Stopy tytanu mają wysoką wytrzymałość właściwą, doskonałą odporność na ciepło i korozję i są szeroko stosowane w układach hydraulicznych lotnictwa. Jednakże materiał ten ma słabą przewodność cieplną, dużą aktywność chemiczną i mały współczynnik odkształcenia, co sprawia, że obróbka gwintów do połączeń rurowych ze stopów tytanu jest niezwykle trudna. W artykule tym, w oparciu o właściwości materiałowe i technologiczne stopów tytanu, przeanalizowano trudności w obróbce gwintów, wyjaśniono kluczowe punkty związane z wyborem właściwych narzędzi do toczenia gwintów i optymalizowano proces pod kątem parametrów skrawania, konstrukcji narzędzia, chłodzenia i smarowania oraz oprzyrządowania i osprzętu, zapewniając rozwiązanie referencyjne dla-precyzyjnej obróbki gwintów ze stopów tytanu.
Analiza właściwości przetwórczych stopów tytanu
Istnieją głównie trzy typy stopów tytanu: -typ (TA), -typ (TB) i + -typ (TC). Wśród nich najszerzej stosowany jest stop duplex typu TC, będący ważnym surowcem w przemyśle lotniczym. Jego właściwości przetwórcze objawiają się głównie jako:
1. Niska przewodność cieplna: Słabe odprowadzanie ciepła, podczas obróbki jest podatne na generowanie wysokich temperatur, co powoduje duże odbicie przedmiotu obrabianego i oczywiste odkształcenia.
2. Mały współczynnik odkształcenia: Podczas skrawania długość styku wióra z narzędziem jest krótka, a siła skrawania skupia się na krawędzi skrawającej, co zwiększa zużycie narzędzia.
3. Wysoka aktywność chemiczna: W wysokich temperaturach ma skłonność do reakcji z tlenem, azotem i materiałem narzędzia, powodując adhezję, powodując zjawisko „wgryzania”.
4. Wysoka wytrzymałość i dobra wytrzymałość: Opór skrawania jest duży, a wymagania dotyczące sztywności narzędzia i odporności na zużycie są wysokie.
Te cechy sprawiają, że obróbka gwintów ze stopu tytanu napotyka poważne problemy, takie jak duży moment gwintowania, łatwe pękanie gwintownika i trudna kontrola dokładności gwintu.
Dobór i projektowanie narzędzi do gwintowania
W przypadku trudności w gwintowaniu stopów tytanu zaleca się stosowanie gwintowników ząbkowanych. Ten rodzaj kranu usuwa co drugi ząb, powodując naprzemienne ułożenie zębów. Podczas cięcia styka się tylko jedna powierzchnia, co skutecznie zmniejsza moment tarcia i zapobiega utknięciu lub uszkodzeniu gwintownika. Grubość cięcia ząbkowanego gwintownika jest podwojona, co może przekroczyć głębokość warstwy utwardzanej na zimno. Mimo wzrostu siły skrawania pojedynczego zęba, usuwanie wiórów jest płynniejsze, tarcie i przyczepność są zmniejszone, co poprawia trwałość gwintownika i dokładność gwintu. Podczas projektowania należy zadbać o to, aby liczba nacięć była nieparzysta, aby równomiernie rozłożyć siłę na krawędziach zębów.
Jeśli chodzi o dobór materiału, zaleca się stosowanie gwintowników-ze stali szybkotnącej. Mają wysoką wytrzymałość, dobrą odporność na odkształcenia i doskonałą odporność na zużycie. Najpierw można wykonać-gwintowanie wstępne za pomocą-stalowych gwintowników szybkotnących, a następnie przeprowadzić korekcję za pomocą gwintowników węglikowych. Oczekuje się, że w przyszłości, wraz z postępem rozwoju materiałów narzędziowych, pojawi się więcej specjalistycznych gwintowników zaprojektowanych specjalnie do stopów tytanu.
Środki optymalizacyjne dla technologii obróbki gwintów
1. Rozsądne zwiększenie średnicy dolnego otworu
Odpowiednie zwiększenie średnicy dolnego otworu gwintu może zmniejszyć siłę skrawania i ciepło skrawania. Wielkość zwiększenia należy rozważyć kompleksowo w oparciu o wymagania dotyczące szybkości zwoju gwintu i liczby zwojów. Nieznaczne zmniejszenie wysokości zęba i zwiększenie wewnętrznej średnicy gwintu, szczególnie w przypadku gwintowania stopów tytanu, chociaż nieznacznie zmniejsza prędkość styku, może zapewnić niezawodność poprzez zwiększenie długości połączenia gwintowego.
2. Kontrola prędkości skrawania i parametrów geometrycznych narzędzia
W przypadku obróbki gwintów ze stopu tytanu należy-stosować obróbkę z niską prędkością. Zalecana prędkość skrawania wynosi 200-300 mm/min. Zbyt mała prędkość może powodować powstawanie zimnych, twardych warstw, natomiast zbyt duża prędkość powoduje wzrost temperatury i zużycie narzędzia. W zakresie parametrów geometrycznych narzędzia: Dobierz odpowiedni kąt natarcia, aby zwiększyć wytrzymałość krawędzi skrawającej; Aby ułatwić usuwanie wiórów, należy zastosować większy kąt przyłożenia. W przypadku gwintowania głębokich otworów można zmniejszyć liczbę rowków zatrzymujących wióry, aby zwiększyć przestrzeń zatrzymywania wiórów i poprawić zdolność usuwania wiórów.
3. Optymalizacja uchwytu gwintownika i chłodziwa
Gwintowanie maszynowe musi być wyposażone w dedykowany uchwyt do gwintownika i obsługiwane za pomocą klucza. Trzpień ogonowy gwintu ze stopu tytanu powinien być nieco dłuższy niż długość standardowa. Zaleca się ustawienie rowka cofającego, aby zapobiec wykruszaniu się kranu po dotarciu do dna.
Smarowanie chłodziwem ma kluczowe znaczenie. Wybierz płyn chłodzący o wysokiej aktywności i dobrych właściwościach smarnych, bezpośrednio chłodzący kran, aby zapobiec powodowaniu przyczepności przez wysokie temperatury. Zaleca się stosowanie mieszaniny chłodziwa składającej się z kwasu olejowego, oleju siarkowanego i nafty w odpowiednich proporcjach lub zastosowanie oleju chłodząco-smarującego F43. Rowek na chłodziwo można również otworzyć z tyłu kranu, aby zapewnić płynny dopływ chłodziwa do obszaru cięcia.
Wysoka-precyzyjna obróbka połączeń gwintowychrury ze stopu tytanuwymaga doboru odpowiednich narzędzi skrawających, takich jak gwintowniki ząbkowane i{0}}stalowe szybkotnące, a także optymalizacji parametrów procesu, takich jak średnica dolnego otworu, prędkość skrawania, parametry geometryczne narzędzia, smarowanie chłodzące i uchwyt gwintownika. Może to skutecznie uniknąć słabych stron stopu tytanu, takich jak słaba przewodność cieplna i wysoka aktywność chemiczna, a także poprawić dokładność przetwarzania i wydajność gwintów. Wraz z rozwojem inżynierii materiałowej i technologii przetwarzania technologia obróbki gwintów ze stopu tytanu będzie w dalszym ciągu udoskonalana, zapewniając wsparcie dla-niezawodnej produkcji lotniczych układów hydraulicznych.
Baoji Yibaite New Materials Technology Co., Ltd. specjalizuje się w obróbcerura ze stopu tytanu. Zapraszamy do konsultacji.