การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสำหรับแผ่นปิดช่องผนังบาง 2 มม. ของโลหะผสมไทเทเนียม Gr5

ที่แผ่นปิดช่องผนังบางโลหะผสมไทเทเนียม Gr5ใช้สำหรับการปิดผนึกด้วยแรงดัน ซึ่งกำหนดความต้องการสูงในด้านความแม่นยำของโปรไฟล์ ความเรียบ และความสม่ำเสมอของความหนาของผนัง ชิ้นงานที่มีผนังหนา 2 มม. มีความแข็งแกร่งของโครงสร้างต่ำ

การวิจัยในประเทศและต่างประเทศในปัจจุบันเกี่ยวกับส่วนประกอบผนังบางของโลหะผสมไทเทเนียมส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การจำลองการตัด การสะท้าน และการทำนายความเครียดตกค้าง ชุดกระบวนการตัดเฉือนที่แม่นยำแบบครบวงจรที่มุ่งเป้าไปที่แผ่นปิดช่องที่มีความหนา 2 มม. นี้มีคุณค่าการวิจัยทางวิศวกรรมสูง

 

 

1. ลักษณะโครงสร้างชิ้นส่วน

วัตถุวิจัยคือแผ่นปิดช่องโลหะผสมไทเทเนียม Gr5 อบอ่อน ซึ่งเป็นส่วนประกอบประเภทแผ่นที่มีช่องปิดที่ซับซ้อน ความหนาของผนังด้านข้างของช่องคือ 2 มม. ช่องว่างคือการหลอมโลหะผสมไทเทเนียม Gr5 ข้อกำหนดที่เข้มงวดถูกกำหนดไว้สำหรับความทนทานต่อโปรไฟล์ ความเรียบ ความสม่ำเสมอของความหนาของผนัง และความขรุขระของพื้นผิว พื้นผิวการผสมพันธุ์ของแผ่นปิดทำหน้าที่สำหรับการปิดผนึก ห้ามมีรอยพูดคุย รอยขีดข่วน และการพังทลายของท้องถิ่นโดยเด็ดขาด

 

2. ความยากในการตัดเฉือนที่สำคัญ

• สปริงหลังและการโก่งตัวของเครื่องมือของผนังบาง: ผนังด้านข้าง 2 มม. มีความแข็งแกร่งต่ำ ภายใต้แรงตัดระหว่างการกัด จะให้ผลแบบยืดหยุ่น ส่งผลให้ความลึกของการตัดไม่เพียงพอ สปริงด้านหลังหลังการตัดเฉือนทำให้ความหนาของผนังที่ไม่พิกัดความเผื่อและขนาดโปรไฟล์ของช่อง
• ตัดเรื่องไร้สาระ: ความแข็งแกร่งของโครงสร้างต่ำและความถี่ธรรมชาติต่ำของส่วนประกอบทำให้เกิดการสะท้านที่เกิดขึ้นใหม่ ทำให้เกิดรอยสะท้านบนผนังด้านข้าง คุณภาพพื้นผิวลดลง และเร่งการสึกหรอของเครื่องมือ
• การเสียรูปที่เกิดจากความเค้นตกค้าง: วัสดุจำนวนมากจะถูกเอาออกในการตัดเฉือนหยาบ ทำให้เกิดความเค้นตกค้างที่เกิดจากการตัด การคลายความเค้นหลังจากการถอดฟิกซ์เจอร์ออกทำให้เกิดการบิดเบี้ยวโดยรวมของแผ่นปิดและความเรียบที่ยอมรับไม่ได้
• ขอบเครื่องมือก่อตัวและการสึกหรอ: โลหะผสมไทเทเนียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูงที่อุณหภูมิสูง ความร้อนมุ่งไปที่ปลายเครื่องมือ ทำให้เกิดการสึกหรอที่คมตัดและคมตัดได้ง่าย ส่งผลให้มิติมีความเสถียรต่ำ
• การเสียรูปที่เกิดจากฟิกซ์เจอร์: การยึดแผ่นแรงดันแบบแข็งทั่วไปจะทำให้เกิดความเค้นอัดเฉพาะที่ ชิ้นส่วนที่มีผนังบางจะเกิดการเสียรูปแบบพลาสติกภายใต้การจับยึด และการสปริงกลับเมื่อไม่มีการจับยึดทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของมิติ

 

 

1. เส้นทางกระบวนการ

การหลอมโลหะเปล่าของ Gr5 จะต้องผ่านการอบอ่อนเพื่อบรรเทาความเครียดก่อน แล้วตามด้วยการกัดพื้นผิวอ้างอิงล่วงหน้า ช่องถูกกลึงหยาบโดยการกัดหลายชั้นที่มีความสูงคงที่โดยมีค่าเผื่อข้างเดียว 0.25-0.3 มม. การคลายการจับยึดและการเสื่อมสภาพจะดำเนินการเพื่อคลายความเครียดจากการตัดเฉือน การหนีบซ้ำจะดำเนินการสำหรับการเก็บผิวกึ่งละเอียด โดยเหลือค่าเผื่อด้านเดียวที่สม่ำเสมอที่ 0.08-0.1 มม. การกัดขอบนอกแบบออฟเซ็ตคอนทัวร์ถูกนำมาใช้สำหรับการตัดเฉือนขั้นสุดท้าย มีการใช้เครื่องจักรหลายชั้นแบบสมมาตรกับผนังด้านข้างของช่องเพื่อรับประกันว่าผนังจะบางเพียง 2 มม. จากนั้นจึงดำเนินการลบคม ทำความสะอาดอัลตราโซนิก ตามด้วยการตรวจสอบโดยใช้เครื่องวัดพิกัดและเครื่องทดสอบความหยาบ

 

2. เครื่องมือและอุปกรณ์ติดตั้ง

มีการใช้หัวจับสุญญากาศสำหรับการวางตำแหน่งหลัก โดยมีบล็อคหยุดโดยรอบเพื่อรับแรงตัดด้านข้าง เรซินแบบถอดได้/ตัวรองรับจุดหลอมเหลวต่ำจะถูกติดตั้งไว้ภายในคาวิตี้ และถอดออกก่อนการตัดเฉือนจะเสร็จสิ้น Datum ของเครื่องมือเป็นแบบกราวด์ที่แม่นยำ การจัดตำแหน่งไดอัลเกจดำเนินการเพื่อควบคุมข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่ง ปรับปรุงความแข็งแกร่งของชิ้นงาน และลดการสะท้านและการโก่งตัวของเครื่องมือ

 

3. เครื่องมือตัด

ดอกกัดโซลิดคาร์ไบด์เคลือบ TiAlN ที่มีระยะพิทช์แปรผันและเกลียวไม่เท่ากันถูกนำมาใช้ โดยมีมุมคาย 10 องศา -15 องศา และมุมเกลียวขนาดใหญ่เพื่อลดการสั่นสะท้านและประสิทธิภาพการป้องกันการสะสมของคมตัด เครื่องมือ φ6 ใช้สำหรับการตัดเฉือนหยาบ และดอกเอ็นมิลล์เก็บผิว φ4 สำหรับการเก็บผิวกึ่งละเอียดและการเก็บผิวละเอียด

 

4. พารามิเตอร์การตัดและการระบายความร้อน

• การกัดหยาบ: ความเร็วตัด 45-60 ม./นาที อัตราป้อนต่อฟัน 0.06-0.10 มม./z ความลึกของการตัด 0.4-0.6 มม. ความกว้างในแนวรัศมีของการตัดคิดเป็น 20%-30% ของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ
• การกัดกึ่งสำเร็จรูป: ความเร็วตัด 40-50 ม./นาที อัตราป้อนต่อฟัน 0.04-0.07 มม./z ความลึกของการตัด 0.2-0.3 มม.
• เสร็จสิ้นการโม่: ความเร็วตัด 30-40 ม./นาที อัตราป้อนต่อฟัน 0.03-0.05 มม./z ความลึกของการตัด 0.05-0.1 มม. ความกว้างในแนวรัศมีของการตัดคิดเป็น 5%-10% ของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ เพื่อลดการเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นของผนังบาง ๆ
• ระบายความร้อน: การระบายความร้อนภายในแรงดันสูงรวมกับน้ำมันตัดกลึงที่ละลายน้ำได้ถูกนำมาใช้เพื่อการกระจายความร้อนและการหล่อลื่นเพื่อลดการเปลี่ยนรูปจากความร้อน

 

 

• การกัดแบบสมมาตรแบบหลายชั้น: การตัดเฉือนแบบสลับทิศทาง Z ทีละชั้นสำหรับผนังด้านข้างของช่อง การรองรับวัสดุสำหรับผนังบางจะยังคงอยู่เพื่อรักษาสมดุลแรงตัดและลดการเสียรูปที่เกิดจากการโก่งตัว
• การปลดปล่อยความเครียดเป็นระยะ: ปลดแคลมป์เพื่อคลายความเค้นหลังการตัดเฉือนหยาบ แยกการดำเนินการกัดหยาบและการเก็บผิวละเอียด ปล่อยให้ยืนหลังจากการเก็บผิวกึ่งละเอียดก่อนที่จะเสร็จสิ้นการตัดเฉือนเพื่อยับยั้งการโก่งตัวของชิ้นงาน
• การควบคุมเบี้ยเลี้ยงเครื่องแบบ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเผื่อการเก็บผิวสำเร็จอย่างสม่ำเสมอด้วยการเก็บผิวกึ่งละเอียดเพื่อหลีกเลี่ยงการเบี่ยงเบนความหนาของผนัง
• การปราบปรามการพูดพล่อย: ใช้คัตเตอร์แบบปรับระยะพิทช์ได้ ลดความเร็วตัดและความกว้างในแนวรัศมีของการตัดในการกัดขั้นสุดท้ายเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นพ้อง ปรับใช้การสนับสนุนเสริมเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่ง
• การชดเชยข้อผิดพลาด: ทดสอบขนาดสปริงกลับของผนังบางล่วงหน้า และใช้การชดเชยโปรไฟล์เล็กน้อยในโปรแกรม CAM เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของความหนาของผนัง

 

 

กระบวนการที่กล่าวมาข้างต้นถูกนำไปใช้กับการตัดเฉือนแผ่นปิดช่องที่มีผนังบาง 2 มม. ของโลหะผสมไทเทเนียม Gr5 ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาของผนังคงที่ที่ 2 ± 0.02 มม. ความคลาดเคลื่อนของโปรไฟล์เป็นไปตามข้อกำหนด ความเรียบน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03 มม. ความขรุขระของพื้นผิวผนังด้านใน Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 μm โดยไม่มีรอยสะท้าน รอยขีดข่วน หรือขอบที่สะสม หลังจากการคลายแคลมป์และยืนเป็นเวลา 72 ชั่วโมง ความแปรผันของมิติที่วัดในการตรวจสอบซ้ำจะน้อยกว่า 0.02 มม. ซึ่งบ่งชี้ถึงประสิทธิภาพการควบคุมความเค้นตกค้างที่ดี

• ข้อสรุปการทดสอบ: เครื่องมือสึกหรอเล็กน้อยในการตัดเฉือนขั้นสุดท้ายจะทำให้เกิดการชดเชยความหนาของผนัง ข้อกำหนดการตรวจสอบคมตัดและการเปลี่ยนเครื่องมือเป็นประจำจะต้องถูกกำหนดไว้สำหรับการผลิตจำนวนมาก เศษขอบมักจะเกิดขึ้นหลังจากการถอดส่วนรองรับออก ควรเพิ่มขั้นตอนการลบคมแบบยืดหยุ่นเพื่อปกป้องพื้นผิวการซีล

 

อ้างอิง

[1] หวังตงกัง, เฉิงเล่ย, หยางซ่ง การกลึงซีเอ็นซีของชิ้นส่วนแผ่นปิดช่องผนังบางโลหะผสมไทเทเนียม[J] ตลาดเครื่องมือเครื่อง CNC ปี 2020

[2] เฉิน กวง, หวัง เจี้ยน ความคืบหน้าการวิจัยเกี่ยวกับการควบคุมการตัดเฉือน-การเปลี่ยนรูปของชิ้นส่วนผนังบางโลหะผสมไทเทเนียม[J] เทคโนโลยีการผลิตและเครื่องมือกล

[3] หลี่ หยวน การวิจัยเกี่ยวกับการกัด Chatter และการเปลี่ยนรูปของการตัดเฉือนชิ้นส่วนผนังบางโลหะผสมไทเทเนียม TC4[D] มหาวิทยาลัยเสิ่นหยาง ลี่กง.

[4] จาง ห่าว การวิจัยเกี่ยวกับการควบคุมความเครียดตกค้างสำหรับการกัดชิ้นส่วนผนังบางโลหะผสมไทเทเนียม[J]ที่อุณหภูมิต่ำ เทคโนโลยีการผลิตและเครื่องมือกล

 

Ruihang ในฐานะผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมโดยตรง จัดหาวัตถุดิบคุณภาพดีที่สุดสำหรับการผลิตส่วนประกอบที่มีความแม่นยำของคุณ หากคุณมีความต้องการซื้อใด ๆ โปรดติดต่อเราผ่านทางอีเมล:Sam.Rui@bjrh-titanium.com