Ti-6AL-7Nb teknik för skärande material i titanlegering är branschens fokus på nyckelteknologier, och förkroppsligar helt konnotationen av "vetenskap och teknik är den första produktiva kraften". Detta dokument sammanfattar skäregenskaperna hos titanlegering, skärverktygsmaterial, verktygsstruktur, förvärvet av effektiva skärparametrar för titanlegering och de processmotåtgärder som vidtagits för att förbättra verktygets hållbarhet och bearbetningseffektivitet genom skärning av hela bladskivan och kompressormagasinet av titanlegeringsmaterial, i hopp om att spela en roll i vissa referenser.
För att förbättra tillförlitligheten och dragkraften hos motorn antar den avancerade högpresterande motorn ett stort antal nya material, och dess struktur blir mer och mer komplex, och kraven på bearbetningsprecision blir högre och högre, vilket förutsätter högre krav på tillverkningsprocessen. I den nya generationen av flygmotorer prestanda förbättring, tillverkningsteknik och material bidrag på 50% ~ 70%; i motorviktsreduktion, tillverkningsteknik och materialbidrag på 70% ~ 80%, vilket också helt visar att avancerade material och teknik är flygmotorn för att inse nyckeln till viktminskning, effektivitet och prestandaförbättring.
Titanlegeringsmaterial har använts mer och mer inom flygområdet på grund av deras utmärkta egenskaper såsom hög specifik hållfasthet, låg densitet, korrosionsbeständighet, hög temperaturbeständighet och god svetsbarhet. Baserat på ovanstående fördelar har titanlegeringsmaterial blivit det föredragna materialet för vissa delar.
Skäregenskaper hos titanlegeringsmaterial:
Vissa av de fysiska och mekaniska egenskaperna hos titanlegeringar gör att skärning och bearbetning blir svårare. Skärdeformationskoefficienten av titanlegering är liten, vilket gör att spånet i framsidan av glidfriktionsavståndet ökar, vilket accelererar verktygsslitaget. Termisk ledningsförmåga av titanlegering är liten, värmen som genereras under skärning är inte lätt att överföra, koncentrerad till ett litet område nära skäreggen. Titanlegering elasticitetsmodulen är liten, bearbetning i den radiella kraften är lätt att producera böjningsdeformation, orsakar vibrationer, ökar verktygsslitage och påverkar delarnas noggrannhet. På grund av titanlegeringens starka kemiska affinitet till verktygsmaterialet, är skärtemperaturen hög och skärkraften per ytenhet stor under förhållandena, verktyget är benäget att slita vid limning.
Rimligt urval av verktygsmaterial:
Verktygsmaterial är en av de viktiga faktorerna som påverkar skärprocessen, så det rationella valet av verktygsmaterial är ett effektivt sätt att lösa problemet med att skära svårbearbetade material. Skärverktyg för material av titanlegering med hårdmetallverktyg, belagda verktyg, verktyg för kubisk bornitrid (CBN), diamantverktyg och högpresterande höghastighetsstålverktyg och så vidare. Olika material av kniven har en specifik anpassning till bearbetningsområdet, dess liv har också skillnader. Egenskaperna hos det bearbetade materialet är ofta grunden för valet av verktygsmaterial, medan skärprestandan hos verktygsmaterialet och arbetsstyckets material bör vara rimligt matchade. Verktygsmaterialets prestanda på bearbetningsytans kvalitet, bearbetningseffektivitet och verktygslivslängd har en viktig inverkan. När den bearbetade delstrukturen är speciell, svag styvhet, process och inte kan förbättra dess styvhet, kommer skärvibrationer att uppstå. Vid denna tidpunkt måste valet av verktyg beakta verktygsmaterialet har en viss grad av seghet, för att undvika fenomenet med verktygsflisning, vilket resulterar i att verktyget skrotas för snabbt.
Optimering av verktygsstruktur:
Verktygets skärprestanda beror inte bara på verktygsmaterialet, utan relaterar också till verktygets struktur och geometri. Vid skärning av svårbearbetade material hjälper den lämpliga verktygsgeometrin till att ge full spelning åt verktygets skärprestanda och förbättra skäreffektiviteten. De huvudsakliga geometriska parametrarna för verktyget är frontvinkeln, bakvinkeln, huvudavvikelsens vinkel, viceavvikelsens vinkel, lutningsvinkeln och radien på spetsen av det rundade hörnet och så vidare. Ju större främre vinkel verktyget har, desto vassare är verktyget, desto mindre skärkraft, lämplig för finbearbetning. Titanlegering har bearbetats ytmaterial rebound, användningen av stor ryggvinkel kan minska arbetsstycket på baksidan av ytan orsakad av friktion och bindningsfenomen, och minska slitaget på baksidan av ytan. Grovbearbetning, för att öka styrkan på verktyget är det lämpligt att använda en liten ryggvinkel. Skärning av titanlegering med hög skärtemperatur och stor elastisk deformationstendens, under förutsättning att processsystemets styvhet är tillåten, bör huvudavböjningsvinkeln minskas så mycket som möjligt för att öka skärdelens värmeavledningsarea och minska belastningen per längdenhet av skäreggen. Att minska den sekundära avböjningsvinkeln kan stärka spetsen på verktyget, vilket bidrar till värmeavledning och minskar bearbetningsytans ojämnhet. I ämnet har hård hud och yta organisationen inte är enhetligt tillstånd, grov vridande skärkant är lätt att kollapsa, för att öka styrkan och skärpan på skäreggen, bör öka glidhastigheten för skärning, välj lämplig kantlutningsvinkel .
Inhemska forskare genom höghastighetsfräsning bearbetning numerisk simulering forskning, är höghastighetsfräsning processen förenklas, inrättandet av fasad skärande geometri modell och finita element modell. Dessa modeller förutsäger skärkraften under olika kombinationer av verktygsgeometriparametrar i höghastighetsskärningsprocessen, vilket ger en grund för verktygsval vid höghastighets CNC-fräsning. Under de senaste åren, vid bearbetning av komplexa strukturella delar med djupa hålrum, har verktygshållarens övergripande geometri också uppmärksammats av ingenjörer och tekniker. Till exempel, vid finfräsning av navet och bladprofilen på den integrerade bladskivan är det nödvändigt att använda en integrerad hårdmetallskärare med rakskaft. När stigningen mellan de två bladen är för smal eller roten av bladet och navöverföringen R är liten, minskar verktygsdiametern. För att förbättra verktygets styvhet och förbättra bearbetningseffektiviteten används ofta ett kulverktyg med koniska skaft. Speciellt vid användning av verktygsförhållanden med stort bildförhållande, och kulskärare med rakt skaft jämfört med kulskäraren med koniska skaft, så att styvheten i verktygssystemet för att förbättra verktyget kan få verktyget att öka mängden matning per tand, bearbetning är inte lätt att bryta, effekten är mycket bättre än kulskäraren med raka skaft.
Processmotåtgärder för att förbättra verktygens hållbarhet och bearbetningseffektivitet:
Vid skärning av titanlegering är skärtemperaturen hög i området nära skäreggen, främst på grund av den termiska effekten av hög temperatur som förvärrar verktygsslitaget. För hårdmetallverktyg är slitaget huvudsakligen limslitage orsakat av limningstemperatur. I fallet med verktygsdiametern tillåter, kan du försöka använda verktygets inre kylfunktion, detta verktygs spruta kylmedelsvinkel bara koncentrerad i spetsen av området, kan effektivt minska temperaturen på skärområdet, förlänga verktygets livslängd , förbättra verktygets hållbarhet. Vanligtvis är diametern på det invändiga kylverktyget större, för liten krökningsradie på ytan eller området kan du i förebyggande syfte använda ett verktyg med stor diameter med intern kylning för grovbearbetning för att förbättra bearbetningseffektiviteten. Fräsning är en diskontinuerlig skärprocess, bearbetningsverktyg för att motstå intermittenta stötbelastningar, som finns vid fräsning, styvheten i processutrustningssystemet är dålig, i skärkraft, klämkraft, skärvibrationer och andra faktorer, verktygsslitage ökat, hållbarhet minskade avsevärt . Samma skärande test, beroende på graden av verktygsslitage och bearbetningstid för att bestämma, men vanligtvis lämna en viss marginal. Konventionell bearbetning, verktygsmaskin operatörer kan baseras på maskin vibrationer förändringar, skärande buller plötsligt ökade, spindeln makt display tabellen för att bestämma situationen för verktygsslitage. Om tillämpningen av automatisk verktygsbrottsövervakningsteknik vid bearbetning kan dynamiskt och exakt när som helst analysera och övervaka tillståndet av verktygsslitage, kan verktygets livslängd förlängas säkert och måttligt.
Förvärv av effektiv skärparametrar av titanlegering:
Företag har tillgodosett efterfrågan på optimering och verifiering av verktygsbanor i nuvarande produkttillverkning, men har ännu inte helt löst problemet med anskaffningsmetoder för optimerade skärparametrar. Under de senaste åren forskar företag aktivt på högeffektiv skärteknik för titanlegeringar. Det har rapporterats att skärhastigheten för stora integralbladskivor av titanlegering i västländer kan nå 300 mm/min eller högre. Aero-motor tillverkningsföretag har avancerade importerade verktygsmaskiner och utländska företag är jämförbara, skära en betydande del av de verktyg som används är också importerade verktyg, kan man säga att från hårdvaran har samma styrka, men klyftan mellan bearbetningseffektiviteten och främmande länder är inte små, särskilt titanlegeringar och andra svårbearbetade material, bearbetningseffektiviteten måste snabbt förbättras, analyserade förekomsten av några av följande skäl:
(1) riktade grundläggande skärande test är otillräckligt, är det svårt att få en högre skärhastighet parametrar för att göra processen beslutsfattande stöd.
(2) Företag har begränsad tillgång till kanaler för skärparametrar, vanligtvis från verktygsleverantörens rekommenderade data. Även om denna parameter är från den utländska leverantören mer systematisk skärande testdata, men testförhållandena och miljön och företagets bearbetning delar av olika arbetsförhållanden, är det svårt att helt kopiera manuella data.
(3) Högeffektiv skärparametertestning och förvärv av en längre period. På grund av företagets maskinverktyg till produktmassproduktion som huvudkroppen är det svårt att skona specialutrustning för att utföra speciella tester, skärdataoptimeringstest är ofta synkroniserat med bearbetning av verkliga delar, det finns en större risk. Speciellt i efterbehandlingsprocessen, efter skärning av delens yta har ingen marginal, att ta hänsyn till i händelse av felaktig användning av skärparametrar, vilket resulterar i trasiga knivar, flisning eller andra mycket lätta att orsaka problem med ytkvaliteten. Därför måste valet av effektiva skärparametertestdata gradvis förbättras i etapper, försiktigt och försiktigt, det är inte möjligt att snabbt förbättra på relativt kort tid. Behöver ofta flera partier, bearbetningsverifiering av flera delar, och varar till och med i flera år, från verifieringsmaskinen till prototypen, och till och med produkten i slutfasen är fortfarande i färd med att förbättra bearbetningseffektiviteten för lean förbättring.
(4) Ingenjörsfrämjande och tillämpning av forskningsresultat från forskningsinstitut är inte tillräckliga. Faktum är att forskningsinstituten lägger stor vikt vid effektiv bearbetning av svårbearbetade material och har genomfört ett stort antal tester och gjort vissa framsteg. Skärtestet är dock inte helt baserat på den verkliga bearbetningsmiljön för motordelarna, inklusive testdelarnas valda processegenskaper för data såsom: delarnas verkliga storlek, strukturell form, delens styvhet, klämläge, verktygsförlängning, etc. Därför är det ett vanligt test men inte ett vanligt test. Därför är det ett vanligt test snarare än ett typiskt funktionstest, så skärparametrarna har begränsningar i praktiska tillämpningar. Som en affärssida av det brådskande behovet av att få tekniskt stöd från forskningsinstitut, gemensamt samarbete, för att påskynda takten i teknisk innovation och förbättra företagens tillverkningskapacitet. De flesta av de utländska effektiva (höghastighets) skärparametrar från skärlaboratoriet som inrättats i företaget, enligt testresultaten för att vägleda produktionsplatsen, vanligtvis storskaliga företagsskärningslaboratoriums vetenskapliga forskningskapacitet och universitet är inte annorlunda. Detta forskningssystem har ett starkt mål, snabba resultat, lätt att främja fördelarna med en omfattande.
Med den snabba utvecklingen av digital tillverkningsteknik, den finita elementsimuleringen av metallskärningsprocessen som en ny teknik för tillverkningsprocessen, integreras gradvis i området för bearbetning, är att främja framtiden för effektiv skärprocess är ett av sätten att snabba utveckling. Skärsimulering kan inte bara förutsäga skärkraften och analysera fördelningen av tillståndsvariabler såsom töjning, töjningshastighet, spänning och temperatur under skärprocessen, utan även förutsäga verktygsslitage, arbetsstyckets restspänning och ytterligare optimera skärparametrarna. Införandet av den finita elementmetoden har berikat forskningsmetoderna för skärmekanismen i titanlegering. Forskare har studerat simuleringsförutsägelse av verktygsslitage vid bearbetning av titanlegeringar och etablerat en simuleringsmodell under omfattande övervägande av flera verktygsslitagefaktorer, vilket kan realisera simuleringsförutsägelsen av verktygsslitage i viss utsträckning. Med den kontinuerliga utvecklingen av numerisk beräkningsteori och mjukvaruverktyg, kommer simulering och förutsägelse av skärprocesser att spela en viktig roll i forskningen om teori och teknik för skärande bearbetning.
