Metoda obrábění pro vysoce přesné tenkostěnné díly ze slitiny titanu

Tvary tenkostěnných dílů, které jsou běžné v každodenním životě, jsou obecně ve tvaru prstence, tvaru mušle a tvaru plochého talíře. Strukturální velikost těchto částí je obecně mnohem větší než její tloušťka. Když je poměr jeho konstrukční velikosti nebo poloměru zakřivení k jeho vlastní tloušťce větší než 20, nazýváme jej tenkostěnnou součástí. Tenkostěnné díly lze rozdělit podle nejzákladnějších materiálových vlastností. Obecně existují slitiny titanu, plasty a některé kompozitní materiály. Tenkostěnné díly zpracované těmito různými materiály mají různé vlastnosti a mohou vyhovět potřebám různých trhů. Tento článek analyzuje především vysoce přesné metody zpracování tenkostěnných dílů ze slitin titanu. Tenkostěnné díly jsou téměř vždy složeny z tenkých plátů a žeber, proto jsou tenkostěnné díly lehké. Výrobou tenkostěnných dílů různých specifikací je lze použít k různým účelům. Podle konstrukčního použití lze tenkostěnné díly dělit na nosníky, spoje, stěnové panely a žebra. Tyto různé typy dílů mají své vlastní jedinečné tvary a doplňují jejich příslušné funkce. Charakteristiky tohoto tenkostěnného dílu však ztěžují výrobní proces, protože tenkostěnný díl má nízkou tuhost, takže se snadno deformuje během procesu zpracování, což má za následek výrobu tenkostěnných dílů, které ne splňují normy. Z toho je vidět, že analýza způsobu zpracování tenkostěnných dílů a optimalizace technologie jeho zpracování jsou velmi potřebné a má velký význam podporovat rozvoj průmyslu zpracování tenkostěnných dílů.

1. Vliv upínacích faktorů na deformaci součásti

Proces upínání je jedním ze základních procesů celé technologie zpracování tenkostěnných dílů. Bez ohledu na to, jaký způsob zpracování se použije, kvalita procesu upínání přímo určí kvalitu zpracování tenkostěnných dílů. Pro zpracování tenkostěnných dílů určuje upínací schéma, poloha upínacího bodu a upínací síla kvalitu zpracovávaných dílů. Při použití nevhodné polohy upínacího bodu nebo upínací síly může dojít k různému stupni deformace součásti a také to značně ovlivní přesnost obrábění součásti. Zejména při zpracování tenkostěnných dílů na obráběcím stroji se plně projeví význam upínacího procesu. Mezi nimi 30 % až 50 % chyb obrábění pochází z procesu upínání. Kromě toho během zpracování tenkostěnných dílů kolísání mezi utahovací silou a řeznou silou vyvolá spojovací efekt, který povede k redistribuci zbytkového napětí po obrábění a počátečního zbytkového napětí uvnitř součásti, což také ovlivnit kvalitu zpracování dílu. Proto stále nelze ignorovat problém upnutí tenkostěnných dílů. Zlepšení procesu upínání tenkostěnných dílů má velký význam, aby se zabránilo deformaci dílů během zpracování.

2. Vliv řezné síly a řezného tepla na deformaci součásti

Parametry zpracování tenkostěnných dílů přímo odrážejí vztah mezi tenkostěnnými díly a obráběcími nástroji. Při zpracování tenkostěnných dílů bude mít povrch zpracovávaného dílu díky nízkému modulu pružnosti tenkostěnných dílů ze slitiny titanu velké odpružení, což přímo povede ke zvětšení kontaktní plochy mezi opracovávaným povrchem. a bok nástroje, což bude mít velký vliv na kvalitu zpracování tenkostěnného dílu a způsobí prudký pokles přesnosti obrábění dílu. Zároveň to také sníží životnost nástroje. Na druhou stranu, pokud je řezná síla příliš velká, překračuje mez pružnosti materiálu, způsobí plastickou deformaci součásti. Kromě toho je existence řezného tepla také jedním z klíčů, které ovlivňují kvalitu zpracování dílů. Řezné teplo vzniká třením mezi třískami a čelem čela, obrobeným povrchem obrobku a čelem hřbetu. Velké množství řezného tepla povede k nerovnoměrné teplotě různých částí obrobku a také zhorší deformaci součástí, což má za následek snížení přesnosti obrábění součástí. Zároveň nelze dobře zaručit kvalitu povrchu dílů.

3. Vliv zbytkového napětí na deformaci

Zbytkové napětí v tenkostěnných dílech má dvě hlavní složky. Jeho součástí je počáteční zbytkové napětí vznikající při procesu počátečního tváření tenkostěnných součástí. Existuje mnoho důvodů pro vznik této části zbytkového napětí. Mezi nimi je u velkoplošně spojovaných kompozitních tenkostěnných dílů patrnější vliv zbytkového napětí při zpracování. Druhou částí je zbytkové napětí obrobené plochy. Tato část zbytkového napětí je především výsledkem komplexního vlivu různých faktorů, jako je mechanické působení nástroje na povrchový kov obrobku, tepelné působení a elastické zotavení vnitřního kovu. Při zpracování tenkostěnných dílů je velmi pravděpodobné, že dojde k porušení rovnováhy zbytkového napětí v polotovaru součásti. V tomto okamžiku je narušena rovnováha napětí uvnitř součásti, což má za následek redistribuci napětí, která způsobí deformaci součásti.

Obecně existuje mnoho faktorů, které vedou k deformaci tenkostěnných dílů při zpracování, přičemž tyto faktory jsou primární a sekundární. Jak rozlišit klíčové ovlivňující faktory a efektivně je řídit a optimalizovat a zdokonalit technologii zpracování tenkostěnných dílů je účinným prostředkem pro řízení deformací zpracování tenkostěnných dílů. Tento článek analyzuje důvody pro zpracování deformace tenkostěnných součástí a shrnuje současné metody řízení pro zpracování deformace tenkostěnných součástí. Je vidět, že změnou tradičního způsobu zpracování a optimalizací technologie zpracování napomáhá opracování obrobku, které může do určité míry snížit deformaci obrobku a zajistit stabilitu a použitelnost vyrobeného produktu. . Avšak pouze komplexním zvážením všech ovlivňujících faktorů, pomocí analýzy metodou konečných prvků a numerické simulace, lze deformaci tenkostěnných součástí dále předvídat a řídit, aby se zlepšila kvalita zpracování tenkostěnných součástí.