Investigacion sobre tecnologia de acabado mecanico de piezas de aleacion de titanio chino
Las aleaciones de titanio tienen las siguientes propiedades físicas y químicas especiales:
1. La baja conductividad térmica de la aleación de titanio aumenta la temperatura de la pieza y la herramienta durante el procesamiento;
2. La aleación de titanio tiene un módulo de elasticidad bajo, lo que resulta en un gran rebote después de la deformación de la carga. Esto da como resultado un aumento en el error de mecanizado de la pieza de trabajo, un aumento en el torque de la herramienta de corte, un rápido desgaste del filo de corte y una disminución de la durabilidad.
3, el TC4 tiene una dureza baja y una alta actividad química, lo que hace que el TC4 y la herramienta se disuelvan y se diseminen a alta temperatura, lo que provoca que se peguen, quemen y rompan.
Basado en el análisis anterior, la tecnología de procesamiento de TC4 debe incluir los siguientes principios:
1. Debido a la baja conductividad térmica de TC4, la plasticidad es baja y la tendencia al endurecimiento en el trabajo es alta. La fuerza de corte es grande durante el proceso de mecanizado, y la temperatura de corte es alta, por lo que la herramienta es fácil de usar y la vida útil se acorta. Por lo tanto, la herramienta debe seleccionarse entre materiales que tengan buena resistencia al desgaste, alta dureza térmica y suficiente tenacidad. YG8, YG8W y YG10H se seleccionan para desbaste, y YG8W o YP15 (YGRM) se usan para el acabado.
2. Optimizar las condiciones de corte, incluida la rigidez del sistema de fijación de la máquina herramienta.
3. Elija una cantidad razonable de corte. En condiciones normales, la velocidad de corte debe ser baja, la profundidad de corte debe ser grande y el corte no puede detenerse durante el proceso de corte.
4. Mejorar el control de viruta y asegurar medidas de ruptura de viruta confiables.
Diseño de prueba
Teniendo en cuenta los factores anteriores, el proceso estudió la prueba de factor único y la prueba ortogonal multifactorial, estudió el proceso de corte de TC4 y analizó la integridad de la superficie de las muestras procesadas. Los indicadores de evaluación incluyen principalmente: rugosidad de la superficie, dureza de procesamiento, tensión residual y microestructura.
1. Prueba de factor único: refiérase al rango de corte de producción real, el rango de varios factores probados se establece en:
(1) El nivel de velocidad de fresado es: 40, 80, 100, 120, 140 m / min. La velocidad de avance es de 50 mm / min, la profundidad de fresado axial es de 1,5 mm y la profundidad de fresado radial es de 28 mm.
(2) El cambio horizontal positivo de la alimentación de cada diente es 0.05, 0.07, 0.09, 0.11, 0.13 mm, la velocidad de fresado es de 40 mm / min y la profundidad de fresado axial es de 0.9 mm. La profundidad de fresado radial no se modifica en 8 mm;
(3) El nivel de profundidad de fresado axial es 0.4, 0.6, O.8, 1.0, 1.2, 1.5 mm. La velocidad de molienda se mantuvo a 40 mm / min, la velocidad de avance fue de 40,7 mm / min y la profundidad de fresado radial no se cambió a 8 mm.
(4) El nivel de profundidad de fresado radial se convierte en 4, 6, 8, 10, 12, 5, 14, 16 mm. La velocidad de fresado se mantiene a k = 40 mm / min, la velocidad de avance es de 40,7 mm / min y la profundidad de fresado axial es constante a 1 mm.
2. Prueba ortogonal multifactorial.
El estudio de proceso usó el diseño ortogonal L16 para estudiar el proceso de rectificado de TC4. Los parámetros específicos son los siguientes:
Los parámetros de fresado y la codificación horizontal son:
| Profundidad de fresado (mm) | Velocidad de fresado (m / min) | Alimentación por diente (mm) | Ancho de fresado (mm) | |
| Nivel superior (3) | 1.4 | 120 | 0.14 | 14 |
| Nivel subordinado (1) | 1 | 100 | 0.1 | 11 |
| Siguiente nivel (-1) | 0.6 | 80 | 0.06 | 18 |
| Nivel inferior (3) | 0.2 | 60 | 0.02 | 5 |
Tabla de prueba ortogonal:
|
Profundidad de fresado (mm)
|
Velocidad de fresado (m / min) | Alimentación por diente (mm) | Ancho de fresado (mm) | |
| 1 | 1.4 | 100 | 0.06 | 11 |
| 2 | 1.4 | 80 | 0.14 | 5 |
| 3 | 1.4 | 120 | 0.02 | 8 |
| 4 | 1.4 | 60 | 0.1 | 14 |
| 5 | 1 | 60 | 0.06 | 8 |
| 6 | 1 | 120 | 0.14 | 14 |
| 7 | 1 | 80 | 0.02 | 11 |
| 8 | 1 | 100 | 0.1 | 5 |
| 9 | 0.6 | 60 | 0.14 | 11 |
| 10 | 0.6 | 120 | 0.06 | 5 |
| 11 | 0.6 | 80 | 0.1 | 8 |
| 12 | 0.6 | 100 | 0.02 | 14 |
| 13 | 0.2 | 100 | 0.14 | 8 |
| 14 | 0.2 | 80 | 0.06 | 14 |
| 15 | 0.2 | 120 | 0.1 | 11 |
| 16 | 0.2 | 60 | 0.02 | 5 |
A través de la prueba ortogonal anterior, se puede comprender el grado de influencia de cada parámetro de procesamiento en la integridad de la superficie de la máquina, y se puede obtener la mejor tecnología de procesamiento.
Tercero, análisis y evaluación:
La rugosidad de la superficie se midió con un interferómetro de luz blanca. Cada prueba se realiza tomando 5 posiciones en la dirección de fresado.
Además, el endurecimiento es el resultado de un efecto combinado de campos de tensión no uniformes acoplados termomecánicamente en la superficie mecanizada de la pieza, que se relaciona con las condiciones de corte y las propiedades mecánicas del material de la pieza. En este trabajo, se estudió la influencia de los factores de molienda en las leyes de endurecimiento y endurecimiento del trabajo mediante la medición de la dureza de la capa superficial después de la molienda TC4. La dureza de la superficie mecanizada se midió con un comprobador de microdureza Vickers, y el grado de endurecimiento por trabajo se obtuvo comparando la dureza superficial con la dureza de la superficie no mecanizada. Cada muestra se midió en 5 posiciones en la dirección de frotamiento.
Los materiales TC4 son muy sensibles a las condiciones de tensión, especialmente la tensión residual en la superficie mecanizada y su distribución es importante para el uso adecuado de los componentes. La tensión residual de la superficie mecanizada tiene una diferencia entre la tensión de tracción residual y la tensión de compresión residual. El esfuerzo de tracción residual reduce la resistencia a la fatiga y la vida útil de la pieza, lo que a veces aumenta la resistencia a la fatiga y la vida útil de la pieza. La distribución desigual de la tensión residual en cada porción de la superficie mecanizada también hará que la pieza de trabajo se deforme, afectando la forma y la precisión dimensional de la pieza. Por lo tanto, el método de rayos X se utilizó para estudiar la tensión residual de la superficie y su distribución de materiales TC4 durante el fresado a alta velocidad.
La microestructura de varias muestras pequeñas se cortó con WEDM y la sección transversal en la dirección de alimentación vertical se tomó como plano de observación. Después del pulido, se seleccionó una solución de grabado apropiada para el grabado de la superficie y se observó por SEM.
