Analyse van de vervormingscontroletechnologie voor dun-wandige componenten van titaniumlegeringen

Dun{0}}wandige componenten van titaniumlegering verwijzen over het algemeen naar structurele precisieonderdelen met een wanddikte variërend van 0,5 mm tot 3 mm, een zwakke structurele stijfheid en hoge vereisten voor contournauwkeurigheid. Echter,titanium legeringenhebben een lage thermische geleidbaarheid, lage elastische modulus en hoge snijweerstand. Gecombineerd met de slechte stijfheid van dun{1}}wandige constructies die gevoelig zijn voor vervorming onder kracht, kunnen problemen zoals elastische terugvering, kromtrekken, torsie en dimensionele afwijkingen- van-tolerantie gemakkelijk optreden tijdens CNC-frezen en draaien. Deze problemen hebben de industrie lange tijd geplaagd met een slechte garantie op bewerkingsnauwkeurigheid, een lage opbrengst aan eindproducten en een onstabiele batchconsistentie.

 

 

1.Bewerkingsproblemen van materiaal en structuur

Titaniumlegeringen vertonen een slechte warmtegeleiding, een lage elasticiteitsmodulus en een ernstige neiging tot snijkant- bij hoge temperaturen, wat leidt tot snijtrillingen en terugvering van het werkstuk tijdens de bewerking. Dun-wandige componenten hebben een lage stijfheid en zijn gevoelig voor micro-vervorming onder snijbelastingen. De restspanning in gesmede en gewalste plano's wordt opnieuw verdeeld naarmate materiaal wordt verwijderd, wat resulteert in het kromtrekken van onderdelen en grote uitdagingen vormt voor precisiebewerking.

 

2.Classificatie van kernvervormingsmechanismen

• Mechanische vervorming veroorzaakt door snijkracht: Dunne wanden buigen onder snijbelasting, en terugveren na het verwijderen van de belasting veroorzaakt maatfouten, die vaak voorkomen bij dunne platen en zijwanden.
• Thermische vervorming door snijwarmte: Ongelijke lokale thermische uitzetting en krimp genereren thermische spanning, wat algemene structurele vervorming veroorzaakt.
• Vervorming als gevolg van het vrijkomen van restspanning: Superpositie van initiële spanning van het onbewerkte stuk materiaal en bewerkingsspanning verbreekt het spanningsevenwicht wanneer materiaal wordt weggesneden, wat leidt tot globale vervorming van het onderdeel.
• Vervorming van klemspanning: onjuiste klemposities of overmatige klemkracht drukken het werkstuk samen en er treedt terugvering op na het loslaten van de klemming.

 

 

• Homogenisatie van blanco spanning: Hoge- temperatuurveroudering wordt toegepast op titaniumlegeringen voor spanningsverlichting. Voor lucht- en ruimtevaartcomponenten met hoge{2}}precisie wordt een gecombineerde behandeling van veroudering bij lage- temperatuur en veroudering door trillingen toegepast.
• Regulering van niet-uniforme bewerkingstoeslag: gedifferentieerde toeslagverdeling op basis van het Rayleigh-Ritz-model balanceert snijbelastingen en onderdrukt vervorming van dunne- wanden.
• Voorbehandeling van blanco's: Blanks worden geëgaliseerd en gepolijst om oppervlaktedefecten te elimineren, nauwkeurigheid van het nulpunt te garanderen en vervorming van de bewerking te verminderen.

 

 

1.Optimalisatie van snijparameters

Gelaagd snijden wordt toegepast voor dun-wandige onderdelen van titaniumlegering. Voor het nabewerken worden een kleine snijdiepte en een hoog spiltoerental geselecteerd: de radiale snijdiepte bedraagt ​​niet meer dan 5% van de gereedschapsdiameter en de enkele axiale snijdiepte varieert van 0,1 mm tot 0,3 mm. Bij het voorbewerken wordt een gemiddeld spiltoerental gebruikt voor het verwijderen van materiaal, terwijl bij het nabewerken een hoog spiltoerental en een lage voedingssnelheid worden toegepast. Meelopend frezen wordt gedurende het hele proces toegepast om verharding en vervorming te verminderen.

 

2.Optimalisatie van snijgereedschappen en gereedschapspaden

Er wordt gekozen voor hardmetalen snijgereedschappen met grote spaanhoeken en variabele spiraalhoeken. Er wordt gebruik gemaakt van trochoïdaal frezen en spiraalvormig insteeksnijden, waarbij symmetrische gelaagde gereedschapsbanen van binnen naar buiten worden bewerkt. Dit zorgt voor een evenwichtige spanningsvrijgave, voorkomt kromtrekken van onderdelen en stabiliseert de snijkracht.

 

3.Upgrade van koel- en smeertechnologie

Minimum Hoeveelheid Smering (MQL) vervangt overstromingskoeling om de snijtemperatuur effectief te verlagen en thermische vervorming tegen te gaan. Voor ultra-precieze componenten kan cryogene koeling met koude lucht worden gecombineerd om de thermische belasting verder onder controle te houden.

 

 

• Optimaliseer klemschema's: volg de principes van gelijkmatig verdeelde meer- klemming en lage klemkracht. De klemkracht wordt bepaald via simulatietests; klempunten zijn op stijve zones aangebracht om dunne- wandoppervlakken te voorkomen en extrusievervorming te voorkomen.
• Voeg hulpsteunen toe: Vulgereedschappen of doornen worden toegepast op hangende dunne- wandconstructies om de stijfheid te vergroten en buigtrillingen te onderdrukken. Steunen en klemmen kunnen pas worden losgemaakt nadat het werkstuk is afgekoeld en de spanning is gestabiliseerd om terugveren te voorkomen.
• Verbeter de precisie van de opspaninrichting: Zorg voor een hoge nauwkeurigheid van de positioneringsoppervlakken om een ​​goede pasvorm tussen gereedschap en werkstukken te bereiken, waardoor ongelijkmatige spanning veroorzaakt door openingen wordt geëlimineerd.

 

 

1.Inter-proces voor stressverlichting

Pas gesegmenteerde processen toe: ruwe bewerking → spanningsverlichting → semi-afwerking → secundaire spanningsvermindering → afwerking. Na het voorbewerken wordt een bewerkingstoeslag van 0,3–0,5 mm gereserveerd voor spanningsverlichting bij lage- temperatuur, en secundaire veroudering wordt uitgevoerd na semi-nabewerken om de spanning te homogeniseren en de vervorming bij het nabewerken te verminderen.

 

2.Dynamische vervormingsvoorspelling en compensatietechnologie

Simulatiemodellen worden gebruikt om bewerkingsvervormingen te voorspellen, en genetische algoritmen worden toegepast om gereedschapspaden te optimaliseren om elastische en thermische vervormingen te compenseren. Real- procesregulering wordt gerealiseerd met online monitoring, gecombineerd met continue iteratie via inspectie van coördinatenmeetmachines (CMM). Dimensionale vervorming kan worden gecontroleerd binnen 0,005 mm, met procescapaciteitsindex CPK groter dan of gelijk aan 1,33 voor kritische afmetingen.

 

 

Ruihang levert als directe fabrikant van titaniumproducten grondstoffen van optimale kwaliteit voor de productie van uw precisiecomponenten. Als u aankoopbehoeften heeft, neem dan gerust contact met ons op via e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com