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Tecnologia de procesamiento de piezas de aleacion de titanio

Palabras clave: tren de aterrizaje, piezas de aleación de titanio, mecanizado, requisitos de herramientas, tecnología de torneado, tecnología de fresado, refrigerante, taladrado, roscado

【Resumen】 La aleación de titanio tiene las ventajas de una alta relación de resistencia, pequeño coeficiente de deformación, fuerte resistencia al calor, tenacidad a baja temperatura, resistencia a la corrosión y buen rendimiento de soldadura. Por lo tanto, se aplica cada vez más a partes estructurales de rodamientos, sujetadores, etc. del tren de aterrizaje de aeronaves. Sin embargo, debido a su pequeña conductividad térmica, a su pequeño módulo de elasticidad, a su bajo rendimiento de procesamiento, a su baja eficiencia ya su fácil deformación por combustión, tendrá un impacto en el procesamiento y la calidad del producto. Este documento combina las prácticas de investigación y producción del tipo de tren de aterrizaje, y controla y optimiza los documentos de proceso desde varios aspectos, como materiales, equipos, personal, documentos de proceso y condiciones de procesamiento. De este modo se mejora la eficiencia de procesamiento, ahorrando costos de producción y garantizando la calidad del producto.
CNC de cinco ejes de mecanizado de fresado de titanio

Control de materiales
1) Las materias primas de aleación de titanio deben volver a examinarse según sea necesario para garantizar que las materias primas y las piezas moldeadas cumplen con los requisitos de rendimiento. Verifique principalmente la certificación del producto, la identificación, la posición de muestreo de forja, el tipo de prueba, la especificación y la cantidad, el tamaño completo del estado en blanco, las propiedades mecánicas, etc., para evitar defectos en las piezas.
2) En el procesamiento de materiales de aleación de titanio, se utiliza principalmente refrigerante soluble en agua Castrol. Según esta relación, se mezcla con agua, entra la presión del refrigerante y se controla el caudal. Un refrigerante que contenga un elemento halógeno puede causar estrés y corrosión química en la aleación de titanio y está prohibido.

2. Control de equipos CNC.
2.1 Requisitos de equipamiento

El equipo CNC proporciona controles de movimiento de alimentación, herramientas y piezas de trabajo confiables y precisos para maximizar la rigidez y evitar vibraciones y vibraciones. Aumente la presión y el flujo de refrigerante durante el procesamiento para garantizar un refrigerante adecuado en el borde de corte.

2.2 Requisitos de la herramienta
Las piezas de aleación de titanio tienen una alta afinidad y la temperatura de corte de la punta de la herramienta es alta durante el procesamiento, lo que resulta en una resistencia al desgaste y una tenacidad de la herramienta deficientes. No utilice herramientas de carburo de titanio, tungsteno y cobalto. Durante el procesamiento, el tipo de herramienta de recubrimiento se selecciona de acuerdo con la estructura de la pieza (cavidad o saliente), la distribución de la balanza y el grado de endurecimiento de la superficie de la pieza en bruto. Se divide en desbaste, semiacabado y acabado para reducir la temperatura de corte, reducir la cuchilla, doblar la cuchilla, mantener la cuchilla afilada y mejorar la durabilidad de la herramienta. En el corte intermitente de baja velocidad, la biela se selecciona de acuerdo con la estructura de la pieza para mejorar la rigidez general de la herramienta y lograr una eficiencia de amortiguación de vibraciones. El cuerpo de la herramienta debe ser un sustrato de grano fino para garantizar que el recubrimiento tenga una fuerte adherencia y resistencia, y que mejore la calidad de procesamiento de la pieza y la eficiencia de corte de la herramienta.


Tornillo de rosca de tornillo de hueso de titanio mecanizado


2.3 requisitos del accesorio
Dado que el módulo elástico del material de aleación de titanio es pequeño, la pieza de trabajo se deforma fácilmente, y la fuerza de sujeción durante el corte no debe ser demasiado grande, y se debe usar un soporte auxiliar si es necesario. La fuerza de corte real se tiene en cuenta al diseñar la estructura del accesorio para garantizar que la pieza no se deforme debido a la sujeción.

3. Control de fabricación
3.1 Requisitos generales para el diseño estructural de aleaciones de titanio.
Cuando la estructura lo permita, el radio de transferencia de la pieza debe ser lo más grande posible. El valor Ra de la rugosidad de la superficie de la pieza debe ser menor o igual a. Para el escariado, el Ra de la rugosidad de la superficie del orificio mecanizado por el método de perforación debe ser menor o igual a. Al diseñar un componente perforado, los bordes de la abertura tienen un chaflán suave. Para piezas con cargas grandes, la zona de tensión debe reducirse tanto como sea posible para evitar agujeros roscados. Evite utilizar métodos de pulido para cubrir la rugosidad de la superficie de la pieza requerida por el diseño.
Diseño estructural de piezas de aleación de titanio.

3.2 Requisitos técnicos generales para torneado de aleación de titanio.
1) Requisitos de la herramienta
La punta de la herramienta está redondeada para aumentar la resistencia y evitar que se queme y se colapse. Mejore la cuchilla y el chip a tiempo para mejorar la durabilidad de la herramienta. Los parámetros geométricos de torneado de piezas de aleación de titanio, carburo y herramientas de torneado de acero de alta velocidad se pueden seleccionar de acuerdo con las Tablas 1 y 2.


Tecnología de método de procesamiento general de aleación de titanio

Tabla 1 Parámetros geométricos recomendados para herramientas de torneado de vehículos cementados
Fuerza de las piezas (MPa) Ángulo de ataque Esquina trasera Ángulo de desviación principal Angulo de desviacion auxiliar Ángulo de inclinación de la cuchilla Radio del arco de la punta de la herramienta (mm)
≤1000 10° 20°-70°  
 
 
1-2
>1000 1°-5° 6°-8°  
75°-90°
 
0°-3°
≤1000 15°  
 
0.3-0.8
>1000 6°-8°

Tabla 2 Parámetros geométricos recomendados de herramientas de torneado de acero de alta velocidad
Fuerza de las piezas (MPa) Ángulo de ataque Esquina trasera Ángulo de desviación principal Angulo de desviacion auxiliar Ángulo de inclinación de la cuchilla Radio del arco de la punta de la herramienta (mm)
≤1000 11° 25°-45°  
 
0.5-2
>1000 7°-11° 4°-7°  
60°-85°
 
0°-3°
≤1000 11° 0.3-0.8
>1000 11° 5°-7°

2) Seleccione los parámetros de torneado.
Al girar piezas con herramientas de carburo, la velocidad de giro varía de 20 m / min a 60 m / min. Al girar con herramientas de acero de alta velocidad, la velocidad de giro varía de 15 m / min a 55 m / min. De acuerdo con la velocidad de corte de las herramientas de carburo y las herramientas de acero de alta velocidad, la velocidad de corte de las herramientas de torneado recubiertas aumenta en un 5% -25%.

3) Requisitos para el refrigerante
Antes de girar, la boquilla de refrigerante debe ajustarse para alinearse con la punta y se debe preferir la emulsión soluble en agua a alta presión para impactar la superficie del rastrillo de la herramienta.

3.3 Requisitos técnicos generales para el fresado de aleaciones de titanio.
1) Requisitos de la herramienta

El vástago que sujeta el cortador de fresado al husillo de la máquina debe ser lo más corto posible para garantizar la máxima rigidez del sistema de la máquina, herramienta, pieza y pieza. Al mecanizar piezas de moldeo de aleación de titanio, se requiere que la herramienta resista el impacto de la aceleración y la desaceleración, y tenga una resistencia a la flexión adecuada. Las fresas de avance grandes y las fresas de maíz se utilizan para desbaste, fresas de inserción redonda y fresas de carburo sólido para el acabado de piezas. Cuando se trata de contornos cerrados, es necesario usar fresas de extremo con bordes extremos que excedan el centro, taladros de perforación superficial Iskar DR y taladros de carburo. Elija una fresadora recubierta con nitruro de titanio y nitruro de aluminio.

2) Requisitos para el refrigerante.
En el acabado de las herramientas de carburo cementado se debe utilizar un enfriamiento por neblina de aceite o suficiente refrigerante soluble en agua. Cuando el mecanizado en bruto se realiza con una herramienta de acero de alta velocidad o una herramienta de carburo, se utiliza una emulsión adecuada para el corte por gravedad como refrigerante.


3) Parámetros del proceso de fresado
A, fresado convencional.
Los parámetros generales de fresado para fresas de acero y carburo de alta velocidad se pueden seleccionar de acuerdo con las Tablas 3 y 4.

Tabla 3 Parámetros de fresado de fresado convencional de una fresadora de acero de alta velocidad

Velocidad del husillo
(r/min)
Diámetro de la herramienta
(mm)
Número de dientes
(number)
Velocidad de alimentación
(mm/min)
Ancho de corte radial
(mm)
Profundidad de corte axial
(mm)
100-200 20 4 40-80 3-5 5-10
100-150 30 4 40-70 3-5 5-10
200-400 16 2 30-60 1-3 1-5
150-250 30 4 25-70 1-3 1-5


Tabla 4. Parámetros de fresado de fresas de carburo cementado en fresado convencional
Velocidad del husillo
(r/min)
Diámetro de la herramienta
(mm)
Número de dientes
(number)
Velocidad de alimentación
(mm/min)
Ancho de corte radial
(mm)
Profundidad de corte axial
(mm)
150-250 20 4 50-120 3-5 5-10
100-200 30 4 50-100 3-5 5-10
300-450 16 2 50-140 1-3 1-5
200-300 30 4 35-100 1-3 1-5

Orificio de válvula de aleación de titanio que hace tecnología
Procesamiento de aleaciones de titanio B, CNC y fresado.
Selección de la herramienta: utilice una herramienta recubierta de carburo indexable al fresar en una máquina CNC. Se utiliza principalmente en Sandvik GC1030, Kenner KC522M y así sucesivamente.
División de la etapa: Debido a las características de la aleación de titanio, la etapa de procesamiento debe dividirse razonablemente en el proceso de fabricación de la pieza. De acuerdo con la distribución de la balanza, las condiciones de disipación de calor y la estructura de la pieza, se divide en fresado en bruto y fresado de acabado.
Zonificación: basada en estructura parcial y distribución marginal. Clasificación razonable de las áreas de procesamiento: por ejemplo, convexa, cavidad, cilíndrica, etc., la selección de herramientas se puede estandarizar. Consiga el equilibrio para eliminar el margen, reduciendo efectivamente el tiempo de corte del método de fresado descendente y mejorando la eficiencia de procesamiento.

Control de parámetros: para el proceso de desbaste de la pieza, la trayectoria de la herramienta de mecanizado del programa está razonablemente optimizada. El fresado CNC de fresas de acero de alta velocidad y el fresado CNC de herramientas de carburo se procesan de acuerdo con los parámetros recomendados para mejorar la eficiencia de mecanizado de las piezas.

C. Sobre la base de la velocidad del husillo de las herramientas de carburo cementado y las herramientas de acero de alta velocidad, la velocidad de corte de las fresas revestidas aumenta en un 5% -25%.

D, escala de molienda
En el proceso de la escala de fresado, debido a la distribución desigual de la superficie de las piezas, el cortador de fresado vertical Iska es principalmente adecuado para el mecanizado plano de piezas de aleación de titanio. En el mecanizado de contornos, se utilizan fresas de maíz Walter, y la escala exterior de óxido de contorno también se puede mecanizar con fresas verticales Isa.


Tecnología de roscado de titanio

3.4 Requisitos técnicos generales para agujeros de aleación de titanio
1) Perforación
Las brocas de acero o carburo de alta velocidad se utilizan para la perforación, y las herramientas de perforación recubiertas de titanio TiN-Al se utilizan para la perforación de alta precisión. Requerimientos de taladro de piezas de aleación de titanio:
El ángulo del vértice es 2Ψ = 120 ° ~ 127 °;
Ángulo posterior a = 12 ° ~ 14 °;
Ángulo de hélice β = 35 ° ~ 40 °;
Rastrillo y eje de la broca = 5 ° (broca de acero de alta velocidad);
Rastrillo y eje de la broca = 0 ° (broca de carburo);
La cantidad de desgaste en el flanco (desgaste total) de las brocas de acero de alta velocidad no debe superar los 0,6 mm.
   Cuando se perfora con una broca de acero de alta velocidad que tiene una estructura estándar, el valor de la velocidad de corte se multiplica por un factor de corrección Kv = 0.8.
Para evitar el endurecimiento del trabajo, no se permite que la broca gire en la posición original sin alimentar. Para reducir la profundidad de endurecimiento de la superficie inferior roscada, use una broca afilada.

2) Parámetros de corte razonables para agujeros avellanados, agujeros de escariado y agujeros de escariado

3.5 Requisitos técnicos generales para roscado de aleación de titanio
1) El grifo de las piezas de titanio mecanizado es más duro.
2) Al golpear la rosca del orificio con un grifo, use un conjunto de grifos que consten de dos o tres grifos, lubricados y enfriados con un lubricante de extrusión.
3) Cuando el orificio pasante se mecaniza a una profundidad de 1.5 veces o más del diámetro de la rosca, el maquinado se realiza mediante una combinación de dos o tres grifos, y el número de grifos depende de la profundidad del orificio roscado que se procesará.
4) Parámetros geométricos del grifo: ángulo de inclinación y = 5 ° ~ 7 °; ángulo de retorno a = 6 ° ~ 8 °;
5) Use aceite cuando los orificios roscados están hechos a mano, y use emulsionante o aceite cuando trabaje a máquina en roscas rectas. Las piezas deben limpiarse después del trabajo.
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