Hoe CNC-bewerkingen van grote afmetingen van titaniumonderdelen perfect?

Titanium kan CNC-gefreesd worden zoals roestvrij staal; zoals we allemaal weten, heeft het gewenste materiaaleigenschappen en is het ook relatief gemakkelijk om mee te werken. In het vroege stadium van de toepassing van precisiegiettechnologie van titaniumlegeringen, werd dit proces voornamelijk gebruikt om middelgrote gewone precisiegietstukken met relatief eenvoudige vormen te produceren. De meeste gietstukken van dit type zijn binnen 500 mm groot en de meeste vormen zijn staafvormig, schijfvormig, vlakvormig, ringvormig, enz. De meeste wanddiktes liggen binnen het bereik van 6-10 mm, zoals zoals geïmplanteerd in het menselijk lichaam. Onder hen zijn de prothesen, de bladen van de motor, de stutten en andere constructies. Omdat er geen complexe processtructuren zijn zoals diepe groeven, groeven en ribben, is de structurele spanning tijdens het gieten relatief klein, is de voeding relatief voldoende en is het vormingsproces van dit type gieten relatief eenvoudig, dus de vormkwaliteit kan altijd in een staat van hogere kwaliteit worden gehouden. Terwijl voor grote titanium CNC-bewerkingen perfecte bewerking niet zo eenvoudig is, laat dit artikel u de gedetailleerde methoden zien om perfecte grote titanium gietstukken te maken.

Voordat u de methoden van Precisie CNC-bewerking van titanium kent , laten we eerst de soorten groot formaat kennen. Toen titanium populairder werd vanwege zijn goede eigenschappen, begonnen mensen het in grotere dunwandige complexe gietstukken te plaatsen. Er zijn twee soorten.

Medium-grote titanium onderdelen

Dit gietstuk is een soort gietstuk dat continu is ontwikkeld om te voldoen aan de praktische toepassingsbehoeften van de lucht- en ruimtevaartindustrie. Met de geleidelijke ontwikkeling van het lucht- en ruimtevaartveld is de toepassing van dit type gietvormtechnologie het belangrijkste onderzoeksobject geworden van verschillende grote onderzoeksinstellingen. De meeste grootschalige dunwandige complexe gietstukken worden strikt gecontroleerd op 500-1000 mm groot, met een wanddikte van 1-3 mm, en hun structuur is relatief complex, waardoor het erg moeilijk te vormen is.

Groot formaat titanium onderdelen

Dergelijke gietstukken kunnen niet worden vergeleken met andere gietstukken in elk aspect van kwaliteit en prestatie. De afmeting van dit type gietstuk is meestal meer dan 1500 mm, de minimale wanddikte is ongeveer 1 mm en de massa is meestal ongeveer 50-1000 kg. Dit type gietstuk wordt vaak gebruikt om de structuur te vervangen die wordt gevormd door veel bevestigingsmiddelen en onderdelenassemblage, waardoor de stabiliteit en nauwkeurigheid van de gietstructuur aanzienlijk wordt verbeterd en de kosten aanzienlijk worden verlaagd en de productie wordt versneld.

Wat is de conventionele methode om groot titanium te bewerken?

Processen voor het machinaal bewerken van titaniumlegeringen omvatten conventionele machinale bewerkingen (draaien, vlakfrezen, hogesnelheidssnijden (HSC), frezen, boren), vormbewerkingen (koud en warm vormen; hydrovormen, smeden) en alternatieve machinale bewerkingen (lasersnijden, water -jetsnijden, direct metaal laser sinteren). Bewerkingen van titaniumlegeringen worden als moeilijk beschouwd vanwege hun relatief hoge treksterkte, lage ductiele opbrengst, 50% lagere elasticiteitsmodulus (104 GPa) en ongeveer 80% lagere thermische geleidbaarheid dan die van staal. De lagere elasticiteitsmodulus kan een groter 'terugvering'- en doorbuigingseffect van het werkstuk veroorzaken. Daarom zijn stijvere opstellingen en grotere vrije ruimte voor gereedschap vereist.

Waarom is het moeilijk om groot titanium te bewerken?

Het eerste aspect zijn de kenmerken van grootschalige precisiegietstukken van titaniumlegeringen in termen van onderdeelstructuur. Precisiegietstukken van titaniumlegeringen op grote schaal zijn over het algemeen integrale onderdelen van het frametype. De vrije hoogte in de Z-richting is meestal meer dan 650 mm en het gebied dat effectief kan worden ondersteund in het onderdeel is klein. De lokale stijfheid van het onderdeel is relatief slecht; het oppervlak van het gietstuk heeft relatief veel dunwandige structuren, de meeste ribdikte is 2-3 mm en de bewerkbaarheid is relatief slecht; precisiegietstukken van titaniumlegeringen hebben over het algemeen vier diameterstappen. De brandpuntsgaten en diepe groefuitsteeksels zijn erg moeilijk te CNC-verwerken, en de vereisten voor constructienauwkeurigheid zoals groefbreedte, coaxialiteit en diafragma zijn ook erg hoog.

Het tweede aspect zijn de kenmerken van de blank van het gietstuk. Hoewel de blanco maat van het precisiegietwerk van titaniumlegering in dit stadium in principe is vastgesteld, is het moeilijk om de nauwkeurigheidsfout tijdens het smeedproces van het titaniumlegeringsgietwerk te beheersen, dus het is gemakkelijk om in het daaropvolgende CNC-bewerkingsproces te verschijnen. De volgende twee problemen:aan de ene kant is het moeilijk om een ​​effectieve coördinatie te bereiken tussen het niet-bewerkte oppervlak en het bewerkte oppervlak, en het is gemakkelijk om verwerkingsstappen in het verwerkingsproces te veroorzaken, wat de werkelijke werklast van de monteur aanzienlijk verhoogt slijpwerk; aan de andere kant zal het de gietverwerking verhogen. Het probleem van ongelijke toeslagen leidt tot ernstige vervorming van het gietstuk tijdens CNC-bewerkingen.

Het derde aspect is de analyse van de vervormingskenmerken van de onderdelen. Als de spanningsverdeling van de grootschalige gietstukken van titaniumlegering niet uniform is, zal dit gemakkelijk leiden tot ernstige vervormingsproblemen van de gietstukken van titaniumlegering. Aangezien de meeste precisiegietstukken van titaniumlegeringen semi-gesloten framestructuren zijn en er weinig sterke interne steunen zijn, zal het achterste uiteinde van de precisiegietstukken ook een open structuur vertonen, de stijfheid van de onderdeelstructuur is slecht en er is geen versteviging voor de procesribben. Daarom zijn vervormingsproblemen zoals open-end spanning, dislocatie in de hoogterichting en profielbuiging gevoelig voor het optreden van tijdens de verwerking. De belangrijkste vervormingsfactoren zijn onder meer overmatige verwijdering van lokale materialen en onvoldoende afgifte van interne spanning; na blankgieten is de microstructuurverdeling van precisiegietstukken niet uniform genoeg, wat leidt tot het probleem van ongebalanceerde thermische spanningsafgifte.

Ondanks deze tegenslagen zijn er technieken die het bewerken van titanium gemakkelijker maken.

Wat is de perfecte methode om titanium te bewerken?

Op basis van de structurele kenmerken van grote gietstukken van titaniumlegeringen en de feitelijke verwerkingsproblemen, wordt een specifiek numeriek controleverwerkingstechnologieplan opgesteld, inclusief klemmen, snelle positionering, vervormingscontrole en controle van de maatnauwkeurigheid.

Gedetailleerde introductie van titaniumbewerking

De eerste is het toepassingsschema van de klemtechnologie. Aangezien het bovenste deel van de structuur van grote gietstukken van titaniumlegeringen meestal vrij is, hebben de openingen aan beide uiteinden van het gietstuk en de grote gaten in het midden een relatief zwakke stijfheid. Meestal treden trillingsproblemen op tijdens de bewerking, wat een negatieve invloed heeft op de kwaliteit van de CNC-bewerking. Geconfronteerd met dit probleem, kunt u ervoor kiezen om drie extra sets instelbare ondersteuningsgereedschappen toe te voegen aan het CNC-bewerkingsplatform om de werkelijke stijfheid van het CNC-bewerkingsgedeelte van het precisiegietwerk van titaniumlegering effectief te verbeteren om de oppervlaktekwaliteit en prestaties van het precisiegietwerk te garanderen tijdens CNC-bewerking. Basis.

De tweede is de snelle positioneringsmethode. Het snelle positioneringswerk is om een ​​​​vast positioneringspenapparaat op het gereedschapsgedeelte van het verwerkingsplatform in te stellen en een positiegatstructuur in te stellen op de overeenkomstige positie van de technische baas van de gietverwerking om ervoor te zorgen dat het gat en de asspeling kunnen worden herhaald, om een ​​snelle en nauwkeurige positionering tijdens het CNC-bewerkingsproces te bereiken. . Tegelijkertijd moet de positioneringspen aan het beginuiteinde van het gereedschap cilindrisch zijn ontworpen en de distale positioneringspen zeshoekig zijn, om extra ruimte te laten voor de bewerkingsvervorming van het gietstuk op de basis voor een betere bevestiging van het precisieafgietsel. Leg de basis voor volgende opspanbewerkingen.

De derde is de verwerking van vervormingscontrole. De optimalisatie van snijgereedschappen en gerelateerde parameters staat voorop. Bij het snijden van precisiegietstukken is de snijkracht een van de factoren die de grootste invloed hebben op de kwaliteit van precisiegietstukken. De snijkracht bepaalt grotendeels de snijwarmte en verwerkingsvervorming van gietstukken van titaniumlegeringen en heeft zelfs invloed op de werkelijke efficiëntie van het snijden. Daarom wordt tijdens het snijwerk meestal een scherp gereedschap met een scherpe rand of een relatief grote hellingshoek gekozen, en wordt een kleine snijdiepte gelaagde verwerkingsmethode gebruikt om het vervormingsprobleem van precisiegietstukken van titaniumlegeringen tijdens de CNC te verminderen bewerkingsproces. Waarschijnlijkheid. De tweede is het realiseren van stressvrij scheren. Onder invloed van verschillende verwerkingsspanningen zullen precisiegietstukken van titaniumlegeringen bepaalde vervormingsproblemen hebben. In dit geval is het noodzakelijk om spanningsvrij klemmen en spanningsvrij scheren en andere methoden te gebruiken. Verminder de vervorming van gietstukken. Wanneer het grote precisiegietwerk van titaniumlegering zich in een vrije staat bevindt, wordt het bodemoppervlak van de positioneringsnok opgevangen door componenten zoals koperen pakkingen om ervoor te zorgen dat de onderdelen zonder spanning worden vastgeklemd tijdens de persbewerking en dat de positioneringsnok niet vervormt , om het bewerkingsproces te elimineren. Daarbij treden klemspanningen en gietvervormingsproblemen op.

De vierde is het controleschema van maatnauwkeurigheid. Voordat het CNC-bewerkingswerk begint, is het noodzakelijk om het bewerkte oppervlak en het niet-bewerkte oppervlak volledig te meten om de inspectie van de daaropvolgende vervorming en bewerkingstoeslag te vergemakkelijken en de bewerkingstoeslag van het CNC-programma te bepalen via de inspectieresultaten. In het eigenlijke CNC-bewerkingsproces, vanwege het voor de hand liggende probleem van mesopbrengst in de dunwandige structuur van grootschalige precisiegietstukken van titaniumlegering, wordt de CNC-bewerkingsnauwkeurigheid van precisiegietstukken gemakkelijk beïnvloed, wat uiteindelijk leidt tot lokale oneffenheden en grootte van precisie gietstukken. Verschillen, enz.

Kenmerken van CNC titanium onderdelen

• Hoge sterkte
• Corrosiebestendigheid
• Goede sterkte-gewichtsverhouding
• Ductiliteit
• Goede bewerkbaarheid
• Oppervlaktebehandelingsopties
• Recyclebaar

Om deze redenen wordt titanium regelmatig gebruikt in industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de medische sector.

De professionele fabrikant van titanium CNC-machines - JTR

JTR is een ervaren leverancier van CNC-bewerkingsdiensten en is zeer professioneel in de productie van titanium onderdelen en prototypes. Vraag nu een gratis offerte aan.