Processo de corte de precisão TC11 da liga de titânio

No entanto, como a liga de titânio tem um pequeno coeficiente de deformação de corte (o coeficiente de deformação é menor ou próximo de 1), o processo de corte do cavaco na face de ataque aumenta o caminho de conflito de deslizamento, o que acelera o desgaste da ferramenta; entretanto, a temperatura de corte é alta, a força de corte é grande e o aparecimento da camada de poluição degenerada ocorre porque usinagem de titânio tem uma grande atividade química e é passível de sofrer uma forte reação química com várias impurezas de gases, como O, N, H, C, etc., que invade a camada superficial de corte da liga de titânio, causando a dureza e fragilidade da superfície camada para aumentar. Outros ainda têm a composição de camada de superfície dura TCI e TiN; em alta temperatura, a camada superficial é arranjada com camada α e camada de fragilização por hidrogênio e outras camadas de poluição transformadas externamente. Formação de camadas superficiais irregulares, concentração parcial de tensões, redução da resistência à fadiga das peças, danos graves ao processo de corte e aparência de lascamento, lascamento e derramamento; grande afinidade. Durante o corte, cavacos de titânio e superfícies de corte É fácil morder com os dados da ferramenta, e ocorre uma aparência de faca grudada severa, levando a um desgaste de ligação severo; e as deficiências, como a instabilidade do arranjo da liga de titânio, trazem muitas dificuldades ao corte, especialmente o corte fino, por isso também é chamado de usinagem desajeitada de metal. Portanto, a discussão técnica da usinagem de corte fino de liga de titânio é uma questão que precisa ser tratada com urgência.

O alojamento do tubo de escape (conforme mostrado na Figura 1) é uma parte funcional chave em um produto na fábrica do autor. Por ser necessário aceitar alta temperatura e pressão nas condições de operação, seus requisitos de função mecânica são resistência à tração Rm ≥ 1030MPa, alongamento A ≥9, a fim de satisfazer seus requisitos funcionais, a liga de titânio TC11 é usada no planejamento do produto, que é um típico de paredes finas eixo parte tubular. Após o planejamento de otimização de sua tecnologia de corte fino, o corte fino da liga de titânio TC11 foi concluído.

1. Características de corte da liga de titânio TC11

A liga de titânio TC11 é uma liga de tipo Ti (α + β). Seu arranjo é composto de fase α hexagonal densamente compactada e fase β cúbica de corpo centrado. Em comparação com outros metais, a textura é mais significativa e a anisotropia é mais forte, o que traz maiores dificuldades para a produção e usinagem de ligas de titânio. . Suas características de processo de corte são as seguintes:

• (1) Alta força de corte e alta temperatura de corte. Como a liga de titânio tem baixa densidade e alta resistência, o avanço de corte tem grande tensão de cisalhamento e grande trabalho de deformação plástica, então a força de corte é alta e a temperatura de corte é alta.
• (2) Endurecimento por trabalho severo. Além da deformação plástica, as ligas de titânio dificilmente funcionam por causa da inalação de oxigênio e nitrogênio em altas temperaturas de corte, a ocorrência de solução sólida nos vazios e os efeitos conflitantes de partículas de alta dureza na ferramenta.
• (3) Faca de vara simples. As ligas de titânio têm forte afinidade química em altas temperaturas, juntamente com grandes forças de corte, promovem ainda mais o desgaste da ferramenta.
• (4) O desgaste da ferramenta é severo. O desgaste por divisão é uma característica significativa do desgaste da ferramenta ao cortar ligas de titânio.

2. Análise da peça de trabalho

3. Solução técnica

3.1 Estrada de Tecnologia

A estrada técnica é baseada no princípio de "espessura primeiro, depois acabamento, interno e externo" para reduzir a deformação durante o acabamento e melhorar a precisão da usinagem. No processo de produção experimental inicial, os caminhos técnicos são: cunhagem, comprimento do carro, forma de torneamento bruto, perfuração, mandrilamento bruto, formato de torneamento de precisão, formato de acabamento.

A liga de titânio tem baixa condutividade térmica, baixa densidade e calor específico e alta temperatura de corte; tem forte afinidade química com a ferramenta e é simples de furar a faca, dificultando o corte. Experimentos confirmaram que quanto maior a resistência de uma liga de titânio, pior sua usinabilidade. Portanto, é necessário escolher ligas duras à base de tungstênio-cobalto com baixa afinidade química, boa condutividade térmica e alta resistência no Processo de usinagem.

O carro de desbaste é YG8, o carro de semiacabamento é YG6 e o ​​carro de acabamento é YG3X. A broca é feita de broca helicoidal de metal duro (metal duro YG6).

3.2 em dúvida

• (1) Quando uma broca helicoidal de liga dura é usada para perfuração, a temperatura de corte é apropriadamente alta, a broca está severamente desgastada e o estresse térmico do processo de usinagem é diretamente afetado, o que afeta diretamente a precisão do acabamento subsequente.
• (2) A peça de trabalho tem grande deformação e o tamanho da usinagem é difícil de controlar.
• (3) A condição de fora de coaxialidade é severa, a taxa qualificada da peça de trabalho é baixa e a taxa qualificada uniforme é de apenas 50%.
• (4) O poder de produção não é alto, o desgaste da ferramenta é grande e o custo de produção é grande.

3.3 Plano de tratamento

3.3.1 Escolha a ferramenta certa do zero

Depois de estudar os dados e o processo de usinagem, foi decidido usar a broca tipo máquina Kenner HTS-C (broca de sucção a jato) para a perfuração; esta broca pode fornecer resfriamento poderoso e é equipada com revestimento PVD indexável em geral, insertos de liga dura, canais de cavacos e brocas de metal duro. Após os experimentos, a broca usa pastilhas KC720 e KC7215 (pastilhas frontal e traseira) que se especializam em materiais difíceis de usinar para perfurar ligas de titânio. A potência de saída é aumentada em 60% e a peça após a perfuração não gera calor e deformação. Não há efeito de estresse durante a usinagem, e não há poluição para o meio ambiente ao redor, conforme mostrado na Figura 2.

3.3.2 Análise das causas de deformação e contra-medidas

A principal razão para a deformação no processo de usinagem é porque a liga de titânio organiza as tensões. Na fase inicial do processo de produção experimental, embora a tecnologia tenha adotado a tecnologia de usinagem de desbaste primeiro, depois acabamento e, em seguida, dentro e fora, mas não considerou totalmente os elementos instáveis ​​do arranjo de liga de titânio, formando a aparência de deformação da peça e difícil controlar o tamanho durante a usinagem. Como reduzir o controle de deformação do titânio usinagem de liga o processo ao mínimo é um problema difícil.

Após experiências repetidas, adicionamos um processo de recozimento de envelhecimento após a usinagem de desbaste da peça. Sem reduzir a função mecânica da peça, os grãos são refinados, e então o arranjo fino é alcançado para eliminar o estresse interno e fazer com que o arranjo atinja um estado estável.

O padrão de tratamento térmico é o seguinte: a temperatura de envelhecimento é 530 ℃ e o tempo de espera é 4 ~ 6h. Certifique-se de que Rm≥1030MPa e A≥9%. Após vários lotes de experimentos, a resistência à tração Rm é superior a 1030 MPa e o alongamento A é superior a 9%.

3.3.3 Razões para Fora de Coaxialidade e Contramedidas

Visando a baixa taxa de qualificação da peça causada pela coaxialidade pobre, uma análise mais aprofundada dos dados da peça e da tecnologia de usinagem descobriu que a peça é um tubo de parede fina, que é um metal típico deformável e difícil de usinar. Contanto que a rigidez de todos os sistemas técnicos seja aprimorada, o Talent pode lidar com eficácia com suas questões de usinagem.

• (1) Durante a usinagem do furo interno, o método da etapa técnica foi razoavelmente definido. A etapa técnica com certa rigidez foi utilizada como referência de fixação e posicionamento da peça, que efetivamente atendeu o problema de deformação do furo interno durante a usinagem, conforme mostrado na Figura 3.
• (2) No processo de usinagem do círculo externo, é adotado um método mecânico de enchimento de material antivibratório, ou seja, durante o processo de torneamento semiacabado da peça, a peça de fixação é preenchida com uma almofada rígida para evitar a deformação da peça; o orifício interno da peça é preenchido com material macio. O tubo de borracha flexível ou material de espuma faz com que ele se encaixe em sua parede interna durante o processo de usinagem, e então atinge o efeito de adicionar rigidez à peça, conforme mostrado na Figura 4.
• (3) A fim de garantir a coaxialidade da peça de trabalho, um conjunto de sobreposicionamento luminárias foi planejado durante o processo de acabamento final para melhorar a rigidez da peça, conforme mostrado na Figura 5.

 Então, a coaxialidade da peça de trabalho é ruim. Portanto, no planejamento da fixação, a fim de garantir a rigidez da peça, foi utilizado um dispositivo de sobreposicionamento. Não apenas todos os furos internos da peça de trabalho foram usados ​​como referência de posicionamento, embora a aparência de posicionamento tenha ocorrido na teoria, mas na prática, ele atendeu totalmente às necessidades da peça de trabalho. . Veja a Figura 6.

Com base nas características acima mencionadas da liga de titânio TC11 durante o processo de corte e no mecanismo de que a liga é difícil de cortar, e relacionado aos métodos de usinagem e experiência de dados de difícil usinagem na prática de produção, a tecnologia de usinagem de corte estrada foi elaborada desde o início da seguinte forma: corte-final- - Perfuração - Dentro e fora do carro áspero - Exame de envelhecimento e funções mecânicas - Referência do carro - Furo interno do carro semiacabado, Grande buraco do carro semiacabado - Forma interna do carro acabado - Formato do carro semiacabado - General Manager Ping, ponta pequena do carro fino - Formato do carro fino.

O alojamento do tubo de escape de peças de liga de titânio processadas por este método técnico atende totalmente aos requisitos de planejamento, e a taxa qualificada de peças chega a mais de 98%. O problema da deformação do corte fino da liga de titânio é resolvido de forma eficaz.

4.Conclusion

A liga de titânio tem baixa usinabilidade, portanto, como melhorar e melhorar sua usinabilidade é um problema difícil. Este artigo analisa os métodos técnicos de corte do casco do tubo de cauda de peças de liga de titânio, conclui o corte fino de peças de liga de titânio e lida efetivamente com as dificuldades de usinagem, como deformação de torneamento e desgaste da ferramenta de peças cilíndricas de parede fina de liga de titânio TC11. Com mais conhecimento e compreensão da tecnologia de usinagem de peças de liga de titânio de parede fina, ela acumulou certa experiência para a futura usinagem de peças de liga de titânio.

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