A Ti-6AL-7Nb titánötvözet anyagvágási technológiája az iparág kulcsfontosságú technológiákra összpontosít, és teljes mértékben megtestesíti a „tudomány és technológia az első termelőerő” jelentését. Ez a cikk összefoglalja a titánötvözet vágási jellemzőit, a vágószerszámok anyagait, a szerszám szerkezetét, a titánötvözet hatékony forgácsolási paramétereinek megszerzését, valamint a szerszám tartósságának és feldolgozási hatékonyságának javítása érdekében a teljes pengetárcsa és a kompresszortár vágási gyakorlata révén megtett eljárási ellenintézkedéseket. titánötvözet anyagokból, remélve, hogy szerepet játszhat néhány hivatkozásban.
A motor megbízhatóságának és tolóerejének javítása érdekében a fejlett, nagy teljesítményű motor számos új anyagot alkalmaz, szerkezete pedig egyre bonyolultabb, a megmunkálási precizitás követelményei pedig egyre magasabbak, ami előrevetít magasabb követelmények a gyártási folyamattal szemben. Az új generációs repülőgép-hajtóművek teljesítményének javítása, a gyártási technológia és az anyagok hozzájárulása 50% ~ 70%; A motor tömegének csökkentésében, a gyártástechnológiában és az anyagokban való hozzájárulás mértéke 70–80%, ami azt is teljes mértékben bizonyítja, hogy a fejlett anyagok és technológia a repülőgép-motor a súlycsökkentés, a hatékonyság és a teljesítmény javításának kulcsa.
A titánötvözet anyagokat egyre szélesebb körben alkalmazzák a repülésben, köszönhetően kiváló tulajdonságaiknak, mint például a nagy fajlagos szilárdság, az alacsony sűrűség, a korrózióállóság, a magas hőmérséklet-állóság és a jó hegeszthetőség. A fenti előnyök alapján egyes alkatrészeknél a titánötvözet anyag vált a preferált anyaggá.
A titánötvözet anyagok vágási jellemzői:
A titánötvözetek egyes fizikai és mechanikai tulajdonságai nagyobb nehézséget okoznak a vágásban és a feldolgozásban. A titánötvözet vágási alakváltozási együtthatója kicsi, így a forgács az elülső oldalán a csúszó súrlódási távolság nő, ami felgyorsítja a szerszámkopást. A titánötvözet hővezető képessége kicsi, a vágás során keletkező hőt nem könnyű továbbítani, kis területen koncentrálódik a vágóél közelében. A titánötvözet rugalmassági modulusa kicsi, a sugárirányú erővel történő feldolgozás könnyű hajlítási deformációt előidézni, ami vibrációt okoz, növeli a szerszámkopást és befolyásolja az alkatrészek pontosságát. A titánötvözetnek a szerszám anyagához való erős kémiai affinitása miatt a vágási hőmérséklet magas, és az egységnyi területre eső forgácsolóerő nagy az adott körülmények között, a szerszám hajlamos a ragasztási kopásra.
A szerszámanyagok ésszerű kiválasztása:
A szerszám anyaga a forgácsolási folyamatot befolyásoló egyik fontos tényező, így a szerszámanyag ésszerű megválasztása hatékony megoldást jelent a nehezen megmunkálható anyagok forgácsolásának problémájára. Titánötvözet anyagú vágószerszám keményfém szerszámokkal, bevonatos szerszámokkal, köbös bór-nitrid (CBN) szerszámokkal, gyémántszerszámokkal és nagy teljesítményű nagysebességű acélszerszámokkal és így tovább. A kések különböző anyagai sajátosan alkalmazkodnak a feldolgozási tartományhoz, élettartama is eltérő. A szerszám anyagának kiválasztásánál gyakran a megmunkált anyag jellemzői az alapja, miközben a szerszámanyag és a munkadarab anyagának forgácsolási teljesítményét ésszerűen össze kell hangolni. A szerszám anyagának teljesítménye a megmunkálási felület minőségére, a megmunkálási hatékonyságra és a szerszám élettartamára jelentős hatással van. Ha a megmunkált alkatrész szerkezete speciális, gyenge merevségű, folyamat, és nem tudja növelni a merevségét, vágási vibráció lép fel. Ebben az időben a szerszámok kiválasztásánál figyelembe kell venni, hogy a szerszám anyaga bizonyos fokú szívóssággal rendelkezik, hogy elkerülje a szerszám forgácsolásának jelenségét, ami túl gyorsan okozza a szerszámhulladékot.
Szerszámszerkezet optimalizálása:
A szerszám vágási teljesítménye nemcsak a szerszám anyagától függ, hanem a szerszám szerkezetétől és geometriájától is. Nehezen megmunkálható anyagok vágásakor a megfelelő szerszámgeometria segít a szerszám forgácsolási teljesítményének teljes játékában és a vágási hatékonyság javításában. A szerszám fő geometriai paraméterei az elülső szög, a hátsó szög, a fő eltérési szög, a satu eltérési szög, a dőlésszög és a lekerekített sarok csúcsának sugara és így tovább. Minél nagyobb a szerszám elülső szöge, annál élesebb a szerszám, annál kisebb a vágóerő, amely alkalmas a simításra. A titánötvözetet megmunkálták a felületi anyag visszapattanása, a nagy hátszög használata csökkentheti a munkadarabot a felület hátulján, amelyet a súrlódás és a kötési jelenségek okoznak, és csökkenti a felület hátsó részének kopását. Nagyolás, a szerszám szilárdságának növelése érdekében célszerű kis hátszöget alkalmazni. Magas vágási hőmérsékletű és nagy rugalmas deformációs hajlamú titánötvözet vágására, feltéve, hogy a folyamatrendszer merevsége megengedett, a fő elhajlási szöget a lehető legnagyobb mértékben csökkenteni kell a vágórész hőelvezetési területének növelése érdekében, és csökkentse a vágóél egységnyi hosszára eső terhelést. A másodlagos elhajlási szög csökkentése megerősítheti a szerszám hegyét, ami elősegíti a hőelvezetést és csökkenti a megmunkálási felület érdesség értékét. A nyersdarabban kemény a bőr és a felület szervezettsége nem egyenletes, a durva forgó vágóél könnyen összeomlik, a vágóél szilárdságának és élességének növelése érdekében növelni kell a vágási sebességet, meg kell választani a megfelelő éldőlésszöget .
A hazai tudósok a nagysebességű marási feldolgozás numerikus szimulációs kutatásán keresztül a nagy sebességű marási folyamat leegyszerűsödik, a ferde vágás geometriai modelljének és végeselemes modelljének kialakítása. Ezek a modellek előrejelzik a forgácsolóerőt a szerszámgeometriai paraméterek különböző kombinációi mellett a nagy sebességű forgácsolási folyamatban, alapot biztosítva a szerszám kiválasztásához a nagy sebességű CNC marásnál. Az elmúlt években a mélyüregű, összetett szerkezeti részek feldolgozása során a szerszámbefogó teljes geometriája felkeltette a mérnökök és a technikusok figyelmét is. Például az integrált laptárcsa agyának és pengeprofiljának finom marásához beépített keményfém egyenes szárú golyósvágót kell használni. Ha a két penge közötti osztás túl keskeny, vagy a fűrészlap gyökere és az R agyáttétel kicsi, a szerszám átmérője csökken. A szerszám merevségének növelése és a megmunkálási hatékonyság javítása érdekében gyakran használnak kúpos szárú golyós szerszámot. Különösen nagy méretarányú szerszámfeltételek és egyenes szárú golyós vágó használata esetén a kúpos szárú golyósvágóhoz képest, így a szerszámrendszer merevsége a szerszám javítása érdekében a szerszám növelheti a fogankénti előtolás mennyiségét, a feldolgozás nem könnyű eltörni, a hatás sokkal jobb, mint az egyenes szárú golyós vágóé.
Folyamat ellenintézkedések a szerszám tartósságának és megmunkálási hatékonyságának javítására:
A titánötvözet vágásakor a vágási hőmérséklet magas a vágóél közelében, elsősorban a magas hőmérsékletű termikus hatás miatt, amely súlyosbítja a szerszámkopást. Cementált keményfém szerszámoknál a kopás elsősorban a ragasztási hőmérséklet okozta ragasztókopás. Abban az esetben, ha a szerszám átmérője lehetővé teszi, megpróbálhatja a szerszám belső hűtési funkciójával használni, ez a szerszám permetező hűtőfolyadék szöge csak a régió csúcsára koncentrálódik, hatékonyan csökkentheti a vágási terület hőmérsékletét, meghosszabbítja a szerszám élettartamát , javítja a szerszám tartósságát. Általában a belső hűtőszerszám átmérője nagyobb, a felület vagy terület kis görbületi sugara esetén nagy átmérőjű, belső hűtéssel rendelkező szerszámot is használhat nagyoláshoz a megmunkálási hatékonyság javítása érdekében. A marás egy szakaszos forgácsolási folyamat, a szerszámok megmunkálása az időszakos ütési terhelésnek ellenálló, marásnál tapasztalható, a folyamatberendezés rendszerének merevsége gyenge, a forgácsolóerőben, a szorítóerőben, a forgácsolási vibrációban és egyéb tényezőkben, a szerszámkopás nő, a tartósság jelentősen csökkent. . Ugyanaz a vágási teszt, a szerszámkopás mértékének és a feldolgozási időnek megfelelően határozza meg, de általában hagy egy bizonyos mozgásteret. Hagyományos megmunkálás, szerszámgépek kezelői alapulhatnak a gépi rezgésváltozásokon, a hirtelen megnövekedett vágási zajon, az orsó teljesítmény kijelzőjén a szerszámkopás helyzetének meghatározásához. Ha az automatikus szerszámtörés-felügyeleti technológia alkalmazása a megmunkálásban bármikor dinamikusan és pontosan elemezhető és nyomon követhető a szerszámkopás állapota, a szerszám élettartama biztonságosan és mérsékelten meghosszabbítható.
A titánötvözet hatékony vágási paramétereinek megszerzése:
A vállalatok a jelenlegi termékgyártás során kielégítették a szerszámpályák optimalizálása és ellenőrzése iránti igényt, de még nem oldották meg teljesen az optimalizált forgácsolási paraméterek beszerzési módszereinek problémáját. Az elmúlt években a vállalatok aktívan kutatják a titánötvözetek nagy hatékonyságú vágási technológiáját. A jelentések szerint a nagy titánötvözetből készült integrált levéltárcsák vágási sebessége a nyugati országokban elérheti a 300 mm/perc vagy magasabb értéket. A repülőgép-hajtóműveket gyártó vállalatok fejlett importált szerszámgépekkel és külföldi vállalkozások összehasonlíthatóak, a felhasznált szerszámok jelentős részét is importált szerszámok vágják, elmondható, hogy a hardver azonos erősségű, de a feldolgozási hatékonyság közötti különbség és a külföldi országok nem kicsik, különösen a titánötvözetek és más nehezen megmunkálható anyagok, a megmunkálási hatékonyság sürgősen javításra szorul, elemezte a következő okok meglétét:
(1) a célzott alapvető vágási teszt nem elegendő, nehéz nagyobb vágási sebesség paramétereket elérni a folyamat döntéshozatali támogatásához.
(2) A vállalatok korlátozott hozzáféréssel rendelkeznek a forgácsolási paraméterek csatornáihoz, általában a szerszámbeszállítói kézikönyv által ajánlott adatokból. Bár ez a paraméter a külföldi szállítótól származik szisztematikusabb vágási vizsgálati adatok, de a vizsgálati körülmények és a környezet, valamint a vállalati feldolgozás részei különböző munkakörülmények között nehéz teljesen másolni a kézi adatokat.
(3) Nagy hatékonyságú forgácsolási paraméterek tesztelése és hosszabb időszak beszerzése. Mivel a vállalati szerszámgép a tömeggyártáshoz, mint a fő testhez, nehéz speciális berendezéseket tartalékolni speciális vizsgálatok elvégzéséhez, a forgácsolási adatok optimalizálási tesztje gyakran szinkronizálva van a valódi alkatrészek feldolgozásával, nagyobb a kockázat. Főleg a befejező folyamatban, az alkatrész felületének vágás után nincs margója, amit figyelembe kell venni a forgácsolási paraméterek nem megfelelő használata esetén, ami késtörést, forgácsolást vagy egyéb nagyon könnyen előidézhető felületminőségi problémákat eredményez. Ezért a hatékony forgácsolási paraméterek vizsgálati adatainak kiválasztását fokozatosan, fokozatosan, körültekintően és körültekintően kell javítani, viszonylag rövid időn belül nem lehet gyorsan javítani. Gyakran szükség van több tételre, több alkatrész feldolgozási ellenőrzésére, és akár több évig is eltarthat, az ellenőrző géptől a prototípusig, és még a termék véglegesítési szakaszában is folyamatban van a karcsúsítás feldolgozási hatékonyságának javítása.
(4) A kutatóintézetek kutatási eredményeinek mérnöki támogatása és alkalmazása nem elegendő. Valójában a kutatóintézetek nagy jelentőséget tulajdonítanak a nehezen megmunkálható anyagok hatékony megmunkálásának, és számos tesztet végeztek el és értek el eredményeket. A forgácsolási teszt azonban nem teljes mértékben a motor alkatrészeinek valós megmunkálási környezetén alapul, beleértve a vizsgálati alkatrészek kiválasztott folyamatjellemzőit, például: az alkatrészek valós mérete, szerkezeti alakja, alkatrész merevsége, befogási mód, szerszámhosszabbítás, stb. Ezért ez egy általános teszt, de nem egy általános teszt. Ezért ez egy általános teszt, nem pedig egy tipikus jellemzőteszt, így a vágási paraméterek korlátai vannak a gyakorlati alkalmazásokban. Üzleti oldalként sürgősen szükség van a kutatóintézetek technikai támogatásának megszerzésére, a közös együttműködésre, a technológiai innováció ütemének felgyorsítása és a vállalkozások gyártási kapacitásának növelése érdekében. A legtöbb külföldi hatékony (nagy sebességű) forgácsolási paraméterek a vállalkozásban felállított forgácsoló laboratóriumból, a vizsgálati eredmények szerint irányítják a gyártóhelyet, általában a nagyvállalati forgácsoló laboratórium tudományos kutatási képességei és az egyetemek nem különböznek egymástól. Ez a kutatási rendszer egy erős cél, gyors eredmények, könnyen előmozdítása előnyeit átfogó.
A digitális gyártási technológia gyors fejlődésével a fémvágási folyamat végeselemes szimulációja, mint a gyártási folyamat új technológiája, fokozatosan integrálódik a megmunkálás területébe, és a hatékony vágási folyamat jövőjének elősegítése a gyors gyorsítás egyik módja. fejlesztés. A forgácsolási szimuláció nem csak a forgácsolóerő előrejelzését és az olyan állapotváltozók eloszlását elemezheti, mint az alakváltozás, alakváltozási sebesség, feszültség és hőmérséklet a forgácsolási folyamat során, hanem előre jelezheti a szerszámkopást, a munkadarab maradékfeszültségét és tovább optimalizálhatja a forgácsolási paramétereket. A végeselemes módszer bevezetése gazdagította a titánötvözet vágószerkezet kutatási eszközeit. A kutatók tanulmányozták a szerszámkopás szimulációs előrejelzését a titánötvözet megmunkálásában, és több szerszámkopási tényező átfogó figyelembevételével létrehoztak egy szimulációs modellt, amely bizonyos mértékig megvalósíthatja a szerszámkopás szimulációs előrejelzését. A numerikus számításelmélet és a szoftvereszközök folyamatos fejlődésével a forgácsolási folyamat szimulációja és előrejelzése minden bizonnyal fontos szerepet kap majd a forgácsolási feldolgozás elméletének és technológiájának kutatásában.
