Herstellungsverfahren fur Ventilteile aus Titanlegierung (Schneiden, Bohren und Werkzeugdesign)
Titan und Titanlegierungen sind nicht nur wichtige Strukturmaterialien für die Herstellung von Raumfahrzeugen wie Flugzeugen und Raketen. Es wird zunehmend im Maschinenbau, Schiffsbau, Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen eingesetzt. Beispielsweise werden bei der Herstellung von Ventilen Ventile aus rostfreiem Stahl und Ventile aus Titan in beiden sauren Medien verwendet. Titanventile haben eine bessere Lebensdauer.
Das Legierungselement wird zu Titan gegeben, um eine Titanlegierung zu bilden, und die Festigkeit davon wird merklich verbessert. Die Bedeutung von σb kann von 350 MPa auf 700 MPa erhöht werden, weshalb die Bedeutung industrieller Anwendungen von Titanlegierungen noch wichtiger ist. In Abhängigkeit von der verwendeten Struktur werden Titanlegierungen im Allgemeinen in α-Titanlegierungen (dargestellt durch TA), β-Titanlegierungen und (α + β) Titanlegierungen (dargestellt durch TC) eingeteilt. In den drei Titanlegierungen werden üblicherweise die α-Titanlegierung und die (α + β) -Titanlegierung verwendet. Aufgrund der schlechten Bearbeitbarkeit von Titanlegierungen sind viele Schwierigkeiten in die Praxis umgesetzt worden. Ausgehend von der relativen Verarbeitbarkeit der Titanlegierung hat die Kangding Company praktische Schneidwerkzeuge mit langjähriger Produktionserfahrung vorgestellt, die als Referenz für die Leser verwendet werden können.
Wenn die Verarbeitbarkeit von Stahl Nr. 45 als Standard angenommen wird, beträgt die Verarbeitbarkeit der Titanlegierung etwa 20 bis 40%, und die Verarbeitbarkeit ist nicht so gut wie die von rostfreiem Stahl, jedoch geringfügig besser als die von Hochtemperaturlegierungen. Unter den Titanlegierungen wird die Bearbeitbarkeit der Titanlegierung vom β-Typ, der Titanlegierung vom α + β-Typ und der Titanlegierung vom α-Typ allmählich verbessert, und das reine Titan weist die beste Bearbeitbarkeit auf. Das heißt, je höher die Härte des Materials ist, desto mehr Legierungselemente werden zugesetzt und desto schlechter ist die Verarbeitbarkeit des Materials. Wenn die Titanlegierung verarbeitet wird und die Härte des Materials geringer als HB 300 ist, tritt ein starkes Adhäsionsphänomen auf, und wenn die Härte größer als HB370 ist, ist die Verarbeitung äußerst schwierig. Daher ist es bevorzugt, die Härte des Titanlegierungsmaterials zwischen HB und 370 einzustellen.
Studie zu relativen Zerspanungsbedingungen von Titanlegierungen
YT Hartmetalleinsätze sind nicht für die Bearbeitung von Titanlegierungen geeignet.
Weil:
Der 1YT Hartmetalleinsatz enthält Titan und kann mit einer bearbeiteten Titanlegierung kombiniert und an der Werkzeugspitze befestigt werden.
2 Beim Drehen von Titanlegierungen ist der Kontakt zwischen dem Drehwerkzeug und dem Span viel kleiner als der des Drehstahls, und das Einheitsschneidwerkzeug wirkt auf die Kontaktfläche des Drehwerkzeugs. Da YT-Hartmetalleinsätze zerbrechlich sind, neigen sie zu Rissen.
In der Regel werden YG-Einsätze verwendet, um Titanlegierungen trotz ihrer geringen Verschleißfestigkeit in der Produktion zu verarbeiten. YG8-Wendeschneidplatten werden in der Regel zum Schruppen und Intervalldrehen, YG3-Wendeschneidplatten zum Schlichten und kontinuierlichen Drehen und YG6X-Wendeschneidplatten zum allgemeinen Drehen verwendet.
Die Menge an Schneidwerkzeug hat einen großen Einfluss auf die Oberflächenqualität. Aus der Bearbeitung der Titanlegierung TC6 (Geschwindigkeit v = 40 m / min, Schnittiefe ap = 1 mm, Flankenverschleiß h ≤ 0,1 mm) kann die Beziehung zwischen der Menge des Schneidwerkzeugs und der Oberflächenrauheit der bearbeiteten Oberfläche bekannt sein. Um eine Oberflächenrauheit Ra1.6μm zu erhalten, muss der Durchsatz f = 0.16mm / r gewählt werden; Bei einem Durchsatz von f = 0,25 mm / r, 0,35 mm / r und 0,45 mm / r ergibt sich eine entsprechend bearbeitete Oberflächenrauheit von Ra 3,2 µm, Ra 6,3 µm und Ra 12,5 µm.
Reduzieren Sie die Reibung und verbessern Sie die Schneidfähigkeit des Bohrers, um die Bildung von Spänen zu erleichtern. Die Breite des Vorderkantenstreifens kann auf 0,1 ± 0,3 mm reduziert werden, und die Schnittkante kann abhängig vom Durchmesser des Bohrers auf 0,1 D geschliffen werden. Und der spitze Winkel der Doppelkante 2φ = 130 ° ~ 140 °, 2φ = 70 ° ~ 80 °. In Tabelle 4 sind die geometrischen Parameter des Zweipunktbohrers aufgeführt.
Das Legierungselement wird zu Titan gegeben, um eine Titanlegierung zu bilden, und die Festigkeit davon wird merklich verbessert. Die Bedeutung von σb kann von 350 MPa auf 700 MPa erhöht werden, weshalb die Bedeutung industrieller Anwendungen von Titanlegierungen noch wichtiger ist. In Abhängigkeit von der verwendeten Struktur werden Titanlegierungen im Allgemeinen in α-Titanlegierungen (dargestellt durch TA), β-Titanlegierungen und (α + β) Titanlegierungen (dargestellt durch TC) eingeteilt. In den drei Titanlegierungen werden üblicherweise die α-Titanlegierung und die (α + β) -Titanlegierung verwendet. Aufgrund der schlechten Bearbeitbarkeit von Titanlegierungen sind viele Schwierigkeiten in die Praxis umgesetzt worden. Ausgehend von der relativen Verarbeitbarkeit der Titanlegierung hat die Kangding Company praktische Schneidwerkzeuge mit langjähriger Produktionserfahrung vorgestellt, die als Referenz für die Leser verwendet werden können.
Wenn die Verarbeitbarkeit von Stahl Nr. 45 als Standard angenommen wird, beträgt die Verarbeitbarkeit der Titanlegierung etwa 20 bis 40%, und die Verarbeitbarkeit ist nicht so gut wie die von rostfreiem Stahl, jedoch geringfügig besser als die von Hochtemperaturlegierungen. Unter den Titanlegierungen wird die Bearbeitbarkeit der Titanlegierung vom β-Typ, der Titanlegierung vom α + β-Typ und der Titanlegierung vom α-Typ allmählich verbessert, und das reine Titan weist die beste Bearbeitbarkeit auf. Das heißt, je höher die Härte des Materials ist, desto mehr Legierungselemente werden zugesetzt und desto schlechter ist die Verarbeitbarkeit des Materials. Wenn die Titanlegierung verarbeitet wird und die Härte des Materials geringer als HB 300 ist, tritt ein starkes Adhäsionsphänomen auf, und wenn die Härte größer als HB370 ist, ist die Verarbeitung äußerst schwierig. Daher ist es bevorzugt, die Härte des Titanlegierungsmaterials zwischen HB und 370 einzustellen.
Studie zu relativen Zerspanungsbedingungen von Titanlegierungen
YT Hartmetalleinsätze sind nicht für die Bearbeitung von Titanlegierungen geeignet.
Weil:
Der 1YT Hartmetalleinsatz enthält Titan und kann mit einer bearbeiteten Titanlegierung kombiniert und an der Werkzeugspitze befestigt werden.
2 Beim Drehen von Titanlegierungen ist der Kontakt zwischen dem Drehwerkzeug und dem Span viel kleiner als der des Drehstahls, und das Einheitsschneidwerkzeug wirkt auf die Kontaktfläche des Drehwerkzeugs. Da YT-Hartmetalleinsätze zerbrechlich sind, neigen sie zu Rissen.
In der Regel werden YG-Einsätze verwendet, um Titanlegierungen trotz ihrer geringen Verschleißfestigkeit in der Produktion zu verarbeiten. YG8-Wendeschneidplatten werden in der Regel zum Schruppen und Intervalldrehen, YG3-Wendeschneidplatten zum Schlichten und kontinuierlichen Drehen und YG6X-Wendeschneidplatten zum allgemeinen Drehen verwendet.
Die Praxis hat gezeigt, dass die Wirkung der Niob-haltigen Hartlegierung YA6 (die zu feinem Wolfram-Kobalt-Hartmetall gehört) besser ist. Die Verschleißfestigkeit der Klinge wird durch Zugabe einer geringen Menge seltener Elemente verbessert. Anstelle des originalen YG6X sind auch die Biegefestigkeit und Härte höher als beim YG6X.
Hochgeschwindigkeitsstahl aus Vanadium (W12Cr4V4Mo) und Hochgeschwindigkeitsstahl aus Kobalt (W2Mo9Cr4VCo8) können zum Schneiden mit niedriger Geschwindigkeit oder zum Schneiden komplexer Titanlegierungsprofile verwendet werden. Sie sind die besten Werkzeugmaterialien für die Verarbeitung von Titanlegierungen, sollten jedoch aufgrund ihrer geringen Kobaltressourcen und hohen Kosten so wenig wie möglich verwendet werden, um knappe Ressourcen zu schonen und Kosten zu senken.
Hochgeschwindigkeitsstahl aus Vanadium (W12Cr4V4Mo) und Hochgeschwindigkeitsstahl aus Kobalt (W2Mo9Cr4VCo8) können zum Schneiden mit niedriger Geschwindigkeit oder zum Schneiden komplexer Titanlegierungsprofile verwendet werden. Sie sind die besten Werkzeugmaterialien für die Verarbeitung von Titanlegierungen, sollten jedoch aufgrund ihrer geringen Kobaltressourcen und hohen Kosten so wenig wie möglich verwendet werden, um knappe Ressourcen zu schonen und Kosten zu senken.
Werkzeuggeometrie
Beim Schneiden von Titanlegierungen ist der Drehwinkel α0 des Drehwerkzeugs der empfindlichste aller Werkzeugparameter, da die Rückstellung der Metallelastizität unter der Schneidschicht groß und die Bearbeitungshärte groß ist. Im Allgemeinen ermöglicht ein größerer Freiwinkel, dass die Kanten leicht in die Metallschicht geschnitten werden und den Seitenverschleiß verringern, aber wenn der Rückwinkel zu klein ist (weniger als 15 Grad), kann Metallhaftung auftreten. Wenn der Rückenwinkel zu groß ist, wird das Werkzeug geschwächt und die Klinge kann leicht brechen. Daher verwenden die meisten Schneidwerkzeuge zum Schneiden von Titanlegierungen einen Freiwinkel von 15 °. Aus Sicht der Werkzeughaltbarkeit ist α0 kleiner oder größer als 15 °, was die Haltbarkeit des Drehwerkzeugs verringert. Außerdem ist die Wendekante mit α0 von 15 ° schärfer und kann die Schnitttemperatur senken.
Da Titanlegierungen während des Schneidvorgangs mit Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff usw. harte und spröde Verbindungen in der Luft bilden, die Werkzeugverschleiß verursachen (hauptsächlich an der Spanfläche des Drehwerkzeugs), sollte ein kleiner Wert des Spanwinkels verwendet werden. Die Legierung weist eine geringe Plastizität und eine kleine Kontaktfläche zwischen den Spänen und der Spanfläche auf, und zu diesem Zweck sollte auch ein kleiner Spanwinkelwert verwendet werden. Auf diese Weise kann die Kontaktfläche zwischen dem Span und der Spanfläche vergrößert werden, so dass die Schneidwärme und der Schneiddruck nahe der Kante nicht übermäßig konzentriert werden. Dies erleichtert nicht nur die Wärmeabfuhr, sondern verbessert auch die Schneidkante und verhindert, dass die Schneidkante aufgrund konzentrierter Schneidkräfte kollabiert. Daher, wenn eine (α + β) Titanlegierung mit einem Hartmetallwerkzeug bearbeitet wird. Nehmen Sie den Spanwinkel γ0 = 5 ° und schleifen Sie die Fase f (Breite 0,05 ~ 0,1 mm), γf = 0 ° ~ 10 ° und schleifen Sie die Werkzeugspitze in einem kleinen Bogen von r = 0,5 mm mit dem Klingenneigungswinkel λ = + 3 °.
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass das Werkzeug die beste Haltbarkeit aufweist, wenn der Spanwinkel des Drehwerkzeugs im Bereich von 28 ° bis 30 ° liegt. Durch Erhöhen des Radius des Werkzeugspitzenbogens wird auch das Zusammenfallen des Werkzeugs verringert.
Allgemeine Geometrie zum Drehen von Außendrehwerkzeugen aus Titanlegierung: Fase = 0,3 bis 0,7 mm, γf = 0 °, γ0 = 8 ° bis 10 °, α0 = 15 °, r = 0,5 mm, λ = 0 °, κr = 45 °, κ'r = 15 °.
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass das Werkzeug die beste Haltbarkeit aufweist, wenn der Spanwinkel des Drehwerkzeugs im Bereich von 28 ° bis 30 ° liegt. Durch Erhöhen des Radius des Werkzeugspitzenbogens wird auch das Zusammenfallen des Werkzeugs verringert.
Allgemeine Geometrie zum Drehen von Außendrehwerkzeugen aus Titanlegierung: Fase = 0,3 bis 0,7 mm, γf = 0 °, γ0 = 8 ° bis 10 °, α0 = 15 °, r = 0,5 mm, λ = 0 °, κr = 45 °, κ'r = 15 °.
Die Auswirkung der Schnittmenge auf die Schnitttemperatur
Wenn die Titanlegierung TA2 durch die YG8-Klinge gedreht wird, ist die Beziehung zwischen der Änderung des Schneidparameters und der Änderung der Schneidtemperatur bekannt. Mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit v steigt die Schnitttemperatur t während des Prozesses stark an, und die Zunahme der Schnittmenge f erhöht auch die Schnitttemperatur t, jedoch ist deren Wirkung geringer als die Wirkung der Erhöhung der Geschwindigkeit. Die Änderung der Schnitttiefe hat nur geringen Einfluss auf die Schnittgeschwindigkeit.
Die hohe Schnittgeschwindigkeit während der Bearbeitung führt zu einem starken Verschleiß des Schneidwerkzeugs. Titanlegierungen haben außerdem die Fähigkeit, Sauerstoff und Wasserstoff aus der umgebenden Atmosphäre zu absorbieren, was zu einer sogenannten "Alpha-Strukturierung" und einer Verstärkung der bearbeiteten Oberfläche führt.
Wenn die Schnittgeschwindigkeit und die Schnittmenge ausgewählt werden, wird die Schnitttemperatur gewöhnlich bei etwa 800 ° C gehalten. Das heißt, wenn der Betrag der Schneide f 11 bis 0,35 mm / r beträgt, ist die Schneidgeschwindigkeit v = 40 bis 60 m / min.
Wenn die Schnittgeschwindigkeit und die Schnittmenge ausgewählt werden, wird die Schnitttemperatur gewöhnlich bei etwa 800 ° C gehalten. Das heißt, wenn der Betrag der Schneide f 11 bis 0,35 mm / r beträgt, ist die Schneidgeschwindigkeit v = 40 bis 60 m / min.
Einfluss der Schnittmenge auf die Oberflächenrauheit
Titanlegierungen reagieren empfindlich auf Spannungskonzentrationen und verringern die Dauerfestigkeit erheblich, wenn Kratzer oder Beulen auftreten. Daher ist die Oberflächenqualität von Teilen aus Titanlegierungen sehr hoch.Die Menge an Schneidwerkzeug hat einen großen Einfluss auf die Oberflächenqualität. Aus der Bearbeitung der Titanlegierung TC6 (Geschwindigkeit v = 40 m / min, Schnittiefe ap = 1 mm, Flankenverschleiß h ≤ 0,1 mm) kann die Beziehung zwischen der Menge des Schneidwerkzeugs und der Oberflächenrauheit der bearbeiteten Oberfläche bekannt sein. Um eine Oberflächenrauheit Ra1.6μm zu erhalten, muss der Durchsatz f = 0.16mm / r gewählt werden; Bei einem Durchsatz von f = 0,25 mm / r, 0,35 mm / r und 0,45 mm / r ergibt sich eine entsprechend bearbeitete Oberflächenrauheit von Ra 3,2 µm, Ra 6,3 µm und Ra 12,5 µm.
Beim Schneiden von Titanlegierungen ist die Oberflächenrauheit unabhängig von der Schnittgeschwindigkeit und der Einfluss der Schnitttiefe gering. Die Oberflächenqualität variiert bei gleicher Oberflächenrauheit.
Bei der Endbearbeitung von Titanlegierungen sollte ein YG-Hartmetalleinsatz verwendet werden, um eine Oberflächenrauheit von Ra 1,6 μm zu erzielen. Die Arbeitsfläche des Schleifwerkzeugs wird angenommen als: & ggr; f = 0 °, & ggr; 0 = 10 °, & agr; 0 = 15 °, r = 0,5 mm; der Schneidbetrag wird gewählt als: v = 50 ~ 70 mm / min, f = 0,1 ~ 0,2 mm / r ap = 0,3 ~ 1,0 mm, nachdem das Werkzeug h abgenutzt hat, ≤ 0,3 mm.
Durch Erhöhen des Radius r der Schneide, Verringern des Schneidens f, Verringern des Werkzeugverschleißes um 0,15 mm und kontinuierliches Drehen der Titanlegierung kann eine Oberflächenrauheit von Ra = 1,25 bis 0,8 µm erhalten werden.
3. Schneiden von Titanlegierungen und Werkzeugdesign
3.1 Drehbearbeitung
Titanlegierungen haben einen kleinen Elastizitätsmodul, wie z. B. einen Elastizitätsmodul von TC4 E = 110 GPa, der etwa der Hälfte von Stahl entspricht. Daher ist die durch die Schneidkraft verursachte elastische Verformung des Werkstücks groß, was die Genauigkeit des Werkstücks verringert, und die Steifigkeit des Bearbeitungssystems wird zu diesem Zweck verbessert. Das Werkstück muss sehr fest eingespannt sein und das Werkzeugmoment an der Werkstückauflage wird minimiert. Das Werkzeug muss scharf sein, da sonst Vibrationen und Reibungen auftreten, die die Haltbarkeit des Werkzeugs und die Genauigkeit des Werkstücks verringern.
Beim Schneiden von Titanlegierungen kann die Spanbildung nur in einem Schnittgeschwindigkeitsbereich von 1-5 mm / min erfolgen. Daher tritt unter normalen Produktionsbedingungen, wenn eine Titanlegierung geschnitten wird, kein Chip-Tumor auf. Der Reibungskoeffizient zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug ist nicht sehr groß und es ist leicht, eine gute Oberflächenqualität zu erzielen. Die Verwendung eines Kühlschmiermittels hat keinen Einfluss auf die Verbesserung der Mikrogeometrie der Titanlegierungsoberfläche. Die geringe Rauheit der bearbeiteten Oberfläche beim Schneiden von Titanlegierungen ist auf das Fehlen von Spantumoren am Werkzeug zurückzuführen.
Um jedoch die Schnittbedingungen zu verbessern, die Schnitttemperaturen zu senken, die Werkzeuglebensdauer zu verlängern und die Brandgefahr zu beseitigen, muss während der Verarbeitung eine große Menge an löslichem Kühlmittel verwendet werden.
Während der Bearbeitung von Titanlegierungsteilen kommt es normalerweise zu keiner Entzündung und Verbrennung, aber während des Mikroschneidens kommt es zu einer Entzündung und Verbrennung, um diese Gefahr zu vermeiden. Sollte:
1. Verwenden Sie eine große Menge Kühlmittel.
2. Entfernen Sie den Chip rechtzeitig von der Maschine.
3. Ausgestattet mit Feuerlöscheinrichtungen;
4. Ersetzen Sie stumpfe Werkzeuge rechtzeitig.
5. Die Oberflächenverunreinigung des Werkstücks kann Funken verursachen. Zu diesem Zeitpunkt muss die Schnittgeschwindigkeit verringert werden.
6. Im Vergleich zu dünnen Spänen sind dicke Späne weniger anfällig für Funken, daher ist es notwendig, die Schnittmenge zu erhöhen, was die Temperatur nicht erhöht, wenn die Schnittgeschwindigkeit erhöht wird.
Auswahlkriterien für die Bearbeitung von Titanlegierungen: Unter dem Gesichtspunkt der Senkung der Schnitttemperatur sollten eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit und eine größere Schnittmenge verwendet werden. Aufgrund der hohen Schnitttemperaturen nehmen Titanlegierungen Sauerstoff und Wasserstoff aus der Atmosphäre auf, wodurch die Oberfläche des Werkstücks hart und spröde wird, was zu einem übermäßigen Werkzeugverschleiß führt. Daher muss während der Verarbeitung die Temperatur der Werkzeugspitze auf der richtigen Temperatur gehalten werden, um übermäßige Temperaturen zu vermeiden.
Bei Verwendung eines YG8-Drehwerkzeugs zum Drehen eines hartbeschichteten Titan-Werkstücks unter intermittierenden Schnittbedingungen beträgt die empfohlene Schnittmenge: v = 15 bis 28 m / min, f = 0,25 bis 0,35 mm / r, ap = 1 bis 3 mm.
Beim Schlichten eines Titanlegierungswerkstücks unter kontinuierlichen Schnittbedingungen mit einem YG3-Drehwerkzeug beträgt die empfohlene Schnittmenge: v = 50 bis 70 m / min, f = 0,1 bis 0,2 mm / r und ap = 0,3 bis 1 mm.
Tabelle 2 zeigt den Schneidumfang, der zum Drehen von Titanlegierungen verwendet werden kann.
Bei der Endbearbeitung von Titanlegierungen sollte ein YG-Hartmetalleinsatz verwendet werden, um eine Oberflächenrauheit von Ra 1,6 μm zu erzielen. Die Arbeitsfläche des Schleifwerkzeugs wird angenommen als: & ggr; f = 0 °, & ggr; 0 = 10 °, & agr; 0 = 15 °, r = 0,5 mm; der Schneidbetrag wird gewählt als: v = 50 ~ 70 mm / min, f = 0,1 ~ 0,2 mm / r ap = 0,3 ~ 1,0 mm, nachdem das Werkzeug h abgenutzt hat, ≤ 0,3 mm.
Durch Erhöhen des Radius r der Schneide, Verringern des Schneidens f, Verringern des Werkzeugverschleißes um 0,15 mm und kontinuierliches Drehen der Titanlegierung kann eine Oberflächenrauheit von Ra = 1,25 bis 0,8 µm erhalten werden.
3. Schneiden von Titanlegierungen und Werkzeugdesign
3.1 Drehbearbeitung
Titanlegierungen haben einen kleinen Elastizitätsmodul, wie z. B. einen Elastizitätsmodul von TC4 E = 110 GPa, der etwa der Hälfte von Stahl entspricht. Daher ist die durch die Schneidkraft verursachte elastische Verformung des Werkstücks groß, was die Genauigkeit des Werkstücks verringert, und die Steifigkeit des Bearbeitungssystems wird zu diesem Zweck verbessert. Das Werkstück muss sehr fest eingespannt sein und das Werkzeugmoment an der Werkstückauflage wird minimiert. Das Werkzeug muss scharf sein, da sonst Vibrationen und Reibungen auftreten, die die Haltbarkeit des Werkzeugs und die Genauigkeit des Werkstücks verringern.
Beim Schneiden von Titanlegierungen kann die Spanbildung nur in einem Schnittgeschwindigkeitsbereich von 1-5 mm / min erfolgen. Daher tritt unter normalen Produktionsbedingungen, wenn eine Titanlegierung geschnitten wird, kein Chip-Tumor auf. Der Reibungskoeffizient zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug ist nicht sehr groß und es ist leicht, eine gute Oberflächenqualität zu erzielen. Die Verwendung eines Kühlschmiermittels hat keinen Einfluss auf die Verbesserung der Mikrogeometrie der Titanlegierungsoberfläche. Die geringe Rauheit der bearbeiteten Oberfläche beim Schneiden von Titanlegierungen ist auf das Fehlen von Spantumoren am Werkzeug zurückzuführen.
Um jedoch die Schnittbedingungen zu verbessern, die Schnitttemperaturen zu senken, die Werkzeuglebensdauer zu verlängern und die Brandgefahr zu beseitigen, muss während der Verarbeitung eine große Menge an löslichem Kühlmittel verwendet werden.
Während der Bearbeitung von Titanlegierungsteilen kommt es normalerweise zu keiner Entzündung und Verbrennung, aber während des Mikroschneidens kommt es zu einer Entzündung und Verbrennung, um diese Gefahr zu vermeiden. Sollte:
1. Verwenden Sie eine große Menge Kühlmittel.
2. Entfernen Sie den Chip rechtzeitig von der Maschine.
3. Ausgestattet mit Feuerlöscheinrichtungen;
4. Ersetzen Sie stumpfe Werkzeuge rechtzeitig.
5. Die Oberflächenverunreinigung des Werkstücks kann Funken verursachen. Zu diesem Zeitpunkt muss die Schnittgeschwindigkeit verringert werden.
6. Im Vergleich zu dünnen Spänen sind dicke Späne weniger anfällig für Funken, daher ist es notwendig, die Schnittmenge zu erhöhen, was die Temperatur nicht erhöht, wenn die Schnittgeschwindigkeit erhöht wird.
Auswahlkriterien für die Bearbeitung von Titanlegierungen: Unter dem Gesichtspunkt der Senkung der Schnitttemperatur sollten eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit und eine größere Schnittmenge verwendet werden. Aufgrund der hohen Schnitttemperaturen nehmen Titanlegierungen Sauerstoff und Wasserstoff aus der Atmosphäre auf, wodurch die Oberfläche des Werkstücks hart und spröde wird, was zu einem übermäßigen Werkzeugverschleiß führt. Daher muss während der Verarbeitung die Temperatur der Werkzeugspitze auf der richtigen Temperatur gehalten werden, um übermäßige Temperaturen zu vermeiden.
Bei Verwendung eines YG8-Drehwerkzeugs zum Drehen eines hartbeschichteten Titan-Werkstücks unter intermittierenden Schnittbedingungen beträgt die empfohlene Schnittmenge: v = 15 bis 28 m / min, f = 0,25 bis 0,35 mm / r, ap = 1 bis 3 mm.
Beim Schlichten eines Titanlegierungswerkstücks unter kontinuierlichen Schnittbedingungen mit einem YG3-Drehwerkzeug beträgt die empfohlene Schnittmenge: v = 50 bis 70 m / min, f = 0,1 bis 0,2 mm / r und ap = 0,3 bis 1 mm.
Tabelle 2 zeigt den Schneidumfang, der zum Drehen von Titanlegierungen verwendet werden kann.
Tabelle 2. Schnittmenge beim Drehen von Titanlegierungen
Prozessleistung - Titanlegierung - Härte - Schnittzugabe (mm) - Schnittgeschwindigkeit (mm / min) - Vorschub (mm / r)
Schrottlenkung - TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich -> Oxiddicke -18 ~ 36-0,1 ~ 0,25
Abfalldrehen - TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich -> Oxiddicke -18 ~ 36-0,1 ~ 0,25
Abfalldrehen - TA8, TC3 ~ 8 - mittel -> Schichtdicke -12 ~ 27-0.08 ~ 0,15
Abfalldrehen -TC9 ~ 10, TB1 ~ 2-hart -> Dicke der Oxidschicht -7,2 ~ 18-0,06 ~ 0,12
Grobdrehen-TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich-> 2-30 ~ 54-0,2 ~ 0,4
Grobdrehen TA8, TC3 ~ 8 -> 2-24 ~ 54-0,15 ~ 0,3
Grobdrehen-TC9 ~ 10, TB1 ~ 2-hart -> 2-15 ~ 30-0,1 ~ 0,2
Grobdrehen-TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich-0,07 ~ 0,75-37,5 ~ 60-0,07 ~ 0,15
Grobdrehen-TA8, TC3 ~ 8 - ~ 0,07 ~ 0,75 - 30 ~ 48 - 0,07 ~ 0,12
Grobdrehen-TC9 ~ 10, TB1 ~ 2-hart-0,07 ~ 0,75-18 ~ 36-0,05 ~ 0,12
Schrottlenkung - TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich -> Oxiddicke -18 ~ 36-0,1 ~ 0,25
Abfalldrehen - TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich -> Oxiddicke -18 ~ 36-0,1 ~ 0,25
Abfalldrehen - TA8, TC3 ~ 8 - mittel -> Schichtdicke -12 ~ 27-0.08 ~ 0,15
Abfalldrehen -TC9 ~ 10, TB1 ~ 2-hart -> Dicke der Oxidschicht -7,2 ~ 18-0,06 ~ 0,12
Grobdrehen-TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich-> 2-30 ~ 54-0,2 ~ 0,4
Grobdrehen TA8, TC3 ~ 8 -> 2-24 ~ 54-0,15 ~ 0,3
Grobdrehen-TC9 ~ 10, TB1 ~ 2-hart -> 2-15 ~ 30-0,1 ~ 0,2
Grobdrehen-TA1 ~ 7, TC1 ~ 2-weich-0,07 ~ 0,75-37,5 ~ 60-0,07 ~ 0,15
Grobdrehen-TA8, TC3 ~ 8 - ~ 0,07 ~ 0,75 - 30 ~ 48 - 0,07 ~ 0,12
Grobdrehen-TC9 ~ 10, TB1 ~ 2-hart-0,07 ~ 0,75-18 ~ 36-0,05 ~ 0,12
Bei Verwendung des YG6X-Drehwerkzeugs (Härte HB320-360), ap = 1 mm und f = 0,1 mm / r zum Drehen des TC4 beträgt die optimale Schnittgeschwindigkeit 60 mm / min. Auf dieser Basis sind die Schnittgeschwindigkeiten bei unterschiedlichem Werkzeugvorschub und Schnitttiefe in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle 3. Schnittgeschwindigkeit der Titanlegierung TC4
AP-1 mm ist 1-2mm 3mm
F (mm / r) -0,1, 0,15, 0,2, 0,3-0,1, 0,15, 0,2, 0,3-0,1, 0,2, 0,3
V (mm / min) -60,52,43,36-49,40,34,28-44,30,26
Ein typisches Drehwerkzeug zur Bearbeitung von Titanlegierungen weist folgende Eigenschaften auf:
1. Die Klingenmaterialien sind YG6X und YG10HT.
2. Der vordere Winkel ist klein, im Allgemeinen γ0 = 4 ° ~ 6 °, was die Festigkeit des Messerkopfs verbessert;
3. Mit einer negativen Fase von f = 0,05 ~ 0,1 mm, um die Stärke der Klinge zu verbessern;
4. Der hintere Winkel ist groß, im Allgemeinen α0 = 14 ° ~ 16 °, was die Reibung verringert und die Haltbarkeit des Werkzeugs verbessert;
5. Es ist generell nicht erlaubt, scharfe Ecken oder Übergangskanten zu schleifen. Der Rundungswinkel der Schleifkante beträgt r = 0,5 mm, und das Schruppen kann r = 1 ~ 2 mm erreichen, um die Festigkeit der Schneidkante zu verbessern.
6. Wenn das dünnwandige Teil fertiggestellt oder gedreht ist, hat das Werkzeug einen großen Anstellwinkel, normalerweise 75 bis 90 °.
3.2 Bohren
Das Bohren mit Titanlegierungen ist schwierig. Während des Bohrens treten häufig Brände und Bohrbrüche auf. Der Hauptgrund ist schlechtes Schleifen des Bohrers, unzeitige Schmutzentfernung, schlechte Kühlung und schlechte Steifigkeit des Verarbeitungssystems.
(1) Auswahl des Bohrers: Für Bohrer mit einem Durchmesser von mehr als 5 mm ist es am besten, Hartmetall YG8 als Werkzeugmaterial zu verwenden. Bei der Bearbeitung von Löchern mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm können Schnellstahlbohrer mit einer Härte von mehr als 63 HRC (wie M42 oder B201) verwendet werden. Wenn die Tiefe weniger als das Doppelte des Durchmessers beträgt, wird ein gekippter (kurzer) Rillenbohrer verwendet. Ein Spiralbohrer wird verwendet, wenn die Bohrungstiefe mehr als das Doppelte des Durchmessers beträgt. Geometrische Parameter des Bohrers: λ = 0 ° ~ 3 °, αc = 13 ° ~ 15 °, 2φ = 120 ° ~ 130 °.
F (mm / r) -0,1, 0,15, 0,2, 0,3-0,1, 0,15, 0,2, 0,3-0,1, 0,2, 0,3
V (mm / min) -60,52,43,36-49,40,34,28-44,30,26
Ein typisches Drehwerkzeug zur Bearbeitung von Titanlegierungen weist folgende Eigenschaften auf:
1. Die Klingenmaterialien sind YG6X und YG10HT.
2. Der vordere Winkel ist klein, im Allgemeinen γ0 = 4 ° ~ 6 °, was die Festigkeit des Messerkopfs verbessert;
3. Mit einer negativen Fase von f = 0,05 ~ 0,1 mm, um die Stärke der Klinge zu verbessern;
4. Der hintere Winkel ist groß, im Allgemeinen α0 = 14 ° ~ 16 °, was die Reibung verringert und die Haltbarkeit des Werkzeugs verbessert;
5. Es ist generell nicht erlaubt, scharfe Ecken oder Übergangskanten zu schleifen. Der Rundungswinkel der Schleifkante beträgt r = 0,5 mm, und das Schruppen kann r = 1 ~ 2 mm erreichen, um die Festigkeit der Schneidkante zu verbessern.
6. Wenn das dünnwandige Teil fertiggestellt oder gedreht ist, hat das Werkzeug einen großen Anstellwinkel, normalerweise 75 bis 90 °.
3.2 Bohren
Das Bohren mit Titanlegierungen ist schwierig. Während des Bohrens treten häufig Brände und Bohrbrüche auf. Der Hauptgrund ist schlechtes Schleifen des Bohrers, unzeitige Schmutzentfernung, schlechte Kühlung und schlechte Steifigkeit des Verarbeitungssystems.
(1) Auswahl des Bohrers: Für Bohrer mit einem Durchmesser von mehr als 5 mm ist es am besten, Hartmetall YG8 als Werkzeugmaterial zu verwenden. Bei der Bearbeitung von Löchern mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm können Schnellstahlbohrer mit einer Härte von mehr als 63 HRC (wie M42 oder B201) verwendet werden. Wenn die Tiefe weniger als das Doppelte des Durchmessers beträgt, wird ein gekippter (kurzer) Rillenbohrer verwendet. Ein Spiralbohrer wird verwendet, wenn die Bohrungstiefe mehr als das Doppelte des Durchmessers beträgt. Geometrische Parameter des Bohrers: λ = 0 ° ~ 3 °, αc = 13 ° ~ 15 °, 2φ = 120 ° ~ 130 °.
Reduzieren Sie die Reibung und verbessern Sie die Schneidfähigkeit des Bohrers, um die Bildung von Spänen zu erleichtern. Die Breite des Vorderkantenstreifens kann auf 0,1 ± 0,3 mm reduziert werden, und die Schnittkante kann abhängig vom Durchmesser des Bohrers auf 0,1 D geschliffen werden. Und der spitze Winkel der Doppelkante 2φ = 130 ° ~ 140 °, 2φ = 70 ° ~ 80 °. In Tabelle 4 sind die geometrischen Parameter des Zweipunktbohrers aufgeführt.
Tabelle 4. Geometrische Parameter des Doppelrechenbits
Bohrdurchmesser (mm) - Scheitelwinkel 2 2 - zweiter Scheitelwinkel 2φ0 - zweiter Vorderkanten-Freiwinkel α-b (mm) -c (mm)
> 3 ~ 6-130 ° ~ 140 ° -80 ° ~ 140 ° -12 ° ~ 18 ° - ~ 1,5-0,4 ~ 0,8
> 6 ~ 110-130 ° ~ 140 ° -80 ° ~ 140 ° -12 ° ~ 18 ° -1,5 ~ 2,5-0,6 ~ 1
> 10 ~ 18-125 ° ~ 140 ° -80 ° ~ 140 ° -12 ° ~ 18 ° -2,5 ~ 4-0,8 ~ 1
> 3 ~ 6-130 ° ~ 140 ° -80 ° ~ 140 ° -12 ° ~ 18 ° - ~ 1,5-0,4 ~ 0,8
> 6 ~ 110-130 ° ~ 140 ° -80 ° ~ 140 ° -12 ° ~ 18 ° -1,5 ~ 2,5-0,6 ~ 1
> 10 ~ 18-125 ° ~ 140 ° -80 ° ~ 140 ° -12 ° ~ 18 ° -2,5 ~ 4-0,8 ~ 1
> 18 ~ 30-125 ° ~ 140 ° -80 ° ~ 140 ° -12 ° ~ 18 ° -4 ~ 6-1 ~ 1,5
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