Как идеально обработать титановые детали больших размеров с ЧПУ?

Титан можно обрабатывать на станках с ЧПУ, как нержавеющую сталь; как мы все знаем, он обладает желаемыми свойствами материала, а также с ним относительно легко работать. На раннем этапе применения технологии точного литья из титанового сплава этот процесс в основном использовался для производства обычных прецизионных отливок среднего размера с относительно простыми формами. Большинство отливок этого типа имеют размер в пределах 500 мм, и большинство форм имеют стержневую, дискообразную, плоскую, кольцевую и т. Д. Большинство толщин стенок находятся в диапазоне 6-10 мм, такие как как имплантированные в тело человека. Среди них протезы, лопасти двигателя, стойки и другие конструкции. Поскольку нет сложных технологических структур, таких как глубокие канавки, канавки и ребра, структурное напряжение во время заливки относительно невелико, подача относительно достаточна, а процесс формования этого типа литья относительно прост, поэтому качество формовки может всегда поддерживаться в состоянии более высокого качества. В то время как для крупногабаритной обработки титана с ЧПУ идеальная обработка не так проста, эта статья покажет вам подробные методы изготовления идеальных больших титановых отливок.

Перед знакомством с методами прецизионной обработки титана с ЧПУ , во-первых, давайте знать типы большого размера. По мере того, как титан становился все более популярным благодаря своим хорошим качествам, его стали использовать в более крупных тонкостенных сложных отливках. Они бывают двух типов.

Титановые детали среднего и большого размера

Это литье представляет собой тип литья, который постоянно совершенствуется для удовлетворения практических потребностей аэрокосмической промышленности. С постепенным развитием аэрокосмической отрасли применение этого типа технологии формования отливок стало ключевым объектом исследований различных крупных исследовательских институтов. Размер большинства крупногабаритных тонкостенных сложных отливок строго контролируется размером 500-1000 мм с толщиной стенки 1-3 мм, а их структура относительно сложна, что затрудняет формование.

Большие детали из титана

Такие отливки нельзя сравнивать с другими отливками по всем аспектам качества и производительности. Размер этого типа литья в основном превышает 1500 мм, минимальная толщина стенки составляет около 1 мм, а масса в основном составляет около 50-1000 кг. Этот тип литья часто используется для замены конструкции, образованной множеством крепежных деталей и сборок деталей, тем самым всесторонне улучшая стабильность и точность конструкции литья, значительно снижая затраты и ускоряя производство.

Каков традиционный метод обработки большого титана?

Процессы механической обработки титановых сплавов включают в себя традиционные операции механической обработки (токарная обработка, торцевое фрезерование, высокоскоростная резка (СВС), фрезерование, сверление), операции формообразования (холодная и горячая штамповка, гидроформовка, ковка) и альтернативные операции обработки (лазерная резка, -струйная резка, прямое лазерное спекание металла). Механическая обработка титановых сплавов считается сложной из-за их относительно высокой прочности на растяжение, низкого предела пластичности, на 50% более низкого модуля упругости (104 ГПа) и примерно на 80% более низкой теплопроводности, чем у стали. Меньший модуль упругости может вызвать большее «отпруживание» и эффект отклонения заготовки. Поэтому требуются более жесткие настройки и большие зазоры для инструментов.

Почему сложно обрабатывать большой титан?

Первый аспект — это характеристики крупногабаритных прецизионных отливок из титанового сплава с точки зрения структуры детали. Крупногабаритные прецизионные отливки из титанового сплава обычно представляют собой цельные детали рамного типа. Чистая высота в направлении Z обычно превышает 650 мм, а площадь, которая может эффективно поддерживаться внутри компонента, невелика. Местная жесткость детали относительно низкая; поверхность отливки имеет относительно много тонкостенных структур, толщина большей части ребра составляет 2-3 мм, а обрабатываемость относительно плохая; прецизионные отливки из титанового сплава обычно имеют четыре ступени диаметра. Фокусные отверстия и выступы с глубокими канавками очень трудно обрабатывать на станках с ЧПУ, а требования к точности конструкции, такие как ширина паза, соосность и апертура, также очень высоки.

Второй аспект – это характеристики заготовки отливки. Хотя размер заготовки прецизионного литья из титанового сплава в основном фиксирован на этом этапе, трудно контролировать погрешность точности в процессе ковки литья из титанового сплава, поэтому она легко появляется в последующем процессе обработки с ЧПУ. Следующие две проблемы:с одной стороны, трудно добиться эффективного согласования между необработанной поверхностью и обработанной поверхностью, и легко вызвать этапы обработки в процессе обработки, что значительно увеличивает фактическую нагрузку на слесаря. шлифовальные работы; с другой стороны, это увеличит обработку литья. Проблема неравномерного припуска приводит к серьезной деформации отливок во время операций обработки с ЧПУ.

Третий аспект — это анализ деформационных характеристик деталей. Если распределение напряжения в крупных отливках из титанового сплава неравномерно, это легко приведет к серьезным проблемам с деформацией отливок из титанового сплава. Поскольку большинство крупных прецизионных отливок из титанового сплава представляют собой полузакрытые рамные конструкции, а прочных внутренних опор немного, задний конец прецизионных отливок также будет иметь открытую структуру, жесткость конструкции детали низкая, и нет усиления для отростчатых ребер. Таким образом, проблемы деформации, такие как растяжение открытого конца, смещение в направлении высоты и изгиб профиля, могут возникать во время обработки. К основным факторам деформации относятся чрезмерное удаление местных материалов и недостаточное снятие внутренних напряжений; после литья заготовок. Распределение микроструктуры прецизионных отливок недостаточно однородно, что приводит к проблеме несбалансированного снятия термических напряжений.

Несмотря на эти недостатки, существуют методы, облегчающие обработку титана.

Какой идеальный метод обработки титана?

На основе структурных характеристик больших отливок из титанового сплава и фактических трудностей обработки формулируется конкретный план технологии обработки с числовым программным управлением, включая зажим, быстрое позиционирование, контроль деформации и контроль точности размеров.

Подробное введение в обработку титана

Во-первых, это схема применения зажимной технологии. Поскольку верхняя часть конструкции больших отливок из титановых сплавов находится в основном в свободном состоянии, отверстия на обоих концах отливки и большие отверстия в середине имеют относительно слабую жесткость. Обычно во время обработки возникают проблемы с вибрацией, что отрицательно сказывается на качестве обработки с ЧПУ. Столкнувшись с этой проблемой, вы можете добавить три дополнительных набора регулируемых опорных инструментов на платформу для обработки с ЧПУ, чтобы эффективно повысить фактическую жесткость обрабатываемой детали с ЧПУ прецизионного литья из титанового сплава, чтобы обеспечить качество поверхности и производительность прецизионного литья. при обработке на ЧПУ. База.

Второй – метод быстрого позиционирования. Работа по быстрому позиционированию заключается в установке фиксированного установочного штифта на инструментальной части технологической платформы и установке позиционной структуры отверстия в соответствующем положении технического босса обработки отливки, чтобы гарантировать, что отверстие и зазор вала могут повторяться, для достижения быстрого и точного позиционирования в процессе обработки с ЧПУ. . В то же время установочный штифт на исходном конце оснастки должен иметь цилиндрическую форму, а дистальный установочный штифт должен иметь шестигранную форму, чтобы оставить дополнительный припуск на деформацию отливки при механической обработке. основа лучшей фиксации точного литья. Заложите основу для последующих зажимных операций.

Третий этап — обработка контроля деформации. Оптимизация режущих инструментов и связанных с ними параметров стоит на первом месте. При резке прецизионных отливок сила резания является одним из факторов, оказывающих наибольшее влияние на качество прецизионных отливок. Сила резания в значительной степени определяет теплоту резания и деформацию обработки отливок из титановых сплавов и даже влияет на фактическую эффективность резания. Поэтому в процессе резки обычно выбирается острый инструмент с острой кромкой или относительно большим передним углом, а метод послойной обработки с небольшой глубиной реза используется для уменьшения проблемы деформации прецизионных отливок из титанового сплава во время ЧПУ. процесс механической обработки. Вероятность. Во-вторых, реализация бритья без стресса. Под влиянием различных технологических нагрузок прецизионные отливки из титанового сплава будут иметь определенные проблемы с деформацией. В этом случае необходимо использовать безнапряженное зажимание и безнапряженное бритье и другие методы. Уменьшить деформацию отливок. Когда крупная прецизионная отливка из титанового сплава находится в свободном состоянии, нижняя поверхность позиционирующей втулки амортизируется такими компонентами, как медные прокладки, чтобы гарантировать, что детали зажимаются без напряжения во время операции прессования, а позиционирующая втулка не деформируется. , чтобы исключить процесс обработки. В процессе возникают проблемы с зажимным напряжением и деформацией отливки.

Четвертая схема контроля точности размеров. Перед началом работы по обработке с ЧПУ необходимо всесторонне измерить обработанную и необработанную поверхность, чтобы облегчить проверку последующей деформации и припуска на обработку, а также определить припуск на обработку программы ЧПУ по результатам проверки. В реальном процессе обработки с ЧПУ из-за очевидной проблемы деформации ножа в тонкостенной конструкции крупногабаритных прецизионных отливок из титанового сплава точность обработки прецизионных отливок с ЧПУ легко снижается, что в конечном итоге приводит к локальной неравномерности и размеру. прецизионные отливки. Различия и т. д.

Особенности титановых деталей с ЧПУ

• Высокая прочность
• Коррозионная стойкость
• Хорошее соотношение прочности и веса
• Пластичность
• Хорошая обрабатываемость
• Варианты обработки поверхности
• Подходит для вторичной переработки

По этим причинам титан регулярно используется в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская.

Производитель профессиональных станков с ЧПУ для обработки титана – JTR

JTR является опытным поставщиком услуг по обработке с ЧПУ и высокопрофессиональна в производстве титановых деталей и прототипов. Получите бесплатное предложение прямо сейчас.