Titanlegierung TC11 Präzisionsschneidprozess

Da die Titanlegierung jedoch einen kleinen Schnittverformungskoeffizienten hat (der Verformungskoeffizient ist kleiner oder nahe 1), erhöht der Schneidprozess des Spans auf der Spanfläche den Weg des Gleitkonflikts, was den Werkzeugverschleiß beschleunigt; Inzwischen ist die Schnitttemperatur hoch, die Schnittkraft groß und das Auftreten der degenerierten Verschmutzungsschicht tritt auf, weil Titanbearbeitung hat eine große chemische Aktivität und neigt dazu, eine heftige chemische Reaktion mit verschiedenen Gasverunreinigungen wie O, N, H, C usw. einzugehen, die in die Schneidoberflächenschicht der Titanlegierung eindringen und die Härte und Sprödigkeit der Oberfläche verursachen Schicht zu erhöhen. Andere haben noch die Zusammensetzung von TCI und TiN-Hartoberflächenschicht; bei hoher Temperatur ist die Oberflächenschicht mit einer α-Schicht und einer Wasserstoffversprödungsschicht und anderen von außen umgewandelten Verschmutzungsschichten angeordnet. Bildung von unebenen Oberflächenschichten, partielle Spannungskonzentration, verringerte Ermüdungsfestigkeit von Teilen, schwere Beschädigung des Schneidprozesses und Auftreten von Abplatzungen, Abplatzungen und Ablösungen; große Affinität. Beim Schneiden Titanspäne und Schnittflächen Es ist leicht mit den Werkzeugdaten zu beißen und es tritt ein starkes klebendes Messerbild auf, was zu starkem Bindungsverschleiß führt; und die Unzulänglichkeiten, wie die Instabilität der Titanlegierungsanordnung, bringen viele Schwierigkeiten beim Schneiden mit sich, insbesondere beim Feinschneiden, so dass es auch als schwieriges Bearbeitungsmetall bezeichnet wird. Daher ist die technische Diskussion der Feinzerspanung von Titanlegierungen eine Frage, die dringend behandelt werden muss.

Das Endrohrgehäuse (wie in Abbildung 1 gezeigt) ist ein wichtiger Funktionsteil in einem Produkt im Werk des Autors. Da unter den Betriebsbedingungen hohe Temperaturen und Drücke akzeptiert werden müssen, sind seine mechanischen Funktionsanforderungen Zugfestigkeit Rm ≥ 1030 MPa, Dehnung A ≥9, um seine funktionalen Anforderungen zu erfüllen, wird in der Produktplanung die Titanlegierung TC11 verwendet, die ist ein typisches dünnwandiges Welle röhrenförmiges Teil. Nach der Optimierungsplanung seiner Feinschneidtechnologie wurde der Feinschnitt der Titanlegierung TC11 abgeschlossen.

1.Titanlegierung TC11 Schneidfunktionen

Die Titanlegierung TC11 ist eine Ti-Legierung vom (α + β)-Typ. Seine Anordnung besteht aus dicht gepackter hexagonaler α-Phase und kubisch-raumzentrierter β-Phase. Im Vergleich zu anderen Metallen ist die Textur signifikanter und die Anisotropie stärker, was die Herstellung und Bearbeitung von Titanlegierungen erschwert. . Seine Schneidprozessmerkmale sind wie folgt:

• (1) Hohe Schnittkraft und hohe Schnitttemperatur. Da die Titanlegierung eine geringe Dichte und hohe Festigkeit aufweist, weist der Schneidvorschub eine große Scherspannung und eine große plastische Verformungsarbeit auf, so dass die Schneidkraft hoch und die Schneidtemperatur hoch ist.
• (2) Starke Kaltverfestigung. Neben der plastischen Verformung funktionieren Titanlegierungen aufgrund des Einatmens von Sauerstoff und Stickstoff bei hohen Schnitttemperaturen, dem Auftreten von Mischkristallen in den Hohlräumen und der gegensätzlichen Wirkung von Partikeln mit hoher Härte auf das Werkzeug kaum.
• (3) Einfaches Stockmesser. Titanlegierungen haben eine starke chemische Affinität bei hohen Temperaturen, gepaart mit großen Schnittkräften, was den Werkzeugverschleiß weiter fördert.
• (4) Der Werkzeugverschleiß ist stark. Der geteilte Verschleiß ist ein wesentliches Merkmal des Werkzeugverschleißes beim Schneiden von Titanlegierungen.

2.Werkstückanalyse

3.Technische Lösung

3.1 Technologiestraße

Technical Road basiert auf dem Prinzip „Zuerst Dicke, dann Schlichten, innen und dann außen“, um die Verformung beim Schlichten zu reduzieren und die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern. Im frühen Versuchsproduktionsprozess sind die technischen Wege: Stanzen, Wagenlänge, Schruppdrehform, Bohren, Schruppbohren, Präzisionsdrehform, Fertigform.

Titanlegierung hat eine schlechte Wärmeleitfähigkeit, eine geringe Dichte und spezifische Wärme sowie eine hohe Schnitttemperatur; es hat eine starke chemische affinität mit dem werkzeug und das messer lässt sich leicht kleben, was das schneiden erschwert. Experimente haben bestätigt, dass je höher die Festigkeit einer Titanlegierung ist, desto schlechter ist ihre Bearbeitbarkeit. Daher ist es notwendig, Hartlegierungen auf Wolfram-Kobalt-Basis mit geringer chemischer Affinität, guter Wärmeleitfähigkeit und hoher Festigkeit im Bearbeitungsprozess.

Der Schruppwagen ist YG8, der Vorschlichtwagen ist YG6 und der Schlichtwagen ist YG3X. Der Bohrer besteht aus Hartmetall-Spiralbohrer (YG6 Hartmetall).

3.2 Im Zweifel

• (1) Wenn ein Hartmetall-Spiralbohrer zum Bohren verwendet wird, ist die Schnitttemperatur entsprechend hoch, der Bohrer wird stark abgenutzt und die thermische Belastung des Bearbeitungsprozesses wird direkt beeinflusst, was sich direkt auf die Genauigkeit der nachfolgenden Endbearbeitung auswirkt.
• (2) Das Werkstück weist eine große Verformung auf und die Bearbeitungsgröße ist schwer zu kontrollieren.
• (3) Der Zustand der Nicht-Koaxialität ist schwerwiegend, der qualifizierte Anteil des Werkstücks ist niedrig und der gleichmäßig qualifizierte Anteil beträgt nur 50 %.
• (4) Die Produktionsleistung ist nicht hoch, der Werkzeugverschleiß ist groß und die Produktionskosten sind hoch.

3.3 Behandlungsplan

3.3.1 Wählen Sie das richtige Werkzeug von Grund auf aus

Nach dem Studium der Daten und des Bearbeitungsprozesses wurde beschlossen, zum Bohren den Maschinenbohrer HTS-C (Saugerbohrer) von Kenner einzusetzen; Dieser Bohrer kann eine leistungsstarke Kühlung bieten und ist mit Wendeschneidplatten aus Hartmetall mit indexierbarer PVD-Beschichtung und Spannuten sowie Hartmetallbohrern ausgestattet. Nach Experimenten verwendet der Bohrer KC720- und KC7215-Wendeschneidplatten (vordere und hintere Wendeschneidplatten), die auf schwer zu bearbeitende Materialien zum Bohren von Titanlegierungen spezialisiert sind. Die Ausgangsleistung wird um 60 % erhöht und das Werkstück nach dem Bohren erzeugt keine Wärme und Verformung. Es gibt keinen Stresseffekt während der Bearbeitung und es gibt keine Verschmutzung der Umgebung, wie in Abbildung 2 gezeigt.

3.3.2 Analyse von Verformungsursachen und Gegenmaßnahmen

Der Hauptgrund für die Verformung beim Bearbeitungsprozess liegt darin, dass die Titanlegierung die Spannungen ausrichtet. In der frühen Phase des Testproduktionsprozesses übernahm die Technologie zwar die Bearbeitungstechnologie des Schruppens, dann des Schlichtens und dann innen und außen, berücksichtigte jedoch nicht vollständig die instabilen Elemente der Titanlegierungsanordnung, die das Erscheinungsbild der Werkstückverformung und die Größe während der Bearbeitung schwer zu kontrollieren. So reduzieren Sie die Verformungskontrolle des Titans Legierungsbearbeitung Prozess auf ein Minimum zu reduzieren ist ein schwieriges Problem.

Nach wiederholten Versuchen fügen wir nach der Grobbearbeitung des Werkstücks einen Alterungsglühprozess hinzu. Ohne die mechanische Funktion des Werkstücks zu verringern, werden die Körner verfeinert, und dann wird die feine Anordnung erreicht, um die innere Spannung zu beseitigen und die Anordnung in einen stabilen Zustand zu bringen.

Der Wärmebehandlungsstandard ist wie folgt: Die Alterungstemperatur beträgt 530 ℃ und die Haltezeit beträgt 4 ~ 6 Stunden. Stellen Sie sicher, dass Rm 1030 MPa und A 9 % sind. Nach mehreren Versuchsreihen ist die Zugfestigkeit Rm höher als 1030 MPa und die Dehnung A beträgt mehr als 9%.

3.3.3 Gründe für Nicht-Koaxialität und Gegenmaßnahmen

Mit dem Ziel der geringen Qualifizierungsrate des Werkstücks, die durch die schlechte Koaxialität verursacht wird, ergab eine weitere Analyse der Werkstückdaten und der Bearbeitungstechnologie, dass das Werkstück ein dünnwandiges Rohr ist, das ein typisches verformbares und schwer zu bearbeitendes Metall ist. Solange die Steifigkeit aller technischen Systeme verbessert wird, kann Talent seine Bearbeitungsfragen effektiv bearbeiten.

• (1) Während der Innenlochbearbeitung wurde das technische Schrittverfahren angemessen eingestellt. Als Spann- und Positionsreferenz des Werkstücks wurde der technische Schritt mit einer gewissen Steifigkeit verwendet, der das Problem der Verformung der Innenbohrung während der Bearbeitung effektiv löste, wie in Bild 3 gezeigt.
• (2) Bei der Außenkreisbearbeitung wird ein mechanisches Verfahren zum Füllen von schwingungsdämpfendem Material angewendet, dh während des halbfertigen Drehprozesses des Werkstücks wird der Spannteil mit einem starren Kissen gefüllt, um die Verformung zu verhindern des Werkstücks; das Innenloch des Werkstücks wird mit Weichstoff gefüllt Der flexible Gummischlauch oder Schaumstoff passt sich während des Bearbeitungsprozesses in seine Innenwand ein und erreicht dann den Effekt der Steifigkeit des Werkstücks, wie in Abbildung 4 gezeigt.
• (3) Um die Koaxialität des Werkstücks zu gewährleisten, eine Reihe von Überpositionierungen Armaturen wurde während der Endbearbeitung geplant, um die Steifigkeit des Werkstücks zu verbessern, wie in Bild 5 dargestellt.

 Dann ist die Koaxialität des Werkstücks schlecht. Daher wurde bei der Planung der Vorrichtung, um die Steifigkeit des Werkstücks zu gewährleisten, eine Überpositionierungsvorrichtung verwendet. Als Positionierungsreferenz wurden nicht nur alle Innenbohrungen des Werkstücks verwendet, obwohl das Positionierungsbild theoretisch aufgetreten ist, sondern in der Praxis die Anforderungen des Werkstücks vollständig erfüllt. . Siehe Abbildung 6.

Ausgehend von den oben genannten Eigenschaften der Titanlegierung TC11 während des Zerspanprozesses und dem Mechanismus der Schwerzerspanbarkeit der Legierung sowie in Bezug auf die Bearbeitungsmethoden und die Erfahrung mit schwer zerspanbaren Daten in der Fertigungspraxis, ist die Zerspanungstechnologie Straße wurde von Anfang an wie folgt entworfen: Abschneiden des flachen Endes – Bohren – Innen- und Außenseite des rauen Autos – Untersuchung der Alterung und der mechanischen Funktionen – Auto-Benchmark – Inneres Loch des Halbzeugs, Großes Loch des Halbzeugs – Innere Form des fertigen Autos – Halbzeugform – – General Manager Ping, kleines Ende des feinen Autos – – Feine Autoform.

Das mit diesem technischen Verfahren bearbeitete Endrohrgehäuse aus Titanlegierungsteilen entspricht vollständig den Planungsanforderungen und die qualifizierte Teilequote erreicht mehr als 98%. Das Problem der feinen Schneidverformung der Titanlegierung wird effektiv behandelt.

4.Fazit

Titanlegierung hat eine schlechte Bearbeitbarkeit, daher ist es ein schwieriges Problem, ihre Bearbeitbarkeit zu verbessern und zu verbessern. Dieser Artikel analysiert die schneidtechnischen Methoden der Endrohrschale von Teilen aus Titanlegierung, vervollständigt das Feinschneiden von Teilen aus Titanlegierung und bewältigt effektiv die Bearbeitungsschwierigkeiten wie Drehverformung und Werkzeugverschleiß von dünnwandigen zylindrischen Teilen aus der Titanlegierung TC11. Mit weiterem Wissen und Verständnis der Bearbeitungstechnologie von dünnwandigen Titanlegierungsteilen hat es eine gewisse Erfahrung für die zukünftige Bearbeitung von Titanlegierungsteilen gesammelt.

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