Control de calidad de la fresación CNC para esquinas redondeadas de piezas de aleación de titanio de paredes delgadas
La aleación de titanio se usa ampliamente en el campo aeroespacial debido a su alta resistencia específica, buena estabilidad térmica, resistencia a la corrosión fuerte y muchas otras ventajas. Sin embargo, debido a la necesidad de reducción de peso, las piezas de aleación de titanio están diseñadas principalmente para paredes delgadas, lo que trae excelentes problemas al mecanizado, especialmente la calidad de la fresación redondeada de CNC es difícil de controlar. La profundidad de corte radial y la alimentación real tienen cambios repentinos en el proceso del corte de esquina redondo desde la sección recta a la sección de la curva, y el cambio tiene una gran influencia en la fuerza de corte, lo que hace que el proceso de mecanizado no pueda continuar sin problemas. La fuerza de corte del filete de cavidad se ha estudiado en literatura relacionada.
Método general de fresado CNC para esquinas redondeadas
Ahora la fresación redonda más utilizada es el método de herramienta de radio igual. Por ejemplo: se procesará la esquina redonda final de R6, generalmente utilizando una herramienta rígida de φ20 mm para procesar la pared lateral al tamaño final o dejar una pequeña cantidad de asignación de acabado, y luego cambiar respectivamente la herramienta más pequeña a la vuelta de la esquina, el número y tamaño de la herramienta requerida de acuerdo con la situación real. La ventaja del método de la herramienta de radio igual que la mayoría de los materiales metálicos se eliminan a través de la herramienta de gran diámetro con una mejor rigidez, y la parte procesada por la herramienta débil es solo la parte más pequeña en la esquina redondeada, evitando la deformación del procesamiento y la corte Fenómeno de vibración del uso directo de la herramienta delgada en el caso de una gran cantidad de corte. Este método resuelve el problema de la brote del mecanizado de esquina redondeado en cierta medida, pero el cambio de herramientas frecuente y la coincidencia de herramientas causarán problemas como el ciclo de procesamiento prolongado y, lo que es más importante, este método no resuelve completamente los problemas de procesamiento como la broche y la vibración.
Análisis de las dificultades en la molienda de CNC de piezas de aleación de titanio de paredes delgadas
Las piezas de aleación de titanio de paredes delgadas se usan ampliamente en el campo aeroespacial, con las paredes laterales y la web son características típicas de tales piezas, estructura compleja, rigidez relativamente baja, por lo que el rendimiento del procesamiento es pobre. La deformación del mecanizado y la baja eficiencia de mecanizado se han convertido en problemas importantes restringir el mecanizado de piezas de aleación de titanio de paredes delgadas. Bajo la acción de la fuerza de corte, la fuerza de sujeción, la charla de corte y otros factores, la deformación del mecanizado es fácil de ocurrir, especialmente la calidad del mecanizado y la precisión en la esquina redondeada no son fáciles de controlar. La investigación encontró que después de que la herramienta de corte se corta en la esquina redondeada desde el borde recto, existe un fenómeno de mutación de fuerza de corte en exceso obvio en la esquina redondeada, a menudo subrayado, superado, charla y otros fenómenos, por lo que hay un bosque obvio, el recorte subterráneo, el recorte subterráneo, Marcas o marcas de vibración, que no solo afectan seriamente la calidad de procesamiento de las piezas, reduce la vida útil de la herramienta, sino que también reduce la eficiencia de producción. Existen las siguientes dificultades de procesamiento en la fresado CNC de las partes delgadas de la aleación de titanio.
(1) La conductividad térmica de la aleación de titanio es baja, y las piezas de paredes delgadas se deforman por calor antes y después del procesamiento redondeado.
La conductividad térmica del material de aleación de titanio es solo 1/15 de aleaciones de aluminio y aluminio, 1/5 de acero y menos que el acero inoxidable y la superalloy. La baja conductividad térmica hace que las piezas de paredes delgadas de aleación de titanio produzcan una gran diferencia de temperatura y el estrés térmico en el proceso de corte, lo que resulta en el calor de corte no es fácil de disipar, lo que resulta en el desgaste del enlace de la herramienta, la deformación de calor de la pared delgada, este fenómeno es particularmente grave cuando molienda de CNC redondeada.
(2) El estrés de la parte de la cuchilla en el proceso de corte de la aleación de titanio es grande, lo que afecta la calidad del procesamiento del filete de las piezas de paredes delgadas.
Aunque la fuerza de corte de la aleación de titanio es solo de 1/3 a 1/2 de 45 acero, el área de contacto de los chips de titanio y la superficie del cortador delantero es pequeña, solo 1/2 a 2/3 de 45 acero, la fuerza de corte encendida El área de contacto de la unidad aumenta considerablemente, por lo que la tensión en la vanguardia es de 1.3 a 1.5 veces mayor que la del acero al carbono, y la concentración de tensión de la vanguardia es muy fácil de causar el fenómeno del borde que cae. En el proceso de molienda redondeada de CNC, el programa de control numérico generalmente adopta una velocidad de alimentación constante, pero la velocidad de alimentación instantánea real tiene un cambio repentino, y es más probable que la herramienta rompa el borde en la esquina redondeada de la aleación de titanio de corte delgada. -Las piezas de pared, una vez que la herramienta rompe el borde, es probable que rasque la superficie de mecanizado, afectando seriamente la calidad del procesamiento.
(3) La aleación de titanio tiene una alta actividad química durante el corte de alta temperatura, lo que reduce en gran medida la resistencia a la fatiga de las piezas de paredes delgadas.
La actividad química de la aleación de titanio es grande, en las condiciones de alta temperatura de corte y una gran fuerza de corte por unidad de área, es fácil absorber oxígeno y nitrógeno en el aire para formar una piel dura y frágil, mientras que el proceso de corte producirá plástico La deformación también formará una capa de óxido muy dura, lo que resulta en endurecimiento de la superficie, debido al cambio repentino de la fuerza de corte en la molienda CNC de la esquina redonda, y la cantidad instantánea de corte es grande. La temperatura de corte resultante también es relativamente alta. La investigación muestra que la fuerza de fatiga en las esquinas redondeadas se reduce considerablemente bajo este fenómeno escalofriante, y hay enormes riesgos de seguridad en el uso futuro de piezas.
(4) Cambio repentino de la fuerza de corte en la molienda CNC de partes de aleación de titanio de paredes delgadas.
Para el mecanizado de esquina redondeado de las piezas de aleación de titanio de paredes delgadas, el programador general considerará el uso de un corte radial igual, es decir, la profundidad de corte radial es un cierto valor en el proceso de una herramienta de corte, cuando la herramienta se transforma de Corte al corte circular, el área de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo aumenta debido al aumento en el ángulo de corte, lo que provoca el exceso de mutación de la fuerza de corte y es fácil de inducir la vibración de corte. También hará que la deformación de mecanizado de la herramienta y la pieza de trabajo aumenten o aborden el fenómeno, y la vibración de corte producirá vibración en la esquina redondeada, afectando la calidad de procesamiento de la pieza. Al cortar con el mismo radio de la esquina redonda, el área de corte es mucho más grande que al cortar en línea recta, lo que causará un fuerte aumento en la fuerza de corte. Además, al mecanizar pequeños radios redondeados de cavidades profundas, el uso de herramientas delgadas con diámetros relativamente grandes y la reducción de la rigidez de las piezas de paredes delgadas también son una de las razones para inducir la vibración de corte.
La fuerza de corte instantánea se puede obtener sustituyendo la profundidad instantánea de corte radial y la alimentación real instantánea en la fórmula empírica de la fuerza de corte. La literatura relevante ha llevado a cabo una investigación en profundidad sobre esto, y confirmó que el cambio repentino de la fuerza de corte ocurrirá en el proceso de molienda de CNC de esquina redonda.
