Verwendung der Drehmaschine zur Bearbeitung der Praezision Anforderungen von Teilen aus Titanlegierungen, um den Bearbeitungs standard der Schleif maschine zu erreichen
Durch sorgfältiges Studium der Zeichnungen von Teilen aus hochpräzisen Titanlegierungen wurden der Verarbeitungsplan und die Prozessparameter bestimmt. Unter Verwendung der vorhandenen gewöhnlichen Drehmaschinenausrüstung werden die Teile während des Drehbearbeitungsprozesses reibungslos bearbeitet, und die Präzisionsanforderungen, die nur von der Schleifmaschine erreicht werden können, werden realisiert.
1. Analyse der Verarbeitungsschwierigkeiten
Es gibt viele Präzisionsteile aus TC4-Titanlegierungen in der Militärindustrie. Diese Aufgabe ist eine neue Herausforderung in Bezug auf Materialhandhabung und Verarbeitungsgenauigkeit. Die Bearbeitung der konvexen Achse der konvexen Linse (siehe Abbildung 1) weist folgende Probleme auf:
Abb. 1: Drehachse der Präzisions-Konvexlinse aus Titanlegierung TC4
(1) Die Drehwelle der konvexen Linse besteht aus einem Titanlegierungsmaterial. Aufgrund seiner hohen Festigkeit und hohen Härte lässt sich die oberflächengehärtete Schicht bei der Verarbeitung leicht herstellen und das Material hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und einen geringen Elastizitätsmodul. Das Ausmaß der Rückfederung der bearbeiteten Oberfläche während des Schneidens ist groß und verursacht starke Reibung an den Seiten des Werkzeugs, Adhäsion und Bindungsverschleiß.
(2) Während die Genauigkeit der Formbearbeitung sichergestellt ist, muss die Koaxialität der beiden Enden des Teils 0,006 mm betragen, was für die vorhandene Werkzeugmaschine nahezu unmöglich ist. Da die vorhandene Maschine nach dem Start einen Spindelsprung von> 0,01 mm aufweist, ist die Schwierigkeit, die Bearbeitungsaufgabe auf dieser Maschine zu erledigen, leicht zu erkennen.
(3) Die Abmessungsgenauigkeit der Teilform und des Lochs ist sehr hoch, 0,005 mm bzw. 0,01 mm, und der Oberflächenrauheitswert Ra = 0,8 μm ist erforderlich. Unter normalen Umständen muss es auf einer Schleifmaschine bearbeitet werden, um die Musteranforderungen zu erfüllen. Da es in der Fabrik keine Schleifmaschine für die Präzisionsbearbeitung gibt, muss diese auf einer Drehmaschine fertiggestellt werden. Studieren Sie die Zeichnungen sorgfältig und analysieren Sie die verschiedenen Behandlungsoptionen vor der Verarbeitung. Schließlich wird das folgende Verfahren verwendet, um die Zeichnungen zu verarbeiten.
2. Prozessparameter auswählen
Entsprechend den Eigenschaften von Titanlegierungswerkstoffen werden Werkzeugwerkstoffe der YW-Serie mit hoher Festigkeit und guter Verschleißfestigkeit für die Verarbeitung ausgewählt.
(1) Werkzeugparameter:
Verwendet werden positive und negative Außenrundfräser mit 90 ° Steigungswinkel und horizontale Nutfräser. Um den Schnittwiderstand zu verringern und ein Überhitzen des Materials während des Schneidvorgangs zu verhindern und gleichzeitig die Schnittfestigkeit des Werkzeugs zu gewährleisten, wird der Spanwinkel des Werkzeugs auf 20 ° bis 25 ° gewählt. Um eine starke Reibung und ein Anhaften der Werkzeugseite an der Teilefläche während des Schneidvorgangs zu vermeiden, wird der Werkzeugrückenwinkel auf 5 ° bis 8 ° gewählt.
(2) Schnittparameter:
Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Titanlegierungsmaterials ist der Elastizitätsmodul gering und das Verkleben ist während der Verarbeitung einfach. Daher ist es nicht einfach, den Schnittparameterwert während des Bearbeitungsprozesses zu stark einzustellen, und die Spindeldrehzahl wird auf 350 bis 500 U / min gewählt, was nicht zu hoch sein sollte. Wählen Sie eine größere Schnitttiefe und einen größeren Vorschub, wenn Sie eine Grobdrehung ausführen, und wählen Sie eine kleinere Schlichtdrehung.
3. Verarbeitungsmethode
(1) Grobdrehen:
Verwenden Sie zuerst einen horizontalen Nutfräser, um das äußere Ende des Teils zu schruppen (siehe Abbildung 2), wobei auf einer Seite ein Rand von 0,5 mm verbleibt. Da das Querrillendrehwerkzeug einen geringen Widerstand aufweist und während des Schneidvorgangs leicht zu brechen ist, ist es bevorzugt, das Querrillendrehwerkzeug zu verwenden, um an beiden Enden in Fig. 1 ein Grobdrehen durchzuführen. Da Titanlegierungsmaterialien jedoch während der Verarbeitung stark anfällig für thermische Verformungen sind, ist es erforderlich, eine Schneidflüssigkeit für eine ausreichende Kühlung während des Schneidprozesses zu verwenden.
Abbildung 2. Die Koaxialität der beiden Enden des Titanlegierungsteils beträgt 0,006 mm
(2) Semi-Finishing-Drehen: Verwenden Sie nach dem vollständigen Abkühlen des Teils einen 90 ° -Externrundschneider, um den Referenzaußenkreis des Teils anzutreiben. Nachdem das Teil vollständig abgekühlt ist, wird das zylindrische Referenzdrehen des Teils mit einem zylindrischen 90 ° -Deflektor durchgeführt. Die Form des Teils wird durch eine weiche Backe festgeklemmt, und die Form des Teils wird durch einen Mikrometerhebel-Durchflussmesser korrigiert (siehe Abbildung 3). Führen Sie den Kreis innerhalb von 0,005 mm und bearbeiten Sie das Teil an einem Ende. Kann nicht in einer Position mit einem Rand von 0,1 bis 0,2 mm auf einer Seite bearbeitet werden.
Abbildung 3. Hochpräzise Titanlegierungsteile von chinesischen Lieferanten
3) Feindrehen:
Nach dem Entfernen der Ersatzteile bohren und bohren, um die Maß- und Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen.
Korrigieren Sie die Form des Teils erneut, um sicherzustellen, dass die Maßgenauigkeit innerhalb von 0,005 mm liegt und die Endproduktform 0,05 mm beträgt. Da die Doppeloberseite an beiden Enden mit inneren Löchern versehen ist, ist die Formkante des Teils vor dem Fertigstellen klein (0,05 mm). Daher werden das Bohren und Bohren sowie das Fertigstellen des Wagens in einer Aufspannung und Korrektur ausgeführt, und die Abschrägung der Löcher wird abgeschlossen, um den nächsten Double-Top-Prozess vorzubereiten.
Wenn auf einer Drehbank dreht, werden die Teile durch die doppelt-top-Methode übergeben. Die Oberflächenrauheit Ra = 0,8 um wird erreicht, indem der positive und der negative Ablenkungsschneider verwendet werden, um das Drehen und Polieren der Form der Teile zu beenden.
4. Fazit
Mit dieser Bearbeitungsmethode wurde die Bearbeitung der Teile reibungslos abgeschlossen. Die Maßhaltigkeit und Formtoleranz der Teile entspricht durch die Prüfung den Anforderungen der Konstruktionszeichnungen.
1. Analyse der Verarbeitungsschwierigkeiten
Es gibt viele Präzisionsteile aus TC4-Titanlegierungen in der Militärindustrie. Diese Aufgabe ist eine neue Herausforderung in Bezug auf Materialhandhabung und Verarbeitungsgenauigkeit. Die Bearbeitung der konvexen Achse der konvexen Linse (siehe Abbildung 1) weist folgende Probleme auf:
Abb. 1: Drehachse der Präzisions-Konvexlinse aus Titanlegierung TC4
(1) Die Drehwelle der konvexen Linse besteht aus einem Titanlegierungsmaterial. Aufgrund seiner hohen Festigkeit und hohen Härte lässt sich die oberflächengehärtete Schicht bei der Verarbeitung leicht herstellen und das Material hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und einen geringen Elastizitätsmodul. Das Ausmaß der Rückfederung der bearbeiteten Oberfläche während des Schneidens ist groß und verursacht starke Reibung an den Seiten des Werkzeugs, Adhäsion und Bindungsverschleiß.
(2) Während die Genauigkeit der Formbearbeitung sichergestellt ist, muss die Koaxialität der beiden Enden des Teils 0,006 mm betragen, was für die vorhandene Werkzeugmaschine nahezu unmöglich ist. Da die vorhandene Maschine nach dem Start einen Spindelsprung von> 0,01 mm aufweist, ist die Schwierigkeit, die Bearbeitungsaufgabe auf dieser Maschine zu erledigen, leicht zu erkennen.
(3) Die Abmessungsgenauigkeit der Teilform und des Lochs ist sehr hoch, 0,005 mm bzw. 0,01 mm, und der Oberflächenrauheitswert Ra = 0,8 μm ist erforderlich. Unter normalen Umständen muss es auf einer Schleifmaschine bearbeitet werden, um die Musteranforderungen zu erfüllen. Da es in der Fabrik keine Schleifmaschine für die Präzisionsbearbeitung gibt, muss diese auf einer Drehmaschine fertiggestellt werden. Studieren Sie die Zeichnungen sorgfältig und analysieren Sie die verschiedenen Behandlungsoptionen vor der Verarbeitung. Schließlich wird das folgende Verfahren verwendet, um die Zeichnungen zu verarbeiten.
2. Prozessparameter auswählen
Entsprechend den Eigenschaften von Titanlegierungswerkstoffen werden Werkzeugwerkstoffe der YW-Serie mit hoher Festigkeit und guter Verschleißfestigkeit für die Verarbeitung ausgewählt.
(1) Werkzeugparameter:
Verwendet werden positive und negative Außenrundfräser mit 90 ° Steigungswinkel und horizontale Nutfräser. Um den Schnittwiderstand zu verringern und ein Überhitzen des Materials während des Schneidvorgangs zu verhindern und gleichzeitig die Schnittfestigkeit des Werkzeugs zu gewährleisten, wird der Spanwinkel des Werkzeugs auf 20 ° bis 25 ° gewählt. Um eine starke Reibung und ein Anhaften der Werkzeugseite an der Teilefläche während des Schneidvorgangs zu vermeiden, wird der Werkzeugrückenwinkel auf 5 ° bis 8 ° gewählt.
(2) Schnittparameter:
Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Titanlegierungsmaterials ist der Elastizitätsmodul gering und das Verkleben ist während der Verarbeitung einfach. Daher ist es nicht einfach, den Schnittparameterwert während des Bearbeitungsprozesses zu stark einzustellen, und die Spindeldrehzahl wird auf 350 bis 500 U / min gewählt, was nicht zu hoch sein sollte. Wählen Sie eine größere Schnitttiefe und einen größeren Vorschub, wenn Sie eine Grobdrehung ausführen, und wählen Sie eine kleinere Schlichtdrehung.
3. Verarbeitungsmethode
(1) Grobdrehen:
Verwenden Sie zuerst einen horizontalen Nutfräser, um das äußere Ende des Teils zu schruppen (siehe Abbildung 2), wobei auf einer Seite ein Rand von 0,5 mm verbleibt. Da das Querrillendrehwerkzeug einen geringen Widerstand aufweist und während des Schneidvorgangs leicht zu brechen ist, ist es bevorzugt, das Querrillendrehwerkzeug zu verwenden, um an beiden Enden in Fig. 1 ein Grobdrehen durchzuführen. Da Titanlegierungsmaterialien jedoch während der Verarbeitung stark anfällig für thermische Verformungen sind, ist es erforderlich, eine Schneidflüssigkeit für eine ausreichende Kühlung während des Schneidprozesses zu verwenden.
Abbildung 2. Die Koaxialität der beiden Enden des Titanlegierungsteils beträgt 0,006 mm
(2) Semi-Finishing-Drehen: Verwenden Sie nach dem vollständigen Abkühlen des Teils einen 90 ° -Externrundschneider, um den Referenzaußenkreis des Teils anzutreiben. Nachdem das Teil vollständig abgekühlt ist, wird das zylindrische Referenzdrehen des Teils mit einem zylindrischen 90 ° -Deflektor durchgeführt. Die Form des Teils wird durch eine weiche Backe festgeklemmt, und die Form des Teils wird durch einen Mikrometerhebel-Durchflussmesser korrigiert (siehe Abbildung 3). Führen Sie den Kreis innerhalb von 0,005 mm und bearbeiten Sie das Teil an einem Ende. Kann nicht in einer Position mit einem Rand von 0,1 bis 0,2 mm auf einer Seite bearbeitet werden.
Abbildung 3. Hochpräzise Titanlegierungsteile von chinesischen Lieferanten
3) Feindrehen:
Nach dem Entfernen der Ersatzteile bohren und bohren, um die Maß- und Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen.
Korrigieren Sie die Form des Teils erneut, um sicherzustellen, dass die Maßgenauigkeit innerhalb von 0,005 mm liegt und die Endproduktform 0,05 mm beträgt. Da die Doppeloberseite an beiden Enden mit inneren Löchern versehen ist, ist die Formkante des Teils vor dem Fertigstellen klein (0,05 mm). Daher werden das Bohren und Bohren sowie das Fertigstellen des Wagens in einer Aufspannung und Korrektur ausgeführt, und die Abschrägung der Löcher wird abgeschlossen, um den nächsten Double-Top-Prozess vorzubereiten.
Wenn auf einer Drehbank dreht, werden die Teile durch die doppelt-top-Methode übergeben. Die Oberflächenrauheit Ra = 0,8 um wird erreicht, indem der positive und der negative Ablenkungsschneider verwendet werden, um das Drehen und Polieren der Form der Teile zu beenden.
4. Fazit
Mit dieser Bearbeitungsmethode wurde die Bearbeitung der Teile reibungslos abgeschlossen. Die Maßhaltigkeit und Formtoleranz der Teile entspricht durch die Prüfung den Anforderungen der Konstruktionszeichnungen.
