Como usinar peças de titânio em tamanho grande com perfeição?

Titânio pode ser usinado em CNC como aço inoxidável; como todos sabemos, tem propriedades materiais desejáveis ​​e também é relativamente fácil de trabalhar. No estágio inicial da aplicação da tecnologia de fundição de precisão de liga de titânio, esse processo foi usado principalmente para produzir peças fundidas de precisão comuns de tamanho médio com formas relativamente simples. A maioria das peças fundidas deste tipo tem um tamanho de 500 mm, e a maioria das formas são em forma de haste, em forma de disco, em forma de plano, anular, etc. como implantado no corpo humano. Entre eles estão as próteses, as lâminas do motor, as escoras e outras estruturas. Como não há estruturas de processo complexas, como ranhuras profundas, ranhuras e nervuras, a tensão estrutural durante o vazamento é relativamente pequena, a alimentação é relativamente suficiente e o processo de formação deste tipo de fundição é relativamente simples, de modo que a qualidade da formação pode sempre ser mantido em condições de maior qualidade. Embora para usinagem CNC de titânio de tamanho grande, a usinagem perfeita não seja tão simples, este artigo mostrará os métodos detalhados para fazer peças fundidas de titânio grandes perfeitas.



Antes de conhecer os métodos de Usinagem CNC de precisão de titânio , primeiro, vamos conhecer os tipos de tamanho grande. À medida que o titânio se tornou mais popular por suas boas características, as pessoas começaram a colocá-lo em fundidos complexos de paredes finas maiores. Existem dois tipos deles.

Peças de titânio de tamanho médio-grande

Esta fundição é um tipo de fundição que foi continuamente desenvolvida para atender às necessidades de aplicação prática da indústria aeroespacial. Com o desenvolvimento gradual do campo aeroespacial, a aplicação deste tipo de tecnologia de moldagem de fundição tornou-se o principal objeto de pesquisa de várias grandes instituições de pesquisa. A maioria dos fundidos complexos de paredes finas em grande escala são estritamente controlados em 500-1000mm de tamanho, com uma espessura de parede de 1-3mm, e sua estrutura é relativamente complexa, tornando muito difícil de formar.

Peças de titânio de tamanho grande

Tais peças fundidas não podem ser comparadas com outras peças fundidas em todos os aspectos de qualidade e desempenho. O tamanho deste tipo de fundição é principalmente acima de 1500mm, a espessura mínima da parede é de cerca de 1mm e a massa é principalmente em torno de 50-1000kg. Este tipo de fundição é frequentemente utilizado para substituir a estrutura formada por muitos elementos de fixação e montagem de peças, melhorando assim de forma abrangente a estabilidade e precisão da estrutura de fundição e reduzindo significativamente os custos e acelerando a produção.

Qual ​​é o método convencional para usinar titânio grande?

Os processos de usinagem de ligas de titânio envolvem operações de usinagem convencionais (torneamento, faceamento, corte de alta velocidade (HSC), fresamento, furação), operações de conformação (formagem a frio e a quente; hidroformagem, forjamento) e operações de usinagem alternativas (corte a laser, água -corte a jato, sinterização direta a laser de metal). As operações de usinagem de ligas de titânio são consideradas difíceis devido à sua resistência à tração relativamente alta, baixo rendimento dúctil, módulo de elasticidade 50% menor (104 GPa) e condutividade térmica aproximadamente 80% menor que a do aço. O módulo de elasticidade mais baixo pode causar um maior efeito de "retorno de mola" e deflexão da peça de trabalho. Portanto, são necessárias configurações mais rígidas e maiores folgas para ferramentas.

Por que é difícil usinar titânio grande?

O primeiro aspecto são as características das peças fundidas de precisão de liga de titânio em grande escala em termos de estrutura da peça. As peças fundidas de precisão em liga de titânio em larga escala são geralmente peças integrais do tipo estrutura. A altura livre na direção Z é geralmente acima de 650 mm, e a área que pode ser efetivamente suportada dentro do componente é pequena. A rigidez local da peça é relativamente baixa; a superfície da fundição tem relativamente muitas estruturas de paredes finas, a maior parte da espessura da nervura é de 2-3 mm e a usinabilidade é relativamente pobre; fundidos de precisão de liga de titânio geralmente têm quatro etapas de diâmetro. Os orifícios focais e as ranhuras profundas são muito difíceis de processar com CNC, e os requisitos de precisão de construção, como largura da ranhura, coaxialidade e abertura, também são muito altos.

O segundo aspecto são as características do blank da peça fundida. Embora o tamanho do blank da fundição de precisão da liga de titânio tenha sido basicamente fixado neste estágio, é difícil controlar o erro de precisão durante o processo de forjamento da fundição da liga de titânio, por isso é fácil aparecer no processo de usinagem CNC subsequente. Os dois problemas seguintes:por um lado, é difícil obter uma coordenação eficaz entre a superfície não usinada e a superfície usinada, e é fácil causar etapas de processamento no processo de processamento, o que aumenta muito a carga de trabalho real do instalador trabalho de moagem; por outro lado, aumentará o processamento de fundição. O problema de tolerâncias irregulares leva a sérias deformações das peças fundidas durante as operações de usinagem CNC.

O terceiro aspecto é a análise das características de deformação das peças. Se a distribuição de tensão das peças fundidas de liga de titânio em grande escala não for uniforme, isso levará facilmente a sérios problemas de deformação das peças fundidas de liga de titânio. Uma vez que a maioria das grandes peças fundidas de precisão de liga de titânio são estruturas de estrutura semi-fechadas e há poucos suportes internos fortes, a extremidade traseira das peças fundidas de precisão também mostrará uma estrutura aberta, a rigidez da estrutura da peça é ruim e há nenhum reforço para as nervuras do processo. Portanto, problemas de deformação como tensão na extremidade aberta, deslocamento na direção da altura e flexão do perfil são propensos a ocorrer durante o processamento. Os principais fatores de deformação incluem remoção excessiva de materiais locais e liberação insuficiente de tensão interna; após a fundição em branco, a distribuição da microestrutura de fundições de precisão não é uniforme o suficiente, o que leva ao problema de liberação de tensão térmica desequilibrada.

Apesar desses contratempos, existem técnicas que facilitam a usinagem do titânio.

Qual ​​é o método perfeito para usinar titânio?

Com base nas características estruturais das grandes peças fundidas de liga de titânio e nas dificuldades reais de processamento, um plano específico de tecnologia de processamento de controle numérico é formulado, incluindo fixação, posicionamento rápido, controle de deformação e controle de precisão dimensional.

Introdução detalhada da usinagem de titânio

O primeiro é o esquema de aplicação da tecnologia de fixação. Uma vez que a parte superior da estrutura de grandes peças fundidas de liga de titânio está principalmente em estado livre, as aberturas em ambas as extremidades da peça fundida e os grandes furos no meio têm rigidez relativamente fraca. Normalmente, problemas de vibração são propensos a ocorrer durante a usinagem, o que afeta negativamente a qualidade da usinagem CNC. Diante desse problema, você pode optar por adicionar três conjuntos adicionais de ferramentas de suporte ajustáveis ​​na plataforma de usinagem CNC para melhorar efetivamente a rigidez real da parte de usinagem CNC da fundição de precisão de liga de titânio para garantir a qualidade da superfície e o desempenho da fundição de precisão durante a usinagem CNC. Base.

O segundo é o método de posicionamento rápido. O trabalho de posicionamento rápido é definir um dispositivo de pino de posicionamento fixo na parte de ferramentas da plataforma de processamento e definir uma estrutura de furo de posição na posição correspondente do chefe técnico do processamento de fundição para garantir que o furo e a folga do eixo possam ser ecoados, para obter um posicionamento rápido e preciso durante o processo de usinagem CNC. . Ao mesmo tempo, o pino de posicionamento na extremidade de origem do ferramental precisa ser projetado para ser cilíndrico, e o pino de posicionamento distal precisa ser projetado para ser hexagonal, de modo a deixar margem extra para a deformação de usinagem da peça fundida. a base de melhor fixação da fundição de precisão. Estabeleça a base para as operações de fixação subsequentes.

O terceiro é o processamento de controle de deformação. A otimização das ferramentas de corte e parâmetros relacionados vêm em primeiro lugar. Ao cortar peças fundidas de precisão, a força de corte é um dos fatores que têm o maior impacto na qualidade das peças fundidas de precisão. A força de corte determina em grande parte o calor de corte e a deformação de processamento de peças fundidas de liga de titânio e até afeta a eficiência real do corte. Portanto, no processo de trabalho de corte, uma ferramenta afiada com uma borda afiada ou um ângulo de inclinação relativamente grande é geralmente selecionada, e um método de processamento em camadas de pequena profundidade de corte é usado para reduzir o problema de deformação de peças fundidas de precisão de liga de titânio durante o CNC Processo de usinagem. Probabilidade. A segunda é a realização do barbear sem estresse. Sob a influência de várias tensões de processamento, as peças fundidas de precisão de liga de titânio terão certos problemas de deformação. Nesse caso, é necessário usar fixação sem estresse e barbear sem estresse e outros métodos. Reduzir a deformação das peças fundidas. Quando a grande fundição de precisão de liga de titânio está em estado livre, a superfície inferior do ressalto de posicionamento é amortecida por componentes como juntas de cobre para garantir que as peças sejam fixadas sem estresse durante a operação de prensagem e o ressalto de posicionamento não seja deformado , de modo a eliminar o processo de usinagem. Problemas de tensão de aperto e deformação de fundição ocorrem no processo.

O quarto é o esquema de controle de precisão dimensional. Antes de iniciar o trabalho de usinagem CNC, é necessário medir a superfície usinada e a superfície não usinada de forma abrangente para facilitar a inspeção da deformação posterior e sobremetal de usinagem e determinar a tolerância de usinagem do programa CNC através dos resultados da inspeção. No processo de usinagem CNC real, devido ao problema óbvio de escoamento da faca na estrutura de paredes finas de fundidos de precisão de liga de titânio em grande escala, a precisão de usinagem CNC de fundidos de precisão é facilmente afetada, o que eventualmente leva a irregularidades locais e tamanho de fundidos de precisão. Diferenças, etc

Recursos de peças de titânio CNC

• Alta resistência
• Resistência à corrosão
• Boa relação força/peso
• Ductilidade
• Boa usinabilidade
• Opções de tratamento de superfície
• Reciclável

Por essas razões, o titânio é usado regularmente em indústrias como aeroespacial, automotiva e médica.

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