Analisis Teknologi Kontrol Deformasi Pemesinan Untuk-Komponen Paduan Titanium Berdinding Tipis

Komponen paduan titanium-berdinding tipis umumnya mengacu pada bagian struktural presisi dengan ketebalan dinding berkisar antara 0,5 mm hingga 3 mm, kekakuan struktural yang lemah, dan persyaratan akurasi kontur yang tinggi. Namun,paduan titaniummemiliki konduktivitas termal yang rendah, modulus elastisitas rendah, dan ketahanan pemotongan yang tinggi. Dikombinasikan dengan kekakuan yang buruk dari struktur-berdinding tipis yang rentan terhadap deformasi akibat gaya, masalah seperti pegas elastis, lengkungan, puntiran, dan toleransi dimensi yang-tidak-mudah terjadi selama penggilingan dan pembubutan CNC. Masalah-masalah ini telah lama mengganggu industri dengan jaminan keakuratan pemesinan yang buruk, hasil produk akhir yang rendah, dan konsistensi batch yang tidak stabil.

 

 

1.Kesulitan Pemesinan Material dan Struktur

Paduan titanium menunjukkan konduksi panas yang buruk, modulus elastisitas yang rendah, dan kecenderungan tepi yang parah pada suhu tinggi, yang menyebabkan getaran pemotongan dan pegas benda kerja selama pemesinan. Komponen-berdinding tipis memiliki kekakuan yang rendah dan rentan terhadap deformasi-mikro akibat beban pemotongan. Tegangan sisa pada blanko yang ditempa dan digulung akan terdistribusi kembali saat material dihilangkan, sehingga menyebabkan bagian melengkung dan menimbulkan tantangan besar terhadap pemesinan presisi.

 

2.Klasifikasi Mekanisme Deformasi Inti

• Deformasi mekanis yang disebabkan oleh gaya potong: Dinding tipis menekuk karena beban pemotongan, dan pegas kembali setelah beban dihilangkan menyebabkan kesalahan dimensi, yang biasa terlihat pada pelat tipis dan dinding samping.
• Deformasi termal akibat pemotongan panas: Ekspansi dan kontraksi termal lokal yang tidak merata menghasilkan tekanan termal, sehingga memicu distorsi struktural secara keseluruhan.
• Deformasi akibat pelepasan tegangan sisa: Superposisi tegangan kosong awal dan tegangan pemesinan merusak keseimbangan tegangan saat material terpotong, menyebabkan deformasi bagian global.
• Deformasi tegangan penjepit: Posisi penjepitan yang tidak tepat atau gaya penjepitan yang berlebihan menekan benda kerja, dan pegas kembali terjadi setelah pelepasan penjepit.

 

 

• Homogenisasi tegangan blanko:-penuaan suhu tinggi diterapkan pada blanko paduan titanium untuk menghilangkan tegangan. Untuk komponen kedirgantaraan-presisi tinggi, dilakukan kombinasi penanganan penuaan-suhu rendah dan penuaan getaran.
• Peraturan tunjangan pemesinan yang tidak-seragam: Distribusi tunjangan yang dibedakan berdasarkan model Rayleigh-Ritz menyeimbangkan beban pemotongan dan menekan-deformasi dinding tipis.
• Pretreatment pembentukan blanko: Blanko diratakan dan dipoles untuk menghilangkan cacat permukaan, memastikan akurasi datum dan mengurangi deformasi pemesinan.

 

 

1.Optimalisasi Parameter Pemotongan

Pemotongan berlapis digunakan untuk-bagian paduan titanium berdinding tipis. Kedalaman pemotongan kecil dan kecepatan spindel tinggi dipilih untuk penyelesaian: kedalaman pemotongan radial tidak lebih dari 5% diameter pahat, dan kedalaman pemotongan aksial tunggal berkisar antara 0,1 mm hingga 0,3 mm. Kecepatan spindel sedang digunakan pada proses roughing untuk menghilangkan material, sedangkan kecepatan spindel tinggi dan laju pengumpanan rendah diterapkan pada finishing. Penggilingan pendakian diterapkan di seluruh proses untuk mengurangi pengerasan dan deformasi kerja.

 

2.Optimalisasi Alat Pemotong dan Jalur Alat

Alat pemotong karbida yang disemen dengan sudut rake yang besar dan sudut heliks yang bervariasi dipilih. Penggilingan trochoidal dan pemotongan heliks digunakan, dengan jalur pahat berlapis simetris yang dikerjakan dari dalam ke luar. Hal ini menyeimbangkan pelepasan tegangan, mencegah kelengkungan bagian, dan menstabilkan gaya pemotongan.

 

3.Peningkatan Teknologi Pendinginan dan Pelumasan

Pelumasan Kuantitas Minimum (MQL) menggantikan pendinginan banjir untuk secara efektif menurunkan suhu pemotongan dan menahan deformasi termal. Untuk komponen ultra-presisi, pendinginan udara dingin kriogenik dapat disesuaikan untuk lebih mengontrol tekanan termal.

 

 

• Mengoptimalkan skema penjepitan: Ikuti prinsip penjepitan multi-titik yang merata dan gaya penjepitan yang rendah. Kekuatan penjepit ditentukan melalui tes simulasi; titik penjepit disusun pada zona kaku untuk menghindari area-dinding tipis dan mencegah deformasi ekstrusi.
• Tambahkan penyangga tambahan: Perkakas pengisi atau mandrel diterapkan pada struktur-dinding tipis yang ditangguhkan untuk meningkatkan kekakuan dan menekan getaran tekukan. Penopang dan klem hanya dapat dilepaskan setelah benda kerja menjadi dingin dan tegangan stabil untuk menghindari pegas kembali.
• Tingkatkan presisi perlengkapan: Pastikan akurasi tinggi pada posisi permukaan untuk mencapai kesesuaian yang rapat antara perkakas dan benda kerja, menghilangkan tekanan tidak rata yang disebabkan oleh celah.

 

 

1.Proses menghilangkan stres antaroperasi.-

Mengadopsi proses tersegmentasi: pemesinan kasar → pelepas tegangan → semi-penyelesaian → pelepas tegangan sekunder → penyelesaian. Kelonggaran pemesinan sebesar 0,3–0,5 mm dicadangkan setelah pemesinan kasar untuk menghilangkan tegangan-suhu rendah, dan penuaan sekunder dilakukan setelah semi-penyelesaian untuk menghomogenisasi tegangan dan mengurangi deformasi pada penyelesaian.

 

2.Prediksi deformasi dinamis dan teknologi kompensasi

Model simulasi digunakan untuk memprediksi deformasi pemesinan, dan algoritma genetika diterapkan untuk mengoptimalkan jalur pahat untuk mengkompensasi deformasi elastis dan termal. Regulasi proses-waktu nyata diwujudkan dengan pemantauan online, dipadukan dengan iterasi berkelanjutan melalui inspeksi mesin pengukur koordinat (CMM). Deformasi dimensi dapat dikontrol dalam 0,005 mm, dengan indeks kemampuan proses CPK Lebih besar dari atau sama dengan 1,33 untuk dimensi kritis.

 

 

Ruihang, sebagai produsen langsung produk titanium, menyediakan bahan baku berkualitas optimal untuk produksi komponen presisi Anda. Jika Anda memiliki kebutuhan pembelian, jangan ragu untuk menghubungi kami melalui email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com