Bearbetningsmetod för högprecisions tunnväggiga delar av titanlegering

Formerna på tunnväggiga delar som är vanliga i det dagliga livet är i allmänhet ringformade, skalformade och plattformade. Den strukturella storleken på dessa delar är i allmänhet mycket större än dess tjocklek. När förhållandet mellan dess strukturella storlek eller krökningsradie till dess egen tjocklek är större än 20, kallar vi det en tunnväggig del. Tunnväggiga delar kan delas in efter de mest grundläggande materialegenskaperna. I allmänhet finns det titanlegeringar, plaster och vissa kompositmaterial. De tunnväggiga delarna som bearbetas av dessa olika material har olika egenskaper och kan möta behoven på olika marknader. Det här dokumentet analyserar huvudsakligen högprecisionsbearbetningsmetoderna för tunnväggiga delar av titanlegering. Tunnväggiga delar består nästan alltid av tunna plattor och ribbor, varför tunnväggiga delar är lätta i vikt. Genom att tillverka tunnväggiga delar med olika specifikationer kan de användas för olika ändamål. Beroende på den strukturella användningen kan tunnväggiga delar delas in i balkar, fogar, väggpaneler och ribbor. Dessa olika typer av delar har sina egna unika former och fullbordar sina respektive funktioner. Egenskaperna hos denna tunnväggiga del gör dock tillverkningsprocessen svårare, eftersom den tunnväggiga delen har låg styvhet, så det är lätt att deformeras under bearbetningsprocessen, vilket resulterar i produktion av tunnväggiga delar som inte uppfyller standarderna. Av detta kan man se att analysen av bearbetningsmetoden för tunnväggiga delar och optimeringen av dess bearbetningsteknik är mycket nödvändiga, och det är av stor betydelse att främja utvecklingen av bearbetningsindustrin för tunnväggiga delar.

1. Inverkan av klämfaktorer på detaljdeformation

Klämningsprocessen är en av kärnprocesserna i hela tekniken för bearbetning av tunnväggiga delar. Oavsett vilken bearbetningsmetod som används kommer kvaliteten på klämprocessen direkt att avgöra bearbetningskvaliteten för de tunnväggiga delarna. För bearbetning av tunnväggiga delar bestämmer klämschemat, klämpunktens läge och klämkraften kvaliteten på de bearbetade delarna. Om en olämplig spännpunktsposition eller spännkraft används kan det orsaka olika grader av deformation av detaljen, och det kommer också att i hög grad påverka detaljens bearbetningsnoggrannhet. Speciellt vid bearbetning av tunnväggiga delar på verktygsmaskinen återspeglas vikten av fastspänningsprocessen fullt ut. Bland dem kommer 30 % till 50 % av bearbetningsfelen från fastspänningsprocessen. Dessutom, under bearbetningen av tunnväggiga delar, kommer fluktuationseffekten mellan åtdragningskraften och skärkraften att ge en kopplingseffekt, vilket kommer att leda till omfördelning av bearbetningsrestspänning och initial restspänning inuti delen, vilket också kommer att påverka delens bearbetningskvalitet. Därför kan spännproblemet med tunnväggiga delar fortfarande inte ignoreras. Att förbättra fastspänningsprocessen för tunnväggiga delar är av stor betydelse för att förhindra deformation av delar under bearbetningen.

2. Inverkan av skärkraft och skärvärme på deldeformation

Bearbetningsparametrarna för tunnväggiga delar återspeglar direkt förhållandet mellan tunnväggiga delar och bearbetningsverktyg. Under bearbetningen av tunnväggiga delar, på grund av den låga elasticitetsmodulen hos tunnväggiga delar av titanlegering, kommer ytan på den bearbetade delen att ha en stor återfjädring, vilket direkt kommer att leda till en ökning av kontaktytan mellan den bearbetade ytan och verktygets flank, vilket kommer att ha stor inverkan på bearbetningskvaliteten hos den tunnväggiga delen, vilket gör att bearbetningsnoggrannheten för delen sjunker kraftigt. Samtidigt kommer det också att minska verktygets hållbarhet. Å andra sidan, om skärkraften är för stor och överskrider materialets elastiska gräns, kommer det att orsaka plastisk deformation av delen. Dessutom är förekomsten av skärvärme också en av nycklarna som påverkar bearbetningskvaliteten för delar. Skärvärme alstras av friktionen mellan spån och spånyta, den bearbetade ytan på arbetsstycket och flankytan. En stor mängd skärvärme kommer att leda till ojämn temperatur på olika delar av arbetsstycket och kommer också att förvärra deformationen av delarna, vilket resulterar i en minskning av delarnas bearbetningsnoggrannhet. Samtidigt kan ytkvaliteten på delarna inte garanteras väl.

3. Inverkan av kvarvarande spänning på deformation

Restspänning i tunnväggiga delar har två huvudkomponenter. En del av det är den initiala restspänningen som genereras under den initiala formningsprocessen av tunnväggiga delar. Det finns många orsaker till genereringen av denna del av kvarvarande stress. Bland dem, för skarvade tunnväggiga kompositdelar med stor yta, är påverkan av kvarvarande spänning under bearbetningen mer uppenbar. Den andra delen är restspänningen på den bearbetade ytan. Denna del av restspänningen är huvudsakligen resultatet av den omfattande påverkan av olika faktorer, såsom verktygets mekaniska verkan på arbetsstyckets ytmetall, den termiska verkan och den elastiska återhämtningen av den inre metallen. Under bearbetningen av tunnväggiga delar är det mycket troligt att balansen mellan kvarvarande spänningar i detaljämnet bryts. Vid denna tidpunkt är spänningsbalansen inuti delen bruten, vilket resulterar i spänningsomfördelning, vilket orsakar deformation av delen.

I allmänhet finns det många faktorer som leder till deformation av tunnväggiga delar under bearbetning, och dessa faktorer är primära och sekundära. Hur man särskiljer de viktigaste påverkande faktorerna och effektivt kontrollerar dem, och optimerar och förbättrar bearbetningstekniken för tunnväggiga delar är ett effektivt sätt att kontrollera bearbetningsdeformationen av tunnväggiga delar. Denna artikel analyserar orsakerna till bearbetningen av deformation av tunnväggiga delar, och sammanfattar de nuvarande kontrollmetoderna för bearbetning av deformation av tunnväggiga delar. Det kan ses att genom att ändra den traditionella bearbetningsmetoden och optimera bearbetningstekniken är det till hjälp för bearbetningen av arbetsstycket, vilket kan minska deformationen av arbetsstycket i viss utsträckning och säkerställa stabiliteten och användbarheten av den producerade produkten . Men endast genom att heltäckande överväga alla påverkande faktorer, med hjälp av finita elementanalys och numerisk simulering, kan deformationen av tunnväggiga delar förutsägas och kontrolleras ytterligare, för att förbättra bearbetningskvaliteten för tunnväggiga delar.