Istraživanje tehnologije precizne obrade za pokrivnu ploču šupljine od 2 mm od Gr5 legure titana

TheGr5 titanijumska legura tankih zidova poklopca šupljinekoristi se za zaptivanje pod pritiskom, što nameće visoke zahtjeve za preciznost profila, ravnost i ujednačenost debljine zida. Radni komad debljine zida od 2 mm ima nisku strukturnu krutost.

Trenutna domaća i međunarodna istraživanja tankozidnih komponenti od legure titana uglavnom se fokusiraju na simulaciju rezanja, treperenje i predviđanje zaostalih naprezanja. Kompletan set integrisanih preciznih procesa obrade koji ciljaju na ovu pokrivnu ploču šupljine debljine 2 mm nosi visoku inženjersku istraživačku vrijednost.

 

 

1. Strukturne karakteristike dijela

Predmet istraživanja je žarena pokrivna ploča šupljine od legure titana Gr5, komponenta pločastog tipa sa složenom zatvorenom šupljinom. Debljina bočne stijenke šupljine je 2 mm. Prazan je kovanje od legure titanijuma Gr5. Postavljaju se strogi zahtjevi za toleranciju profila, ravnost, ujednačenost debljine zida i hrapavost površine. Spojna površina pokrivne ploče služi za zaptivanje; čavrljanje, ogrebotine i lokalno urušavanje su strogo zabranjeni.

 

2. Glavne poteškoće obrade

• Opruga i otklon alata tankog zida: Bočni zid od 2 mm ima slabu krutost. Pod silom rezanja tokom glodanja, elastično popušta, što rezultira nedovoljnom dubinom rezanja. Opruga nakon obrade uzrokuje izvan tolerancije debljine zida i dimenzija profila šupljine.
• Rezanje brbljanja: Niska strukturna krutost i niska prirodna frekvencija komponente lako izazivaju regenerativno brbljanje, proizvodeći tragove klepetanja na bočnim zidovima, pogoršavajući kvalitet površine i ubrzavajući habanje alata.
• Deformacija izazvana zaostalim naprezanjem: Velika količina materijala se uklanja grubom obradom, stvarajući rezidualni napon izazvan rezanjem. Oslobađanje od naprezanja nakon uklanjanja učvršćenja dovodi do ukupnog iskrivljenja pokrivne ploče i neprihvatljive ravnosti.
• Ivica alata i istrošenost: Titanijumska legura pokazuje visoku hemijsku aktivnost na povišenim temperaturama. Toplota se koncentrira na vrhu alata, lako uzrokuje nagomilane rubove i vrhunsko habanje, a time i slabu stabilnost dimenzija.
• Deformacija izazvana učvršćenjem: Konvencionalno kruto stezanje tlačne ploče stvara lokalno tlačno naprezanje. Tankozidni dio podvrgava se plastičnoj deformaciji pri stezanju, a povratni oprug pri otpuštanju dovodi do odstupanja dimenzija.

 

 

1. Ruta procesa

Gr5 kovački zalogaj prvo se podvrgava žarenju za ublažavanje naprezanja, nakon čega slijedi prethodno glodanje referentnih površina. Šupljina je grubo obrađena slojevitim glodanjem konstantne visine sa jednostranim napustom od 0,25-0,3 mm. Otpuštanje i starenje se izvode kako bi se oslobodilo naprezanje prilikom obrade. Za poluzavršnu obradu se vrši ponovno stezanje, ostavljajući jednostrani dodatak od 0,08-0,1 mm. Konturno-offset periferno glodanje je usvojeno za završnu obradu; Simetrična slojevita obrada se primjenjuje na bočne zidove šupljine kako bi se osigurao 2 mm tanak zid. Skidanje ivica, ultrazvučno čišćenje se provodi naknadno, nakon čega slijedi kontrola koordinatnom mjernom mašinom i testerom hrapavosti.

 

2. Alati i učvršćenja

Vakumska stezna glava se koristi za primarno pozicioniranje, sa okolnim zaustavnim blokovima koji nose bočnu silu rezanja. Nosači smole/niske tačke topljenja koji se mogu ukloniti postavljaju se unutar šupljine i uklanjaju prije završne obrade. Podaci alata su precizno brušeni; Poravnavanje brojača se vrši radi kontrole greške u pozicioniranju, poboljšanja krutosti obratka i suzbijanja treperenja i skretanja alata.

 

3. Alati za rezanje

Koriste se TiAlN presvučene čvrste karbidne glodalice sa promjenjivim korakom i nejednakim zavojima, sa nagibnim uglom od 10 stepeni -15 stepeni i velikim uglom spirale za smanjenje vibracija i performanse protiv nakupljanja ivica. Alat φ6 koristi se za grubu obradu, a φ4 završnu glodalicu za poluzavršnu i završnu obradu.

 

4. Parametri rezanja i hlađenje

• Grubo glodanje: Brzina rezanja 45-60 m/min, pomak po zubu 0,06-0,10 mm/z, dubina reza 0,4-0,6 mm, radijalna širina reza čini 20%-30% prečnika alata.
• Poluzavršno glodanje: Brzina rezanja 40-50 m/min, posmak po zubu 0,04-0,07 mm/z, dubina reza 0,2-0,3 mm.
• Završno glodanje: Brzina rezanja 30-40 m/min, pomak po zubu 0,03-0,05 mm/z, dubina reza 0,05-0,1 mm, radijalna širina reza čini 5%-10% prečnika alata, kako bi se smanjila elastična deformacija tankih zidova.
• Hlađenje: Unutrašnje hlađenje pod visokim pritiskom u kombinaciji sa rastvorljivom tečnošću za sečenje se primenjuje za odvođenje toplote i podmazivanje radi ublažavanja termičke deformacije.

 

 

• Slojevito simetrično glodanje: naizmjenična obrada sloj-po-sloj u Z-smjeru za bočne zidove šupljine. Materijalna podrška za tanke zidove je zadržana kako bi se izbalansirale sile rezanja i smanjile deformacije izazvane skretanjem.
• Fazno oslobađanje od stresa: Otkopčati za otpuštanje naprezanja nakon grube obrade; odvojene grube i završne operacije. Ostavite da stoji nakon poluzavršne obrade prije završne obrade kako biste spriječili savijanje obratka.
• Jedinstvena kontrola dodataka: Osigurajte dosljednu završnu obradu kroz poluzavršnu obradu kako biste izbjegli odstupanje debljine zida.
• Supresija brbljanja: Usvojite sekače promjenjivog nagiba; smanjiti brzinu rezanja i radijalnu širinu reza u završnom glodanju kako bi se izbjegla rezonancija; postaviti pomoćne oslonce za povećanje krutosti.
• Kompenzacija greške: Unaprijed testirajte veličinu opružnog povrata tankog zida i primijenite manju kompenzaciju profila u CAM programima kako biste poboljšali tačnost debljine zida.

 

 

Gore navedeni postupak se primjenjuje na mašinskoj obradi 2 mm tankog zida poklopca šupljine od Gr5 legure titana. Rezultati pokazuju da se debljina zida stabilno održava na 2 ± 0,02 mm, tolerancija profila zadovoljava specifikacije, ravnost manja ili jednaka 0,03 mm, hrapavost unutrašnje površine zida Ra manja ili jednaka 0,8 μm, bez tragova klepetanja, ogrebotina ili nagomilanih ivica. Nakon otpuštanja i 72-satnog stajanja, varijacija dimenzija izmjerena pri ponovnoj inspekciji je manja od 0,02 mm, što ukazuje na povoljan učinak kontrole zaostalog naprezanja.

• Zaključci testa: Blago istrošenost alata u završnoj obradi će uzrokovati pomak debljine zida. Redovne najsavremenije inspekcije i specifikacije za promenu alata treba da budu formulisane za masovnu proizvodnju. Nakon uklanjanja oslonca obično se javljaju ivice; potrebno je dodati fleksibilni postupak uklanjanja ivica kako bi se zaštitile površine za brtvljenje.

 

Reference

[1] Wang Tonggang, Cheng Lei, Yang Song. CNC obrada dijelova ploče poklopca šupljine s tankim zidovima od legure titana[J]. Tržište CNC alatnih mašina, 2020.

[2] Chen Guang, Wang Jian. Napredak istraživanja u kontroli obrade i deformacije tankosjenih dijelova od legure titana[J]. Tehnologija proizvodnje i alatni strojevi.

[3] Li Yuan. Istraživanje glodanja i deformacije strojne obrade tankozidnih dijelova TC4 legure titana[D]. Univerzitet Shenyang Ligong.

[4] Zhang Hao. Istraživanje regulacije zaostalih naprezanja za niskotemperaturno mljevenje tankosjenih dijelova od legure titana[J]. Tehnologija proizvodnje i alatni strojevi.

 

Ruihang, kao direktni proizvođač proizvoda od titanijuma, isporučuje optimalne kvalitetne sirovine za proizvodnju vaših preciznih komponenti. Ako imate bilo kakve potrebe za kupovinom, slobodno nas kontaktirajte putem e-maila:Sam.Rui@bjrh-titanium.com