Анализ на технологиите на процеса за контролиране на деформацията по време на обработката на тънко-стенни части от титанова сплав - Новини

Тънкостенна{0}}титанова сплавкомпонентите са основни, често използвани части в области като роботика, дронове, високо{0}}медицински устройства и полупроводниково оборудване. Въпреки това, поради уникалните свойства на титаниевите сплави и липсата на твърдост в тънко-стенните структури, машинната деформация отдавна е широко разпространено предизвикателство в индустрията и основен технически проблем, който постоянно измъчва производителите.

За да се справи с проблема с деформацията в частите от титанови сплави, индустрията е разработила зрял четири{0}}измерен процес за предотвратяване и контрол. Чрез всеобхватно управление-включително оптимизиране на методите за затягане, регулиране на процесите на рязане, елиминиране на остатъчното напрежение и внедряване на-в реално{3}}време в-мониторинг на процеса-деформацията на неправилни, тънкостенни-части от титанова сплав по време на обработка може да бъде последователно контролирана в рамките на 0,05 mm/m. Това значително подобри типичния за индустрията коефициент на добив-който е около 65%-до над 92%, ефективно разрешавайки проблемите с деформацията и високия процент на дефекти при серийното производство.

I. Основните причини за деформация при обработката на тънко{1}}стенни части от титанова сплав

Честата поява на деформация произтича от комбинираните слабости на свойствата на материала на титановата сплав и тънкостенните структури. Първо, титановата сплав има изключително ниска топлопроводимост-нейният коефициент на топлопроводимост е само около една-шестнадесета от този на алуминиевата сплав. Топлината, генерирана по време на обработката, не може да се разсее бързо, което води до натрупване на голямо количество топлина в режещия ръб на инструмента, което лесно води до локализирана термична деформация на детайла. Второ, титановите сплави имат нисък модул на еластичност и висока якост; дори леки сили на затягане или рязане по време на обработка могат да предизвикат еластична деформация. Освен това тънкостенните конструкции по своята същност нямат твърдост и имат слаба устойчивост на вибрации. При конвенционалните параметри на рязане е много вероятно да възникнат проблеми като вибрации при рязане и деформация на инструмента, което в крайна сметка води до деформация и отклонения в размерите на крайния продукт.

II. Оптимизирано персонализирано затягане за разпределяне на напрежението при източника

Напрежението при затягане е една от основните причини за деформация в тънкостенни-части. Прилагането на диференцирани решения за затягане за етапите на груба и довършителна обработка позволява прецизен контрол на силата и разпределение на напрежението. По време на етапа на груба обработка се използва метод за затягане на цанга с прорези, за да се увеличи контактната площ на затягане на детайла до над 70%, ефективно предотвратявайки концентрацията на локално напрежение и равномерно разпределяйки силите на обработка. По време на финалния етап преминаваме към сегментирани меки челюсти, които намаляват силата на затягане с 40% до 50%, като същевременно поддържат сигурен захват, като по този начин елиминират деформацията, причинена от прекомерно компресиране. За конструкции с неправилна форма, надвиснали тънко-стенни конструкции, ние инсталираме допълнителни опорни скоби във връзка с три-точкови контактни еластични щифтове за прецизно противодействие на усукващите сили по време на обработка, като по този начин минимизират риска от деформация в края на затягане.

III. Процеси на прецизна обработка: Балансиране на напрежението за намаляване на деформацията

Добре-проектираният процес на обработка е от решаващо значение за контролиране на деформацията в тънкостенни-части от титанова сплав. По време на етапа на груба обработка се използва наслоен,-по-поетапен процес на рязане, за да се избегне-предизвиканата от напрежение деформация, причинена от прекомерни еднократни-допуски за рязане. Освен това се използват специализирани режещи инструменти с преден ъгъл от най-малко 35 градуса във връзка с охлаждаща система под високо-налягане за бързо разсейване на топлината при рязане и минимизиране на натрупването на термична деформация. По време на довършителния етап се използва симетрична стратегия за обработка, за да се осигури равномерно освобождаване на напрежението и балансирано разпределение на напрежението във всички части на компонента. Това се комбинира със стабилни параметри на рязане-като плитки дълбочини на рязане и високи скорости на подаване-за ефективно намаляване на силите на удар при рязане. Между завършването на грубата обработка и началото на довършителната обработка се добавя специален процес на вибрационно стареене, за да се елиминират ефективно остатъчните напрежения в компонента. Този процес постига степен на елиминиране на напрежението до 75%, като напълно решава проблема с вторичната деформация, която може да възникне по време на последващо съхранение, сглобяване и употреба.

IV. Мониторинг-на позиция в реално време и динамична компенсация за прецизна корекция на отклонението

За да осигури пълен контрол през целия процес на обработка, решението за процеса включва високо{0}}прецизен лазерен сензор за изместване с разделителна способност до 0,001 mm, който непрекъснато следи състоянието на обработка на детайла в реално време и динамично улавя данни дори за най-малките деформации. В същото време в CNC системата е вграден специален алгоритъм за компенсиране на деформацията. Въз основа на-силата на рязане в реално време и данните за деформацията на частта, той автоматично и динамично настройва скоростите на подаване и скоростите на рязане, за да постигне корекция на отклонението в реално-време и прецизна компенсация. Това елиминира деформационните грешки в крайния етап на процеса, осигурявайки точност на размерите и еднаква форма на всяка готова част. Чрез синергичния ефект на гореспоменатата четири-дименсионална система за предотвратяване и контрол, предизвикателството-в цялата индустрия на деформацията при обработката на тънкостенни части от титанови сплави е систематично и ефективно разрешено. Това решение за процес осигурява надеждна техническа пътека за стабилно партидно производство на критични компоненти в сектора на прецизното производство от висок{12}}клас.

Titanium CNC high precision parts