Titanyum Alaşımlı Kesme ve İşleme Prosesi Üzerine Araştırmalar

Titanyum alaşımı tipik olarak işlenmesi zor bir malzemedir ve işleme özellikleri temel olarak aşağıdaki yönlere yansır:

(1) Titanyum alaşımı yüksek mukavemete ve yüksek sertliğe sahiptir, bu nedenle işleme ekipmanının yüksek güce sahip olması gerekir ve aletin yüksek mukavemet ve sertliğe sahip olması gerekir.

(2) Talaş ile ön takım yüzü arasındaki temas alanı küçüktür ve uç gerilimi büyüktür.

(3) Titanyum alaşımı yüksek sürtünme faktörüne ve düşük ısı iletkenliğine sahiptir. Takım ile talaş arasındaki temas uzunluğu kısadır ve kesme ısısı, dağıtılması kolay olmayan kesici kenara yakın küçük bir alanda birikir. Bu faktörler titanyum alaşımının kesme sıcaklığını yükselterek takımın daha hızlı aşınmasına ve işleme kalitesinin etkilenmesine neden olur.

(4) Titanyum alaşımının düşük elastiklik modülü nedeniyle, iş parçası kesme işleminde büyük bir geri tepmeye sahiptir, bu da aletin arka yüzünün aşınmasına ve iş parçasının deformasyonuna neden olmak kolaydır.

(5) Titanyum alaşımı yüksek sıcaklıklarda kimyasal olarak aktiftir ve havadaki hidrojen, oksijen ve diğer gaz halindeki yabancı maddelerle kimyasal olarak reaksiyona girerek sertleştirilmiş bir tabaka oluşturmak kolaydır, bu da aletin aşınmasını daha da kötüleştirir.

(6) Titanyum alaşımlı kesme işlemi, iş parçası malzemesinin takım yüzeyine bağlanması kolaydır, kesme sıcaklığı yüksektir, bu nedenle takım difüzyon aşınmasına ve yapışma aşınmasına eğilimlidir.

2, boru bağlantı parçaları üretiminde kesme prosesi analizi

2.1 Boru parçaları işleme teknolojisi

Şekil 1 tüp tipi bir yapıdır, malzeme seçimi TA2M titanyum alaşımlı çelik boru, φ63 × 3,5 × 130 için malzeme özellikleri, her bir boşluk bir parça halinde yapılabilir.

Talaşlı imalat prosesinde parçaların ihtiyacına göre tornalama ve frezeleme ile tamamlanabilmektedir. İşleme prosesinin özellikleri Şekil 2'de gösterilmektedir.

Son kalıplanmış parçalar ince duvarlı parçalardır. İşleme sırasında parçanın geometrik boyutlarının kullanım gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için işlemenin deforme olmaması gerekir. Bu nedenle tornalama ve frezeleme sırasında mandrelin sıkıştırılması gerekir. Frezeleme durumunda ikinci bir sıkıştırma gerçekleştirilir. Frezeleme sonrasında kesim izlerini en aza indirmek için mandrelin sıkıştırıldığı andaki boşluk mümkün olduğu kadar küçük olmalıdır. Frezeleme tamamlandıktan sonra kesiciyi bir bıçak ve kumla vurun.

2.2 Takım malzemesi seçimi

Titanyum alaşımının işlenmesinde kullanılan takım malzemesi aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır: yüksek sıcaklıklarda kimyasal stabilite; yeterli güç ve dayanıklılık; iyi ısı iletkenliği. Titanyum alaşımını işlerken mümkün olduğunca titanyum alaşımına ilgisi küçük olan takım malzemesi seçilmelidir. Takım, YT tipi semente karbür malzemeden değil, YG8 semente karbür malzemeden yapılmıştır. YT tipi semente karbür malzeme ayrıca Ti içerir, dolayısıyla aynı elemanlar arasında afinite oluşturulacak ve yapışma olgusu meydana gelecektir. Kesme sıcaklığı yüksek olduğunda sürtünme katsayısı da artar, bu da takımın aşınmasını artırır. Aletin geometrisi Tablo 3'te gösterilmektedir.

2.3 Takım parametrelerinin optimizasyonu

3.3.1 Tornalama işlemi

Titanyum alaşımının zayıf ısıl iletkenliği nedeniyle, aletin arka yüzü ile işlenen yüzey arasındaki sürtünmeden kaynaklanan ısıyı azaltmak için, aletin arka açısının daha büyük seçilmesi gerekir. Genel malzemeleri işlemek için takımın arka açısı {{{0}} derece -8 derecedir; takımın arka açısı 0=14 derece -17 derece; kesici kenarın keskin olmasını sağlamak, işleme deformasyonunu azaltmak ve yüzey kalitesini iyileştirmek için ön açı daha büyüktür, 0=8 derece -12 derece; radyal kuvveti azaltmak ve titreşimi önlemek için ana sapma açısı Kr=90 derece; kesme kenarı yayı rε 0,8 mm'den küçük veya ona eşit uygundur.

3.3.2 Frezeleme

Şekil 1'in dış yüzeyine üç çentik işlenmiştir. Freze takımının ön açısı ve arka açısı gibi geometrik parametreler, kesme doğruluğunu ve verimliliğini artırmada ve takım ömrünü uzatmada büyük etkiye sahiptir. Bu nedenle freze takımının şeklinin belirli önlemlerle iyileştirilmesi gerekir:

(1) Freze takımının çıkıntısını azaltın. Freze takımının çıkıntısı çok büyükse sağlamlığın sağlanması zordur. İş parçasının normal şekilde işlenmesini sağlamak amacıyla çıkıntıyı mümkün olduğu kadar kısaltın.

(2) Freze takımının kesme kenarının talaş derinliğini azaltın. Bu, freze bıçağının servis ömrünü uzatacaktır.

2.4 Kesme parametresi optimizasyonu

Kesme işlemi için hem parçaların kalitesinin hem de işleme verimliliğinin sağlanmasının yanı sıra takımın belirli bir ömre sahip olmasını da sağlamak gerekir.

(1) Dış dairenin kaba işlenmesi, takım ömrünün, kesme hızının v < 80m/dak, takım ömrünün T=480min. geri çekme miktarı t < 1 mm, ilerleme hızı S < 0,15 mm / dev. Kaba işleme daha fazla ısı üretir, soğutma sıvısının akış hızı artar.

(2) Parçaların bitirilmesinde asıl görev, yüzey kalitesini, işleme doğruluğunu ve uygun takım ömrünü sağlamaktır. Kesme hızı v 80m/dak'ya eşit veya daha az, geri çekilme t 0,3 mm'ye eşit veya daha az, takım ömrü T=1080dak, ilerleme S Daha az veya eşit 0,15 mm/dev.

2.5 İşleme sisteminin kararlılığını iyileştirmeye yönelik önlemler

Tatmin edici işlenmiş parçalar ve verimlilik elde etmek için sistemin oldukça kararlı olması gerekir.

(1) Büyük bir darbe kuvvetine maruz kaldığında aletin kırılmasını önlemek için aletin çıkıntısını azaltın.

(2) Yüksek kesme hacminin neden olduğu proses sistemi çatırtılarının oluşmasını önlemek için yüksek fener mili sertliğine sahip bir makine seçin.

(3) Sistemin sağlamlığını arttırmak için kelepçeleme mukavemeti fikstürünü seçin.

3, parça renk farkı sorun analizi

Gerçek üretimde parça stoğu nedeniyle parçalar genellikle partiler halinde kullanılır. Ancak iki partinin yüzeyleri arasında hafif bir renk farkı vardır. Bu, seri ürünün kalite gereksinimlerini ciddi şekilde etkiler. Analiz yoluyla renk farkının ana nedenleri şunlardır:

(1) Endüstriyel saf titanyum alaşımı elemanlarına titanyum alaşımı eklenmesi nedeniyle farklı malzeme partileri, farklı malzeme partilerinin bileşimi farklı farklılıklara sahiptir, işleme farklı renk farklılıkları gösterecektir;

(2) İşlemden sonra titanyum alaşımı oldukça aktiftir, havadaki maddelerle kolayca reaksiyona girer, böylece parçaların yüzeyi farklı renk farklılıkları üretir;

(3) Farklı operatörlerden gelen iki işlem grubu, ışığın dağınık yansıması ilkesi nedeniyle yüzey pürüzlülüğünü tutarsız hale getirir, yüksek pürüzlülük daha parlak görünür, düşük pürüzlülük daha koyu görünür;

(4) İşleme sırasında yüksek torna hızı veya keskin aletler nedeniyle tornalama, zamanla yayılamayan çok fazla ısı üretir ve titanyum alaşımının yüksek aktivitesi nedeniyle, içindeki maddelerle kimyasal reaksiyonlara girmek kolaydır. hava, yüzeyde farklı renk farklılıklarına neden olur. Bu, farklı malzeme grupları içindir;

(5) İki işlem partisinin operatörü, kullanılan alet malzemesi veya aletin geometrik parametreleri farklıdır, böylece iki malzeme yüzeyi değişimi farklıdır, bu da iki partinin farklı renk farklılıklarına yol açmasıyla sonuçlanır;

(6) İki parti parça işlendikten ve uzun süre kullanılmadan bırakıldıktan sonra titanyum alaşımı biraz farklı olacaktır. Titanyum alaşımının aktivitesi nedeniyle havadaki maddelerle reaksiyona girerek yüzeyde farklı renk farklılıkları oluşmasına neden olur.

4, renk farkını ortadan kaldırma yöntemi

Parçaların yüzey kalitesi, ürün kalitesinin görünümünü doğrudan etkiler. İki partinin parçalarının yüzeyini gözlemleyerek, renk farkından sonra aynı parti malzeme işleme aynıdır. Farklı partiler arasında sadece hafif bir renk farkı vardır. Aynı malzeme grubunun stabilitesinin daha iyi olduğu görülebilir, dolayısıyla renk farkını ortadan kaldırmak için aşağıdaki yöntemler kullanılabilir:

(1) aynı ürün grubu için, aynı malzeme işleme parçaları grubunu kullanarak, sıfır envanter kullanımı, yani bu partideki parçaların tek seferlik işlenmesi, aynı zamanda ilkelere uygun olarak kullanılması Yalın yönetim: Gereksiz israfın ortadan kaldırılması.

(2) Parçalar işlendikten sonra uzun süre boşta bırakılamaz ve yüzey pürüzlülüğünün eşit olması için aynı partinin aynı işleme yöntemini kullanması gerekir. Bu, aynı parça grubunun yüzeyinin aynı renk farkına sahip olmasını sağlayacaktır.

(3) İşleme için doğru takım malzemesini seçin ve takım malzemesinin yüksek sıcaklıklarda yüksek stabiliteye sahip olmasını isteyin. Yeterli güce ve dayanıklılığa sahip olmalıdır. Alet malzemesi aynı zamanda termal iletkenliğe de sahip olmalıdır. Titanyum alaşımlarına ilgisi az olan bir takım malzemesi seçin. Titanyum alaşımlarının tornalanmasında genellikle YG bazlı karbür takım malzemeleri kullanılır. Bu malzeme işleme sırasında kimyasal olarak reaksiyona girmeyecek ve aynı parça grubu tutarlı kalacaktır.

(4) İşleme sırasında takım geometrisi parametrelerini doğru şekilde seçin. Titanyum alaşımının zayıf ısıl iletkenliği nedeniyle, aletin arka yüzü ile işlenen yüzey arasındaki sürtünmeden kaynaklanan ısıyı azaltmak için aletin arka açısı daha büyük seçilmelidir. Kenarın keskin olmasını sağlamak, işleme deformasyonunu azaltmak ve işlenmiş yüzey kalitesini iyileştirmek için ön açı daha büyük olmalıdır. Radyal kuvveti azaltmak ve titreşimi önlemek için ana ofset açısı 90 derecedir. Takım ucu yayı R0,8'den büyük değil.

(5) Takım malzemesi ve takımın geometrik parametreleri seçildikten sonra, parçanın yüzey kalitesini artırabilecek, parçanın yüzeyinin renk açısından tutarlı olmasını sağlayabilecek kesme bölgesinde ısı dağılımını sağlamak için yeterli soğutma gerekir, ve aletin servis ömrünü uzatın.

5. Sonuç

Titanyum alaşımlı parçaların tornalanması ve frezelenmesinin analizi sayesinde, kullanım gereksinimlerini karşılamak için titanyum alaşımlı malzemelerin toplu işlenmesi gerçekleştirilebilir. Üretimdeki renk farkı sorununun analizi, işlenen iki parça partisi arasındaki renk farkının maddi bir sorun olabileceğini veya operatörün işlemesinde bir sorun olabileceğini, yani iki parça partisi operatörünün farklı olduğunu buldu. Her parti ürün aynı parti malzemeden seçildiği ve işleme yöntemleri doğru olduğu sürece renk farkı problemini tamamen ortadan kaldırabilirsiniz.