Pētījumi par precīzas apstrādes tehnoloģiju 2 mm plānsienu dobuma pārklājuma plāksnei no Gr5 titāna sakausējuma

TheGr5 titāna sakausējuma plānsienu dobuma pārklājuma plāksnetiek izmantots spiediena gultņu blīvēšanai, kas izvirza augstas prasības profila precizitātei, līdzenumam un sienas biezuma viendabīgumam. Sagatavei ar 2 mm sieniņu biezumu ir zema konstrukcijas stingrība.

Pašreizējie vietējie un starptautiskie pētījumi par titāna sakausējuma plānsienu komponentiem galvenokārt ir vērsti uz griešanas simulāciju, pļāpāšanu un atlikušā sprieguma prognozēšanu. Pilns integrēto precīzās apstrādes procesu komplekts, kas paredzēts šai 2 mm biezajai dobuma pārklājuma plāksnei, nodrošina augstu inženiertehniskās pētniecības vērtību.

 

 

1. Daļas struktūras raksturojums

Pētījuma objekts ir rūdīta Gr5 titāna sakausējuma dobuma pārsegplāksne, plātnes tipa sastāvdaļa ar sarežģītu slēgtu dobumu. Dobuma sānu sienas biezums ir 2 mm. Sagatave ir Gr5 titāna sakausējuma kalums. Stingras prasības izvirzītas profila pielaidei, līdzenumam, sienas biezuma viendabīgumam un virsmas raupjumam. Pārsega plāksnes savienojuma virsma kalpo blīvēšanai; pļāpāšanas pēdas, skrāpējumi un lokāla sabrukšana ir stingri aizliegti.

 

2. Galvenās apstrādes grūtības

• Plānas sienas atsperes un instrumenta novirze: 2 mm sānu sienai ir slikta stingrība. Zem griešanas spēka frēzēšanas laikā tas elastīgi piekāpjas, kā rezultātā griešanas dziļums nav pietiekams. Pēcapstrādes atspere izraisa sienas biezuma un dobuma profila izmērus, kas neatbilst pielaidēm.
• Griešanas pļāpāšana: Komponenta zemā strukturālā stingrība un zemā dabiskā frekvence viegli izraisa reģeneratīvu pļāpāšanu, radot pļāpāšanas pēdas uz sānu sienām, pasliktinot virsmas kvalitāti un paātrinot instrumenta nodilumu.
• Deformācija, ko izraisa atlikušais spriegums: Neapstrādātas apstrādes laikā tiek noņemts liels materiāla daudzums, radot griešanas izraisītu atlikušo spriegumu. Sprieguma atbrīvošanās pēc stiprinājuma noņemšanas izraisa vispārēju pārklājuma plāksnes deformāciju un nepieņemamu līdzenumu.
• Instrumenta apbūvēta mala un nodilums: Titāna sakausējumam ir augsta ķīmiskā aktivitāte paaugstinātā temperatūrā. Siltums koncentrējas instrumenta galā, viegli izraisot nodilumizturīgu malu un visprogresīvāko nodilumu, līdz ar to sliktu izmēru stabilitāti.
• Armatūras izraisīta deformācija: Parastā stingra spiediena plākšņu iespīlēšana rada lokālu spiedes spriegumu. Plānās sienas daļa tiek pakļauta plastiskai deformācijai, nospiežot to, un atspere pēc atsprāgšanas noved pie izmēru novirzes.

 

 

1. Procesa maršruts

Gr5 kalšanas sagatavei vispirms tiek veikta spriedzes mazināšanas atkvēlināšana, kam seko atsauces virsmu iepriekšēja frēzēšana. Dobumu rupji apstrādā ar nemainīga augstuma slāņu frēzēšanu ar vienpusēju pielaidi 0,25-0,3 mm. Atbrīvošana un novecošana tiek veikta, lai atbrīvotu mehānisko spriegumu. Atkārtota iespīlēšana tiek veikta pusapstrādei, atstājot vienmērīgu vienpusēju pielaidi 0,08-0,1 mm. Apdares apstrādei tiek pieņemta perifērā frēzēšana ar kontūras nobīdi; simetriskā slāņveida apstrāde tiek piemērota dobuma sānu sienām, lai garantētu 2 mm plānu sienu. Pēc tam tiek veikta atstarpju noņemšana, ultraskaņas tīrīšana, kam seko pārbaude, izmantojot koordinātu mērīšanas iekārtu un raupjuma testeri.

 

2. Instrumenti un armatūra

Primārajai pozicionēšanai tiek izmantota vakuuma patrona ar apkārtējiem aiztures blokiem, kas iztur sānu griešanas spēku. Noņemami sveķu/zemas kušanas temperatūras balsti ir uzstādīti dobumā un noņemti pirms apstrādes pabeigšanas. Instrumentu atskaites punkti ir precīzi slīpēti; mērinstrumentu izlīdzināšana tiek veikta, lai kontrolētu pozicionēšanas kļūdu, uzlabotu sagataves stingrību un novērstu pļāpāšanu un instrumenta novirzi.

 

3. Griešanas instrumenti

Tiek izmantotas ar TiAlN pārklātas cietā karbīda gala frēzes ar mainīgu soli un nevienlīdzīgu spirāli, kurām ir 10–15 grādu slīpuma leņķis un liels spirāles leņķis, lai samazinātu vibrācijas un novērstu malu veidošanos. Neapstrādātai apstrādei tiek izmantots φ6 instruments, bet pusapstrādei un apdares apstrādei tiek izmantota φ4 apdares gala frēze.

 

4. Griešanas parametri un dzesēšana

• Rupja frēzēšana: Griešanas ātrums 45-60 m/min, padeve uz vienu zobu 0,06-0,10 mm/z, griešanas dziļums 0,4-0,6 mm, griezuma radiālais platums veido 20-30% no instrumenta diametra.
• Pusapdares frēzēšana: Griešanas ātrums 40-50 m/min, padeve uz zobu 0,04-0,07 mm/z, griešanas dziļums 0,2-0,3 mm.
• Pabeigt frēzēšanu: Griešanas ātrums 30-40 m/min, padeve uz vienu zobu 0,03-0,05 mm/z, griešanas dziļums 0,05-0,1 mm, griezuma radiālais platums veido 5%-10% no instrumenta diametra, lai samazinātu plāno sienu elastīgo deformāciju.
• Dzesēšana: Augstspiediena iekšējo dzesēšanu apvienojumā ar šķīstošu griešanas šķidrumu izmanto siltuma izkliedēšanai un eļļošanai, lai mazinātu termiskās deformācijas.

 

 

• Slāņainā simetriskā frēzēšana: Z-virziena alternatīva slāņa apstrāde dobuma sānu sienām. Materiāls atbalsts plānām sienām tiek saglabāts, lai līdzsvarotu griešanas spēkus un samazinātu deformāciju, ko izraisa deformācija.
• Pakāpeniska stresa atbrīvošana: Atvienojiet spriegumu atbrīvošanai pēc neapstrādātas apstrādes; atsevišķas rupjās apstrādes un apdares darbības. Ļaujiet stāvēt pēc pusapdares pirms apstrādes pabeigšanas, lai ierobežotu sagataves deformāciju.
• Vienota pabalstu kontrole: Nodrošiniet vienmērīgu apdares pielaidi, izmantojot pusapdari, lai izvairītos no sienas biezuma novirzēm.
• Pļāpāšanas apspiešana: pieņemt mainīga soļa griezējus; samazināt griešanas ātrumu un griezuma radiālo platumu apdares frēzēšanā, lai izvairītos no rezonanses; izvietojiet papildu balstus, lai palielinātu stingrību.
• Kļūdas kompensācija: iepriekš pārbaudiet plānās sienas atsperes lielumu un CAM programmās izmantojiet nelielu profila kompensāciju, lai uzlabotu sienas biezuma precizitāti.

 

 

Iepriekšminētais process tiek izmantots, lai apstrādātu 2 mm plānsienu dobuma pārklājuma plāksni no Gr5 titāna sakausējuma. Rezultāti rāda, ka sienas biezums tiek stabili uzturēts 2 ± 0,02 mm, profila pielaide atbilst specifikācijām, līdzenums Mazāks vai vienāds ar 0,03 mm, iekšējās sienas virsmas raupjums Ra Mazāks vai vienāds ar 0,8 μm, bez šķelšanās pēdām, skrāpējumiem vai apbūvētām malām. Pēc atsprādzēšanas un 72 stundu stāvēšanas atkārtotā pārbaudē izmērītās izmēru izmaiņas ir mazākas par 0,02 mm, kas norāda uz labvēlīgu atlikušā sprieguma kontroles veiktspēju.

• Pārbaudes secinājumi: Neliels instrumenta nodilums apdares apstrādē izraisīs sienas biezuma nobīdi. Regulāras jaunākās pārbaudes un instrumentu maiņas specifikācijas ir jāsagatavo masveida ražošanai. Pēc atbalsta noņemšanas mēdz rasties malu urbumi; Lai aizsargātu blīvējuma virsmas, jāpievieno elastīga atstarpju noņemšanas procedūra.

 

Atsauces

[1] Vans Tongangs, Čens Lei, Jaņdziesma. Titāna sakausējuma plānsienas dobuma pārseguma plākšņu detaļu CNC apstrāde[J]. CNC darbgaldu tirgus, 2020.

[2] Čeņ Guans, Van Dzjaņs. Pētījumu gaita par titāna sakausējuma plānsienu detaļu apstrādes un deformācijas kontroli[J]. Ražošanas tehnoloģija un darbgaldi.

[3] Li Juaņs. TC4 titāna sakausējuma plānsienu detaļu frēzēšanas un mehāniskās deformācijas pētījumi[D]. Šenjanas Ligongas universitāte.

[4] Džan Hao. Pētījumi par atlikušā sprieguma regulēšanu titāna sakausējuma plānsienu detaļu frēzēšanai zemā temperatūrā[J]. Ražošanas tehnoloģija un darbgaldi.

 

Ruihang kā tiešais titāna izstrādājumu ražotājs piegādā optimālas kvalitātes izejvielas jūsu precīzo komponentu ražošanai. Ja jums ir kādas pirkuma vajadzības, lūdzu, sazinieties ar mums pa e-pastu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com