Ti-6AL-7Nb titanyum alaşımlı malzeme kesme teknolojisi, sektörün temel teknolojilere odaklandığı noktadır ve "bilim ve teknoloji ilk üretken güçtür" çağrışımını tam olarak somutlaştırır. Bu makale, titanyum alaşımının kesme özelliklerini, kesici takım malzemelerini, takım yapısını, titanyum alaşımının verimli kesme parametrelerinin elde edilmesini ve tüm bıçak diski ve kompresör magazini üzerinde kesme uygulaması yoluyla takım dayanıklılığını ve işleme verimliliğini artırmak için alınan proses karşı önlemlerini özetlemektedir. Titanyum alaşımlı malzemelerin bazı referanslarda rol oynaması bekleniyor.
Motorun güvenilirliğini ve itiş gücünü artırmak için, gelişmiş yüksek performanslı motor çok sayıda yeni malzeme benimsiyor ve yapısı giderek daha karmaşık hale geliyor ve işleme hassasiyeti gereksinimleri giderek artıyor. Üretim süreci için daha yüksek gereksinimler. Yeni nesil uçak motorlarında performans artışı, imalat teknolojisi ve malzeme katkı oranı %50 ~ %70; motor ağırlığının azaltılmasında, üretim teknolojisi ve malzeme katkı oranı %70 ~ %80'dir; bu aynı zamanda gelişmiş malzeme ve teknolojinin, ağırlık azaltma, verimlilik ve performans iyileştirmenin anahtarını gerçekleştirmek için havacılık motoru olduğunu tam olarak göstermektedir.
Titanyum alaşımlı malzemeler, yüksek özgül mukavemet, düşük yoğunluk, korozyon direnci, yüksek sıcaklık dayanımı ve iyi kaynaklanabilirlik gibi mükemmel özelliklerinden dolayı havacılık alanında giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Yukarıdaki avantajlara dayanarak titanyum alaşımlı malzeme bazı parçalar için tercih edilen malzeme haline gelmiştir.
Titanyum alaşımlı malzemelerin kesme özellikleri:
Titanyum alaşımlarının bazı fiziksel ve mekanik özellikleri kesme ve işlemeyi daha da zorlaştırır. Titanyum alaşımlı kesme deformasyon katsayısı küçüktür, ön yüzdeki talaşın kayma sürtünme mesafesinin artmasına neden olur, takım aşınmasını hızlandırır. Titanyum alaşımının ısıl iletkenliği küçüktür, kesme sırasında oluşan ısının iletilmesi kolay değildir, kesici kenara yakın küçük bir alanda yoğunlaşmıştır. Titanyum alaşımının elastikiyet modülü küçüktür, radyal kuvvette işlem yapmak, bükülme deformasyonuna neden olmak kolaydır, titreşime neden olur, takım aşınmasını artırır ve parçaların doğruluğunu etkiler. Titanyum alaşımının takım malzemesine güçlü kimyasal afinitesi nedeniyle, kesme sıcaklığı yüksektir ve birim alan başına kesme kuvvetinin büyük olduğu koşullar altında, takım bağlanma aşınmasına eğilimlidir.
Alet malzemelerinin makul seçimi:
Takım malzemesi kesme işlemini etkileyen önemli faktörlerden biridir, bu nedenle takım malzemesinin rasyonel seçimi, işlenmesi zor malzemelerin kesilmesi problemini çözmenin etkili bir yoludur. Karbür aletler, kaplamalı aletler, kübik bor nitrür (CBN) aletler, elmas aletler ve yüksek performanslı yüksek hız çeliği aletler vb. içeren titanyum alaşımlı malzeme kesme aleti. Bıçağın farklı malzemelerinin işleme aralığına özel bir uyarlaması vardır, kullanım ömrü de farklıdır. İşlenen malzemenin özellikleri genellikle takım malzemesinin seçiminde temel temeli oluştururken, takım malzemesi ile iş parçası malzemesinin kesme performansının makul ölçüde eşleştirilmesi gerekir. Takım malzemesinin işleme yüzeyi kalitesi, işleme verimliliği ve takım ömrü üzerindeki performansı önemli bir etkiye sahiptir. İşlenen parçanın yapısı özel, rijitliği zayıf, proseste rijitliğini arttıramayan durumlarda kesme titreşimi meydana gelecektir. Şu anda, takım talaşı olayını önlemek için takım malzemesinin belirli bir derecede tokluğa sahip olduğunu ve takımın çok hızlı bir şekilde hurdaya çıkmasına neden olduğunu dikkate almak için takım seçiminde takım malzemesinin dikkate alınması gerekir.
Takım yapısının optimizasyonu:
Takımın kesme performansı sadece takım malzemesine bağlı değildir, aynı zamanda takımın yapısı ve geometrisine de bağlıdır. İşlenmesi zor malzemeleri keserken uygun takım geometrisi, takımın kesme performansının tam olarak kullanılmasına ve kesme verimliliğinin artırılmasına yardımcı olur. Aletin ana geometrik parametreleri ön açı, arka açı, ana sapma açısı, mengene sapma açısı, eğim açısı ve yuvarlatılmış köşenin uç yarıçapıdır. Takımın ön açısı ne kadar büyük olursa, takım o kadar keskin olur, kesme kuvveti o kadar küçük olur ve ince talaş işleme için uygundur. Titanyum alaşımı işlenmiş yüzey malzemesi geri tepmesidir, geniş arka açının kullanılması sürtünme ve bağlanma olaylarından kaynaklanan yüzeyin arkasındaki iş parçasını azaltabilir ve yüzeyin arka kısmının aşınmasını azaltabilir. Kaba işlemede takımın mukavemetini arttırmak için küçük bir arka açı kullanılması uygundur. İşlem sisteminin sertliğine izin verilmesi koşuluyla, yüksek kesme sıcaklığı ve büyük elastik deformasyon eğilimi olan titanyum alaşımının kesilmesi, kesme parçasının ısı dağılım alanını arttırmak için ana sapma açısı mümkün olduğunca azaltılmalıdır ve kesici kenarın birim uzunluğu başına yükü azaltın. İkincil sapma açısının azaltılması, ısı dağılımına yardımcı olan ve işleme yüzeyi pürüzlülük değerini azaltan takımın ucunu güçlendirebilir. İş parçasında sert bir cilt vardır ve yüzey organizasyonu tekdüze bir durum değildir, kaba tornalama kesici kenarının çökmesi kolaydır, kesme kenarının mukavemetini ve keskinliğini arttırmak için, kesmenin kayma hızını arttırmalı, uygun kenar eğim açısını seçmelidir .
Yüksek hızlı frezeleme işlemi sayısal simülasyon araştırması yoluyla yerli bilim adamları, yüksek hızlı frezeleme işlemi basitleştirildi, bevel kesme geometrisi modelinin ve sonlu elemanlar modelinin kurulması. Bu modeller, yüksek hızlı kesme işleminde takım geometrisi parametrelerinin farklı kombinasyonları altında kesme kuvvetini tahmin ederek, yüksek hızlı CNC frezelemede takım seçimi için bir temel sağlar. Son yıllarda derin boşluklara sahip karmaşık yapısal parçaların işlenmesinde takım tutucunun genel geometrisi de mühendislerin ve teknisyenlerin dikkatini çekmiştir. Örneğin, yekpare yaprak diskin göbek ve bıçak profilinin ince frezelenmesinde, yekpare karbür düz saplı bilyalı kesicinin kullanılması gerekir. İki bıçak arasındaki hatve çok dar olduğunda veya bıçağın kökü ile göbek aktarımı R küçük olduğunda takım çapı küçülür. Takımın sağlamlığını arttırmak ve işleme verimliliğini artırmak için genellikle konik saplı bilyalı takım kullanılır. Özellikle büyük en boy oranlı takım koşullarının ve konik saplı bilyalı kesiciyle karşılaştırıldığında düz saplı bilyalı kesicinin kullanımında, böylece takım sisteminin sertliği, aleti geliştirmek için aletin diş başına ilerleme miktarını arttırmasını sağlayabilir, işleme kırılması kolay değildir, etkisi düz saplı bilyalı kesiciden çok daha iyidir.
Takım dayanıklılığını ve işleme verimliliğini artırmak için proses karşı önlemleri:
Titanyum alaşımını keserken, kesici kenarın yakınındaki alanda kesme sıcaklığı yüksektir; bunun nedeni, esas olarak takım aşınmasını artıran yüksek sıcaklık termal etkisidir. Semente karbür takımlarda aşınma esas olarak bağlanma sıcaklığının neden olduğu adhesif aşınmadır. Takım çapının izin vermesi durumunda, takımın dahili soğutma fonksiyonuyla birlikte kullanmayı deneyebilir, bu takım sprey soğutma sıvısı açısı sadece bölgenin ucunda yoğunlaşır, kesme alanının sıcaklığını etkili bir şekilde azaltabilir, takımın ömrünü uzatabilir , aletin dayanıklılığını artırın. Genellikle dahili soğutma takımının çapı daha büyüktür; yüzeyin veya alanın küçük eğrilik yarıçapı için, işleme verimliliğini artırmak amacıyla kaba işleme için öncelikli olarak dahili soğutmalı büyük çaplı bir takım kullanabilirsiniz. Frezeleme süreksiz bir kesme işlemidir, işleme takımları aralıklı darbe yüklerine dayanabilir, frezelemede bulunur, proses ekipmanı sisteminin sertliği zayıftır, kesme kuvveti, sıkma kuvveti, kesme titreşimi ve diğer faktörlerde, takım aşınması artar, dayanıklılık önemli ölçüde azalır . Aynı kesme testi, takımın aşınma derecesine ve işlem süresine göre belirlenir, ancak genellikle belirli bir marj bırakılır. Geleneksel işleme, takım tezgahı operatörlerinin tezgah titreşim değişikliklerine bağlı olarak kesme gürültüsünün aniden artması, iş mili güç tablosunun takım aşınma durumunu belirlemesine olanak sağlar. Otomatik takım kırılması izleme teknolojisinin işlemede uygulanması, takımın aşınma durumunu her zaman dinamik ve doğru bir şekilde analiz edebilir ve izleyebilirse, takım ömrü güvenli ve orta derecede uzatılabilir.
Titanyum alaşımı verimli kesme parametrelerinin elde edilmesi:
İşletmeler, mevcut ürün üretiminde takım yörüngelerinin optimizasyonu ve doğrulanması talebini karşılamış ancak optimize edilmiş kesme parametreleri için elde etme yöntemleri sorununu henüz tam olarak çözememiştir. Son yıllarda işletmeler titanyum alaşımları için yüksek verimli kesme teknolojisini aktif olarak araştırıyor. Batı ülkelerinde büyük titanyum alaşımlı entegre yaprak disklerin kesme hızının 300 mm/dakika veya daha yüksek olabileceği bildiriliyor. Uçak motoru imalat işletmeleri gelişmiş ithal takım tezgahlarına sahiptir ve yabancı şirketler karşılaştırılabilir, kullanılan takımların önemli bir kısmı da ithal takımlardır, donanımdan aynı güce sahip olduğu söylenebilir, ancak işleme verimliliği arasındaki fark ve yabancı ülkeler küçük değildir, özellikle titanyum alaşımları ve diğer işlenmesi zor malzemeler, işleme verimliliğinin acilen iyileştirilmesi gerekmektedir, aşağıdaki nedenlerden bazılarının varlığı analiz edilmiştir:
(1) Hedeflenen temel kesme testi yetersizdir, proses karar verme desteği yapmak için daha yüksek kesme hızı parametrelerini elde etmek zordur.
(2) İşletmelerin kesme parametreleri kanallarına, genellikle takım tedarikçisi kılavuzunun tavsiye ettiği verilerden sınırlı erişimi vardır. Her ne kadar bu parametre yabancı tedarikçiden daha sistematik kesme testi verileri olsa da, test koşulları ve ortam ve işletmenin farklı çalışma koşullarına sahip parçaları işlemesi nedeniyle, manuel verilerin tamamen kopyalanması zordur.
(3) Yüksek verimli kesme parametresi testi ve daha uzun süre elde edilmesi. Kurumsal takım tezgahının ana gövde olarak ürün seri üretimine geçmesi nedeniyle, özel testleri gerçekleştirmek için özel ekipmanın yedeklenmesi zordur, kesme verileri optimizasyon testi genellikle gerçek parçaların işlenmesiyle senkronize edilir, daha büyük bir risk vardır. Özellikle bitirme işleminde, parçanın yüzeyi kesildikten sonra kenar boşluğu kalmaz, kesme parametrelerinin yanlış kullanılması durumunda dikkate alınması, bıçakların kırılması, ufalanması veya diğer çok kolay yüzey kalitesi sorunlarına neden olabilir. Bu nedenle, verimli kesme parametresi test verilerinin seçiminin aşamalar halinde, dikkatli ve ihtiyatlı bir şekilde kademeli olarak arttırılması gerekir, nispeten kısa bir sürede hızlı bir şekilde iyileştirmek mümkün değildir. Çoğu zaman birden fazla partiye, birden fazla parça işleme doğrulamasına ihtiyaç duyulur ve hatta doğrulama makinesinden prototipe kadar birkaç yıl dayanır ve hatta ürün sonlandırma aşamasına kadar yalın iyileştirmenin işleme verimliliğini artırma sürecindedir.
(4) Araştırma enstitülerinin araştırma sonuçlarının mühendislik tanıtımı ve uygulaması yeterli değildir. Aslında araştırma enstitüleri, işlenmesi zor malzemelerin verimli şekilde işlenmesine büyük önem veriyor ve çok sayıda test gerçekleştirerek bazı başarılar elde etti. Bununla birlikte, kesme testi tamamen motor parçalarının gerçek işleme ortamına dayalı değildir ve test parçalarının seçilmiş işlem özellikleri de dahil olmak üzere, parçaların gerçek boyutu, yapısal şekil, parça sertliği, bağlama modu, takım uzantısı, vb. Dolayısıyla ortak bir testtir ancak ortak bir test değildir. Bu nedenle, tipik bir özellik testinden ziyade ortak bir test olduğundan kesme parametrelerinin pratik uygulamalarda sınırlamaları vardır. İş dünyası açısından, teknolojik yeniliklerin hızını hızlandırmak ve işletmelerin üretim kapasitesini artırmak için araştırma enstitülerinin teknik desteğine, ortak işbirliğine acil ihtiyaç duyulmaktadır. İşletmede kurulan kesme laboratuvarından gelen yabancı verimli (yüksek hızlı) kesme parametrelerinin çoğu, üretim sahasını yönlendiren test sonuçlarına göre, genellikle büyük ölçekli kurumsal kesme laboratuvarının bilimsel araştırma yetenekleri ve üniversiteler farklı değildir. Bu araştırma sistemi güçlü bir hedefe sahiptir, hızlı sonuç verir, kolay tanıtılabilen kapsamlı bir avantaja sahiptir.
Dijital üretim teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, yeni bir üretim süreci teknolojisi olarak metal kesme işleminin sonlu elemanlar simülasyonu, kademeli olarak işleme alanına entegre edilmekte, verimli kesme işleminin geleceğini teşvik etmek hızlı yollardan biridir. gelişim. Kesme simülasyonu yalnızca kesme kuvvetini tahmin etmek ve kesme işlemi sırasında gerinim, gerinim hızı, gerilim ve sıcaklık gibi durum değişkenlerinin dağılımını analiz etmekle kalmaz, aynı zamanda takım aşınmasını, iş parçası artık gerilimini de tahmin edebilir ve kesme parametrelerini daha da optimize edebilir. Sonlu elemanlar yönteminin tanıtılması, titanyum alaşımı kesme mekanizmasının araştırma araçlarını zenginleştirdi. Araştırmacılar, titanyum alaşımlı işlemede takım aşınmasının simülasyon tahminini incelediler ve birden fazla takım aşınma faktörünün kapsamlı bir şekilde dikkate alındığı, takım aşınmasının simülasyon tahminini belirli bir dereceye kadar gerçekleştirebilen bir simülasyon modeli oluşturdular. Sayısal hesaplama teorisinin ve yazılım araçlarının sürekli gelişmesiyle birlikte kesme işlemi simülasyonu ve tahmini, kesme işlemi teorisi ve teknolojisi araştırmalarında kesinlikle önemli bir rol oynayacaktır.
