tam tikru mastu gali realizuoti įrankio nusidėvėjimo modeliavimo prognozę. Nuolat tobulinant skaitmeninio skaičiavimo teoriją ir programinės įrangos įrankius, pjovimo proceso modeliavimas ir numatymas tikrai vaidins svarbų vaidmenį pjovimo apdorojimo teorijos ir technologijos tyrimuose.
