Ti-6AL-7Nb tehnologija rezanja materijala od legure titana fokus je industrije na ključne tehnologije, u potpunosti utjelovljuje konotaciju "znanost i tehnologija su prva proizvodna snaga". Ovaj rad sažima karakteristike rezanja legure titana, materijale alata za rezanje, strukturu alata, stjecanje učinkovitih parametara rezanja legure titana i procesne protumjere poduzete za poboljšanje trajnosti alata i učinkovitosti obrade kroz praksu rezanja cijelog diska s oštricom i skladišta kompresora. materijala od legura titana, nadajući se da će igrati ulogu u nekim referencama.
Kako bi se poboljšala pouzdanost i potisak motora, napredni motor visokih performansi usvaja veliki broj novih materijala, a njegova struktura postaje sve složenija, a zahtjevi za preciznošću obrade postaju sve veći i viši, što ističe viši zahtjevi za proces proizvodnje. U novoj generaciji poboljšanja performansi zrakoplovnih motora, stope doprinosa proizvodne tehnologije i materijala od 50% ~ 70%; u smanjenju težine motora, proizvodnoj tehnologiji i stopi doprinosa materijala od 70% ~ 80%, što također u potpunosti pokazuje da su napredni materijali i tehnologija aero-motor koji ostvaruje ključ smanjenja težine, učinkovitosti i poboljšanja performansi.
Materijali od legura titana sve se više koriste u području zrakoplovstva zbog svojih izvrsnih svojstava kao što su visoka specifična čvrstoća, niska gustoća, otpornost na koroziju, otpornost na visoke temperature i dobra zavarljivost. Na temelju gore navedenih prednosti, materijal od legure titana postao je preferirani materijal za neke dijelove.
Karakteristike rezanja materijala od legure titana:
Neka fizikalna i mehanička svojstva legura titana otežavaju rezanje i obradu. Koeficijent deformacije rezanja legure titana je mali, zbog čega se strugotina na prednjoj strani kliznog trenja povećava, ubrzavajući trošenje alata. Toplinska vodljivost legure titana je mala, toplinu koja se stvara tijekom rezanja nije lako prenijeti, koncentrirana je na malom području blizu oštrice. Modul elastičnosti legure titana je mali, obradom radijalne sile lako je proizvesti deformaciju savijanja, uzrokujući vibracije, povećavajući trošenje alata i utječući na točnost dijelova. Zbog snažnog kemijskog afiniteta legure titana prema materijalu alata, temperatura rezanja je visoka, a sila rezanja po jedinici površine velika pod uvjetima, alat je sklon trošenju zbog vezivanja.
Razuman izbor materijala alata:
Materijal alata jedan je od važnih čimbenika koji utječu na proces rezanja, pa je racionalan izbor materijala alata učinkovit način rješavanja problema rezanja teško obradivih materijala. Alat za rezanje materijala od legure titana s alatima od tvrdog metala, alatima s premazom, alatima od kubičnog bor nitrida (CBN), dijamantnim alatima i alatima od brzoreznog čelika visokih performansi i tako dalje. Različiti materijali noža imaju specifičnu prilagodbu opsegu obrade, njegov životni vijek također ima razlike. Karakteristike obrađenog materijala često su osnovna osnova za odabir materijala alata, dok učinak rezanja materijala alata i materijala izratka treba razumno uskladiti. Učinak materijala alata na kvalitetu obradne površine, učinkovitost obrade i vijek trajanja alata ima važan utjecaj. Kada je struktura strojno obrađenog dijela posebna, slabe krutosti, proces i ne može poboljšati svoju krutost, doći će do vibracija pri rezanju. U ovom trenutku, odabir alata treba uzeti u obzir da materijal alata ima određeni stupanj žilavosti, kako bi se izbjegao fenomen lomljenja alata, što rezultira prebrzim otpadom alata.
Optimizacija strukture alata:
Učinak rezanja alata ne ovisi samo o materijalu alata, već se odnosi i na strukturu i geometriju alata. Prilikom rezanja materijala koje je teško obraditi, odgovarajuća geometrija alata pomaže u potpunom igranju performansi rezanja alata i poboljšanju učinkovitosti rezanja. Glavni geometrijski parametri alata su prednji kut, stražnji kut, glavni kut odstupanja, kut odstupanja, kut nagiba i radijus vrha zaobljenog kuta i tako dalje. Što je veći prednji kut alata, to je oštriji alat, manja je sila rezanja, pogodna za završnu obradu. Legura titana je strojno obrađen površinski materijal odskoka, korištenje velikog stražnjeg kuta može smanjiti obradak na stražnjoj strani površine uzrokovan trenjem i fenomenom lijepljenja, te smanjiti trošenje stražnje strane površine. Gruba obrada, kako bi se povećala čvrstoća alata, prikladno je koristiti mali stražnji kut. Rezanje legure titana s visokom temperaturom rezanja i velikom tendencijom elastične deformacije, pod uvjetom da je dopuštena krutost procesnog sustava, glavni kut otklona treba smanjiti što je više moguće kako bi se povećala površina rasipanja topline reznog dijela i smanjiti opterećenje po jedinici duljine oštrice. Smanjenje sekundarnog kuta otklona može ojačati vrh alata, što pogoduje odvođenju topline i smanjuje vrijednost hrapavosti površine obrade. U praznini ima tvrdu kožu i površinska organizacija nije ujednačena, grubo okretanje reznog ruba lako se sruši, kako bi se povećala snaga i oštrina reznog ruba, treba povećati kliznu brzinu rezanja, odabrati odgovarajući kut nagiba ruba .
Domaći znanstvenici kroz istraživanje numeričke simulacije obrade velike brzine glodanja, proces glodanja velike brzine je pojednostavljen, uspostavljanje modela geometrije kosog rezanja i modela konačnih elemenata. Ovi modeli predviđaju silu rezanja pod različitim kombinacijama parametara geometrije alata u procesu rezanja velikom brzinom, pružajući osnovu za odabir alata u CNC glodanju velike brzine. Posljednjih godina, u obradi složenih konstrukcijskih dijelova s dubokim šupljinama, ukupna geometrija držača alata također je privukla pozornost inženjera i tehničara. Na primjer, kod finog glodanja profila glavčine i oštrice integralnog lisnatog diska potrebno je koristiti integralno kuglično glodalo s ravnom drškom od tvrdog metala. Kada je razmak između dvije lopatice preuzak ili je korijen lopatice i prijenos glavčine R mali, promjer alata se smanjuje. Kako bi se povećala krutost alata i poboljšala učinkovitost obrade, često se koristi kuglični alat sa konusnom drškom. Osobito u korištenju alata s velikim omjerom visine i kugličnim rezačem s ravnom drškom u usporedbi s kuglastim rezačem s konusnom drškom, tako da krutost sustava alata za poboljšanje alata može povećati količinu posmaka po zubu, obrada je nije lako slomiti, učinak je daleko bolji od kugličnog rezača s ravnom drškom.
Procesne protumjere za poboljšanje trajnosti alata i učinkovitosti obrade:
Prilikom rezanja legure titana, temperatura rezanja je visoka u području blizu oštrice, uglavnom zbog toplinskog učinka visoke temperature koji pogoršava trošenje alata. Kod alata od tvrdog metala, trošenje je uglavnom adhezivno trošenje uzrokovano temperaturom lijepljenja. U slučaju da promjer alata dopušta, možete pokušati koristiti s unutarnjom funkcijom hlađenja alata, ovaj kut rashladne tekućine za raspršivanje alata koncentriran samo na vrhu regije, može učinkovito smanjiti temperaturu područja rezanja, produžiti vijek trajanja alata , poboljšati izdržljivost alata. Obično je promjer alata za unutarnje hlađenje veći, za mali radijus zakrivljenosti površine ili područja, možete preventivno koristiti alat velikog promjera s unutarnjim hlađenjem za grubu obradu kako biste poboljšali učinkovitost obrade. Glodanje je diskontinuirani proces rezanja, alati za obradu izdržavaju povremena udarna opterećenja, pronađena u glodanju, krutost sustava procesne opreme je loša, u sili rezanja, sili stezanja, vibracijama rezanja i drugim čimbenicima, povećano je trošenje alata, trajnost se značajno smanjila . Isti test rezanja, prema stupnju istrošenosti alata i vremenu obrade za određivanje, ali obično ostavljaju određenu marginu. Konvencionalna strojna obrada, operateri alatnih strojeva mogu se temeljiti na promjenama vibracija stroja, iznenada povećanoj buci rezanja, tablici za prikaz snage vretena kako bi se utvrdilo stanje istrošenosti alata. Ako se primjenom tehnologije automatskog praćenja loma alata u strojnoj obradi može dinamički i precizno u bilo kojem trenutku analizirati i pratiti stanje istrošenosti alata, vijek trajanja alata može se sigurno i umjereno produžiti.
Stjecanje učinkovitih parametara rezanja legure titana:
Poduzeća su zadovoljila zahtjeve za optimizacijom i verifikacijom putanja alata u trenutnoj proizvodnji proizvoda, ali još nisu u potpunosti riješila problem nabave metoda za optimizirane parametre rezanja. Posljednjih godina poduzeća aktivno istražuju visokoučinkovitu tehnologiju rezanja za legure titana. Zabilježeno je da brzina rezanja velikog integralnog lisnog diska od legure titana u zapadnim zemljama može doseći 300 mm/min ili više. Poduzeća za proizvodnju zrakoplovnih motora imaju napredne uvezene alatne strojeve, a strana poduzeća su usporediva, rezanje značajnog dijela alata koji se koriste također su uvezeni alati, može se reći da hardver ima istu snagu, ali jaz između učinkovitosti obrade i stranih zemalja nije malo, posebno legura titana i drugih materijala koji se teško obrađuju, učinkovitost strojne obrade hitno treba poboljšati, analizira postojanje nekih od sljedećih razloga:
(1) ciljani osnovni test rezanja je nedostatan, teško je dobiti veće parametre brzine rezanja za podršku odlučivanju u procesu.
(2) Poduzeća imaju ograničen pristup kanalima parametara rezanja, obično iz podataka preporučenih u priručniku dobavljača alata. Iako je ovaj parametar od inozemnog dobavljača više sustavnih podataka o ispitivanju rezanja, ali uvjeti ispitivanja i okruženje te dijelovi poduzeća koji obrađuju različite radne uvjete, teško je u potpunosti kopirati ručne podatke.
(3) Ispitivanje parametara rezanja visoke učinkovitosti i stjecanje duljeg razdoblja. Zbog masovne proizvodnje alatnog stroja poduzeća kao glavnog tijela, teško je odvojiti posebnu opremu za provođenje posebnih testova, test optimizacije podataka za rezanje često je sinkroniziran s obradom stvarnih dijelova, postoji veći rizik. Osobito u procesu završne obrade, nakon rezanja površina dijela nema margine, što treba uzeti u obzir u slučaju nepravilnog korištenja parametara rezanja, što rezultira slomljenim noževima, krhotinama ili drugim vrlo lakim problemima s kvalitetom površine. Stoga, odabir učinkovitih testnih podataka parametara rezanja treba postupno poboljšavati u fazama, pažljivo i razborito, nije moguće brzo poboljšati u relativno kratkom vremenskom razdoblju. Često je potrebno više serija, višestruka provjera obrade dijelova, pa čak i trajati nekoliko godina, od stroja za provjeru do prototipa, pa čak i proizvod u fazi finalizacije je još uvijek u procesu poboljšanja učinkovitosti obrade poboljšanja lean.
(4) Inženjersko promicanje i primjena rezultata istraživanja istraživačkih instituta nije dostatna. Zapravo, istraživački instituti pridaju veliku važnost učinkovitoj strojnoj obradi materijala koji se teško strojno obrađuju, te su proveli veliki broj testova i postigli neka postignuća. Međutim, ispitivanje rezanja ne temelji se u potpunosti na stvarnom okruženju strojne obrade dijelova motora, uključujući podatke o odabranim procesnim karakteristikama ispitnih dijelova kao što su: stvarna veličina dijelova, strukturni oblik, krutost dijela, način stezanja, proširenje alata, itd. Stoga je to uobičajeni test, ali ne i zajednički test. Stoga je to uobičajeni test, a ne tipični test značajki, tako da parametri rezanja imaju ograničenja u praktičnim primjenama. Kao poslovna strana hitne potrebe da se dobije tehnička podrška istraživačkih instituta, zajednička suradnja, kako bi se ubrzao tempo tehnoloških inovacija i poboljšao proizvodni kapacitet poduzeća. Većina inozemnih učinkovitih (brzih) parametara rezanja iz laboratorija za rezanje postavljenog u poduzeću, prema rezultatima ispitivanja za vođenje proizvodnog mjesta, obično se laboratorij za rezanje velikih poduzeća ne razlikuje od znanstvenoistraživačkih sposobnosti i sveučilišta. Ovaj istraživački sustav ima jak cilj, brze rezultate, lako promovirati prednosti sveobuhvatnog.
S brzim razvojem digitalne proizvodne tehnologije, simulacija konačnog elementa procesa rezanja metala kao nova tehnologija proizvodnog procesa, postupno se integrira u polje strojne obrade, promicanje budućnosti učinkovitog procesa rezanja jedan je od načina brzog razvoj. Simulacija rezanja ne samo da može predvidjeti silu rezanja i analizirati distribuciju varijabli stanja kao što su deformacija, brzina deformacije, stres i temperatura tijekom procesa rezanja, već također može predvidjeti trošenje alata, zaostalo naprezanje izratka i dodatno optimizirati parametre rezanja. Uvođenje metode konačnih elemenata obogatilo je sredstva istraživanja reznog mehanizma legure titana. Istraživači su proučavali simulacijsko predviđanje trošenja alata u strojnoj obradi titanijske legure i uspostavili simulacijski model pod sveobuhvatnim razmatranjem višestrukih čimbenika trošenja alata, koji može realizirati simulacijsko predviđanje trošenja alata do određene mjere. Uz kontinuirani razvoj teorije numeričkog računanja i softverskih alata, simulacija i predviđanje procesa rezanja zasigurno će igrati važnu ulogu u istraživanju teorije i tehnologije obrade rezanjem.
