Технологията за рязане на материали от титаниева сплав Ti-6AL-7Nb е фокусът на индустрията върху ключови технологии, напълно въплъщава конотацията на „науката и технологиите са първата производителна сила“. Този документ обобщава характеристиките на рязане на титановата сплав, материалите на режещия инструмент, структурата на инструмента, придобиването на ефективни параметри на рязане на титановата сплав и контрамерките на процеса, предприети за подобряване на издръжливостта на инструмента и ефективността на обработка чрез практиката на рязане на целия диск с ножове и пълнителя на компресора. от материали от титанови сплави, надявайки се да играят роля в някои препратки.
За да се подобри надеждността и тягата на двигателя, усъвършенстваният високопроизводителен двигател приема голям брой нови материали и структурата му става все по-сложна и изискванията за точност на обработка стават все по-високи и по-високи, което поставя напред по-високи изисквания към производствения процес. В новото поколение подобрение на производителността на авиационни двигатели, производствена технология и процент на принос на материали от 50% ~ 70%; в намаляването на теглото на двигателя, производствената технология и степента на принос на материали от 70% ~ 80%, което също напълно демонстрира, че усъвършенстваните материали и технология са авиационният двигател за реализиране на ключа към намаляване на теглото, ефективност и подобряване на производителността.
Материалите от титанови сплави се използват все по-широко в областта на авиацията поради техните отлични свойства като висока специфична якост, ниска плътност, устойчивост на корозия, устойчивост на висока температура и добра заваряемост. Въз основа на горните предимства материалът от титанова сплав се превърна в предпочитан материал за някои части.
Характеристики на рязане на материали от титанови сплави:
Някои от физичните и механични свойства на титановите сплави затрудняват рязането и обработката. Коефициентът на деформация при рязане на титанова сплав е малък, което прави чипа в предната повърхност на разстоянието на триене при плъзгане се увеличава, ускорявайки износването на инструмента. Топлопроводимостта на титановата сплав е малка, топлината, генерирана по време на рязане, не е лесна за предаване, концентрирана в малка зона близо до режещия ръб. Модулът на еластичност на титановата сплав е малък, обработката в радиалната сила е лесна за производство на деформация на огъване, причинявайки вибрации, увеличавайки износването на инструмента и засягайки точността на частите. Поради силния химичен афинитет на титановата сплав към материала на инструмента, температурата на рязане е висока и силата на рязане на единица площ е голяма при условията, инструментът е предразположен към износване на свързване.
Разумен избор на материали за инструменти:
Инструменталният материал е един от важните фактори, влияещи върху процеса на рязане, така че рационалният избор на инструментален материал е ефективен начин за решаване на проблема с рязането на трудни за обработка материали. Инструмент за рязане на материал от титаниева сплав с инструменти от твърд сплав, инструменти с покритие, инструменти от кубичен борен нитрид (CBN), диамантени инструменти и инструменти от високопроизводителна високоскоростна стомана и т.н. Различните материали на ножа имат специфична адаптация към диапазона на обработка, животът му също има разлики. Характеристиките на обработения материал често са основната основа за избор на инструментален материал, докато производителността на рязане на инструменталния материал и материала на детайла трябва разумно да съответстват. Ефективността на материала на инструмента върху качеството на обработваната повърхност, ефективността на обработката и живота на инструмента има важно влияние. Когато структурата на обработената част е специална, със слаба твърдост, процес и не може да подобри нейната твърдост, ще се появят вибрации при рязане. Понастоящем при избора на инструменти трябва да се има предвид, че материалът на инструмента има определена степен на издръжливост, за да се избегне явлението отчупване на инструмента, което води до твърде бърз скрап на инструмента.
Оптимизиране на структурата на инструмента:
Ефективността на рязане на инструмента зависи не само от материала на инструмента, но също така е свързана със структурата и геометрията на инструмента. При рязане на трудни за обработване материали, подходящата геометрия на инструмента помага да се даде пълна игра на производителността на рязане на инструмента и да се подобри ефективността на рязане. Основните геометрични параметри на инструмента са преден ъгъл, заден ъгъл, основен ъгъл на отклонение, вице ъгъл на отклонение, ъгъл на наклон и радиус на върха на заобления ъгъл и т.н. Колкото по-голям е предният ъгъл на инструмента, толкова по-остър е инструментът, толкова по-малка е силата на рязане, подходяща за довършителни работи. Титановата сплав е обработена с отскачане на повърхностния материал, използването на голям заден ъгъл може да намали детайла на задната страна на повърхността, причинено от явления на триене и свързване, и да намали износването на гърба на повърхността. Груба обработка, за да се увеличи здравината на инструмента, е подходящо да се използва малък заден ъгъл. Рязане на титанова сплав с висока температура на рязане и голяма склонност към еластична деформация, при условие че е разрешена твърдостта на технологичната система, основният ъгъл на отклонение трябва да бъде намален възможно най-много, за да се увеличи площта на разсейване на топлината на режещата част и намалете натоварването на единица дължина на режещия ръб. Намаляването на вторичния ъгъл на отклонение може да укрепи върха на инструмента, което благоприятства разсейването на топлината и намалява стойността на грапавостта на повърхността на обработка. В заготовката има твърда кожа и организацията на повърхността не е еднородно състояние, грубият въртящ се режещ ръб лесно се свива, за да се увеличи здравината и остротата на режещия ръб, трябва да се увеличи скоростта на плъзгане на рязане, изберете подходящия ъгъл на наклон на ръба .
Вътрешни учени чрез високоскоростно фрезоване, обработка на числени симулационни изследвания, високоскоростният процес на фрезоване е опростен, установяването на геометричен модел на скосено рязане и модел на крайни елементи. Тези модели предвиждат силата на рязане при различни комбинации от параметри на геометрията на инструмента в процеса на високоскоростно рязане, осигурявайки основа за избор на инструмент при високоскоростно CNC фрезоване. През последните години, при обработката на сложни структурни части с дълбоки кухини, цялостната геометрия на държача на инструменти също привлече вниманието на инженерите и техниците. Например, при финото фрезоване на профила на главината и острието на интегралния листов диск е необходимо да се използва интегрална твърдосплавна сачмена фреза с права опашка. Когато стъпката между двете лопатки е твърде тясна или коренът на лопатката и прехвърлянето на главината R са малки, диаметърът на инструмента намалява. За да се повиши твърдостта на инструмента и да се подобри ефективността на обработката, често се използва инструмент с топка с конусна опашка. Особено при използването на условия на инструмент с голямо съотношение на страните и резачка с топка с права опашка в сравнение с резачката с топка с конусна дръжка, така че твърдостта на инструменталната система за подобряване на инструмента може да накара инструмента да увеличи количеството подаване на зъб, обработката е не е лесно да се счупи, ефектът е много по-добър от ножа с права опашка.
Процесни контрамерки за подобряване на издръжливостта на инструмента и ефективността на обработката:
При рязане на титанова сплав температурата на рязане е висока в областта близо до режещия ръб, главно поради високотемпературния топлинен ефект, който изостря износването на инструмента. При инструментите от циментиран карбид износването е главно адхезивно износване, причинено от температурата на свързване. В случай, че диаметърът на инструмента позволява, можете да опитате да използвате с вътрешна функция за охлаждане на инструмента, този ъгъл на пръскане на охлаждащата течност на този инструмент, точно концентриран във върха на региона, може ефективно да намали температурата на зоната на рязане, да удължи живота на инструмента , подобряват издръжливостта на инструмента. Обикновено диаметърът на вътрешния охлаждащ инструмент е по-голям, за малък радиус на кривина на повърхността или зоната можете превантивно да използвате инструмент с голям диаметър с вътрешно охлаждане за груба обработка, за да подобрите ефективността на обработката. Фрезоването е прекъснат процес на рязане, инструментите за обработка издържат на периодични ударни натоварвания, открити при фрезоването, твърдостта на системата на технологичното оборудване е лоша, силата на рязане, силата на затягане, вибрациите при рязане и други фактори, износването на инструмента се увеличава, издръжливостта намалява значително . Същият тест за рязане, според степента на износване на инструмента и времето за обработка, за да се определи, но обикновено оставя определен марж. Конвенционалната обработка, операторите на металорежещи машини могат да се основават на промените във вибрациите на машината, шумът от рязане внезапно се увеличава, таблицата за показване на мощността на шпиндела, за да се определи ситуацията на износване на инструмента. Ако прилагането на технология за автоматично наблюдение на счупването на инструмента при обработката може динамично и точно по всяко време да анализира и наблюдава състоянието на износване на инструмента, животът на инструмента може да бъде безопасно и умерено удължен.
Придобиване на ефективни параметри на рязане от титанова сплав:
Предприятията са отговорили на търсенето за оптимизиране и проверка на траекториите на инструментите в текущото производство на продукти, но все още не са решили напълно проблема с методите за придобиване на оптимизирани параметри на рязане. През последните години предприятията активно изследват високоефективна технология за рязане на титанови сплави. Съобщава се, че скоростта на рязане на големи интегрални листови дискове от титаниева сплав в западните страни може да достигне 300 mm/min или по-висока. Предприятията за производство на авиационни двигатели имат усъвършенствани вносни машини и чуждестранните предприятия са сравними, рязане на значителна част от използваните инструменти също са вносни инструменти, може да се каже, че от хардуера има същата сила, но разликата между ефективността на обработката и чужди страни не е малко, особено титанови сплави и други трудни за машинна обработка материали, ефективността на обработката спешно трябва да се подобри, анализира съществуването на някои от следните причини:
(1) целевият основен тест за рязане е недостатъчен, трудно е да се получат по-високи параметри на скоростта на рязане, за да се направи подкрепа за вземане на решения в процеса.
(2) Предприятията имат ограничен достъп до каналите за параметри на рязане, обикновено от препоръчителните данни от ръководството на доставчика на инструменти. Въпреки че този параметър е от чуждестранния доставчик на по-систематични данни от теста за рязане, но условията на изпитване и околната среда и предприятието, обработващи части от различни работни условия, е трудно да се копират напълно ръчните данни.
(3) Тестване на параметрите на високоефективно рязане и придобиване на по-дълъг период. Поради корпоративния машинен инструмент за масово производство на продукти като основно тяло, е трудно да се спести специално оборудване за извършване на специални тестове, тестът за оптимизиране на данните за рязане често се синхронизира с обработката на реални части, има по-голям риск. Особено в процеса на довършителни работи, след рязане повърхността на частта няма марж, който да се вземе предвид в случай на неправилно използване на параметрите на рязане, което води до счупени ножове, отчупване или други много лесни за причиняване проблеми с качеството на повърхността. Следователно изборът на ефективни данни от изпитването на параметрите на рязане трябва постепенно да се подобрява на етапи, внимателно и разумно, не е възможно бързо да се подобри за сравнително кратък период от време. Често се нуждаят от множество партиди, проверка на обработката на множество части и дори продължават няколко години, от машината за проверка до прототипа, и дори продуктът в етапа на финализиране все още е в процес на подобряване на ефективността на обработката на подобрението на постното.
(4) Инженерното насърчаване и прилагане на резултатите от изследванията на изследователските институти не са достатъчни. Всъщност изследователските институти отдават голямо значение на ефективната обработка на трудни за обработка материали и са провели голям брой тестове и са постигнали някои постижения. Тестът за рязане обаче не се основава изцяло на реалната среда на обработка на частите на двигателя, включително избраните от тестовите части характеристики на процеса на данни като: реален размер на частите, структурна форма, твърдост на частта, режим на затягане, разширение на инструмента, и т.н. Следователно това е общ тест, но не и общ тест. Следователно, това е по-скоро общ тест, отколкото типичен тест на характеристиките, така че параметрите на рязане имат ограничения в практическите приложения. Като бизнес страна на спешната необходимост да се получи техническата подкрепа на изследователски институти, съвместно сътрудничество, за да се ускори темпото на технологичните иновации и да се подобри производственият капацитет на предприятията. Повечето от чуждестранните ефективни (високоскоростни) параметри на рязане от лабораторията за рязане, създадена в предприятието, според резултатите от теста за насочване на производствения обект, обикновено научноизследователските възможности на лабораторията за рязане на големи предприятия и университетите не се различават. Тази изследователска система има силна цел, бързи резултати, лесни за популяризиране на предимствата на цялостната.
С бързото развитие на дигиталната производствена технология, симулацията с крайни елементи на процеса на рязане на метал като нова технология на производствения процес, постепенно се интегрира в областта на машинната обработка, е да насърчи бъдещето на ефективния процес на рязане е един от начините за бързо развитие. Симулацията на рязане може не само да предвиди силата на рязане и да анализира разпределението на променливите на състоянието като напрежение, скорост на деформация, напрежение и температура по време на процеса на рязане, но също така да предвиди износването на инструмента, остатъчното напрежение на детайла и допълнително да оптимизира параметрите на рязане. Въвеждането на метода на крайните елементи обогати средствата за изследване на механизма за рязане на титанови сплави. Изследователите са проучили симулационното прогнозиране на износването на инструмента при обработката на титанови сплави и са създали симулационен модел при цялостно разглеждане на множество фактори на износване на инструмента, който може да реализира симулационното прогнозиране на износването на инструмента до определена степен. С непрекъснатото развитие на теорията на числените изчисления и софтуерните инструменти, симулацията и прогнозирането на процеса на рязане със сигурност ще играят важна роля в изследването на теорията и технологията на обработката на рязане.
