Gr5 Titanyum Alaşımından 2 mm İnce Duvarlı Boşluklu Kapak Plakası İçin Hassas İşleme Teknolojisi Üzerine Araştırma

Gr5 titanyum alaşımlı ince duvarlı boşluk kapak plakasıprofil doğruluğu, düzlük ve duvar kalınlığı tekdüzeliği konusunda yüksek gereksinimler gerektiren basınç taşıyan sızdırmazlık için kullanılır. 2 mm et kalınlığına sahip iş parçası düşük yapısal sağlamlığa sahiptir.

Titanyum alaşımlı ince duvarlı bileşenler üzerine mevcut yerel ve uluslararası araştırmalar çoğunlukla kesme simülasyonu, çatlama ve artık gerilim tahminine odaklanmaktadır. Bu 2 mm kalınlığındaki boşluklu kapak plakasını hedefleyen entegre hassas işleme proseslerinin tamamı, yüksek mühendislik araştırma değeri taşır.

 

 

1. Parça Yapısal Özellikleri

Araştırma nesnesi, karmaşık kapalı bir boşluğa sahip plaka tipi bir bileşen olan tavlanmış Gr5 titanyum alaşımlı boşluklu kapak plakasıdır. Boşluğun yan duvar kalınlığı 2 mm'dir. Boş bir Gr5 titanyum alaşımı dövmesidir. Profil toleransı, düzlük, duvar kalınlığı tekdüzeliği ve yüzey pürüzlülüğü için katı gereksinimler belirlenmiştir. Kapak plakasının birleşme yüzeyi sızdırmazlık görevi görür; çatlama izleri, çizikler ve yerel çökmeler kesinlikle yasaktır.

 

2. Başlıca İşleme Zorlukları

• İnce duvarın geri esnemesi ve takım sapması: 2 mm'lik yan duvarın sağlamlığı zayıftır. Frezeleme sırasında kesme kuvveti uygulandığında elastik olarak akarak yetersiz kesme derinliğine neden olur. İşleme sonrası geri yaylanma, duvar kalınlığının ve boşluk profili boyutlarının tolerans dışına çıkmasına neden olur.
• Gevezeliği kesmek: Bileşenin düşük yapısal sertliği ve düşük doğal frekansı, kolaylıkla rejeneratif çatırtıya neden olur, yan duvarlarda çatlama izleri oluşturur, yüzey kalitesini düşürür ve takım aşınmasını hızlandırır.
• Artık gerilimin neden olduğu deformasyon: Kaba işlemede büyük miktarda malzeme kaldırılır, bu da kesmenin neden olduğu artık gerilime neden olur. Fikstürün çıkarılmasından sonra gerilimin serbest bırakılması, kapak plakasının genel olarak bükülmesine ve kabul edilemez düzlüğe yol açar.
• Takımda oluşan kenar ve aşınma: Titanyum alaşımı yüksek sıcaklıklarda yüksek kimyasal aktivite gösterir. Isı, takımın ucunda yoğunlaşır, kolayca talaş birikmesine ve kesici kenarda aşınmaya neden olur, dolayısıyla boyutsal stabilite zayıf olur.
• Fikstür kaynaklı deformasyon: Geleneksel sert baskı plakası kelepçesi, yerel basınç gerilimi oluşturur. İnce duvarlı parça kelepçeleme sırasında plastik deformasyona uğrar ve kelepçenin açılması sırasında geri esneme boyutsal sapmaya yol açar.

 

 

1. Süreç Rotası

Gr5 dövme ham parçası ilk önce gerilim giderme tavlamasına tabi tutulur, ardından referans yüzeyleri ön frezelenir. Boşluk, tek taraflı 0,25-0,3 mm toleransla sabit yükseklikte katmanlı frezeleme yoluyla kaba olarak işlenir. İşleme stresini ortadan kaldırmak için kelepçeyi açma ve yaşlandırma gerçekleştirilir. Yarı terbiye için yeniden sıkma gerçekleştirilir ve 0,08-0,1 mm'lik tek taraflı bir pay bırakılır. Son işleme için kontur ofset çevresel frezeleme benimsenmiştir; 2 mm ince duvarı garanti etmek için boşluk yan duvarlarına simetrik katmanlı işleme uygulanır. Daha sonra çapak alma, ultrasonik temizleme uygulanır ve ardından bir koordinat ölçüm makinesi ve pürüzlülük test cihazı kullanılarak inceleme yapılır.

 

2. Aletler ve Fikstürler

Birincil konumlandırma için, yanal kesme kuvvetini taşımak üzere çevreleyen durdurma bloklarıyla birlikte bir vakumlu ayna kullanılır. Çıkarılabilir reçine/düşük erime noktalı destekler boşluğun içine takılır ve işlemenin tamamlanmasından önce çıkarılır. Takım verileri hassas taşlanmıştır; Konumlandırma hatasını kontrol etmek, iş parçası sertliğini artırmak ve titreşimi ve takım sapmasını önlemek için kadranlı ölçüm cihazı hizalaması gerçekleştirilir.

 

3. Kesici Takımlar

Değişken hatveli ve eşit olmayan helisli TiAlN kaplı yekpare karbür parmak frezeler kullanılır; titreşimi azaltmak ve kenarlarda talaş birikmesini önlemek için 10 derece -15 derece eğim açısına ve geniş helis açısına sahiptir. Kaba işleme için φ6 takım, yarı ince işleme ve son işleme için φ4 son işlem parmak frezesi kullanılır.

 

4. Kesme Parametreleri ve Soğutma

• Kaba frezeleme: Kesme hızı 45-60 m/dak, diş başına ilerleme 0,06-0,10 mm/z, kesme derinliği 0,4-0,6 mm, radyal kesme genişliği takım çapının %20-%30'unu oluşturur.
• Yarı-finiş frezeleme: Kesme hızı 40-50 m/dak, diş başına ilerleme 0,04-0,07 mm/z, kesme derinliği 0,2-0,3 mm.
• Frezelemeyi bitir: Kesme hızı 30-40 m/dak, diş başına ilerleme 0,03-0,05 mm/z, kesme derinliği 0,05-0,1 mm, ince duvarların elastik deformasyonunu azaltmak için takım çapının %5-%10'unu oluşturan radyal kesme genişliği.
• Soğutma: Isı dağıtımı ve termal deformasyonu azaltmak amacıyla yağlama için çözünebilir kesme sıvısıyla birlikte yüksek basınçlı dahili soğutma uygulanır.

 

 

• Katmanlı simetrik frezeleme: Boşluk yan duvarları için Z yönünde alternatif katman katman işleme. Kesme kuvvetlerini dengelemek ve sapmadan kaynaklanan deformasyonu azaltmak için ince duvarlara yönelik malzeme desteği korunur.
• Aşamalı stres salınımı: Kaba işlemeden sonra gerilimin serbest bırakılması için kelepçeyi açın; ayrı kaba işleme ve bitirme işlemleri. İş parçasının çarpılmasını önlemek için, son işlemeden önce yarı finiş sonrasında beklemeye izin verin.
• Tek tip ödenek kontrolü: Et kalınlığı sapmasını önlemek için yarı ince işlem yoluyla tutarlı son işlem payı sağlayın.
• Gıcırtı bastırma: Değişken hatveli kesicileri benimseyin; Rezonansı önlemek için son frezelemede kesme hızını ve radyal kesim genişliğini azaltın; Sağlamlığı artırmak için yardımcı destekleri kullanın.
• Hata telafisi: İnce duvarın geri esneme büyüklüğünü önceden test edin ve duvar kalınlığı doğruluğunu artırmak için CAM programlarında küçük profil telafisi uygulayın.

 

 

Yukarıda belirtilen işlem, Gr5 titanyum alaşımından 2 mm ince duvarlı boşluklu kapak plakasının işlenmesi için uygulanır. Sonuçlar, duvar kalınlığının 2 ± 0,02 mm'de sabit bir şekilde korunduğunu, profil toleransının spesifikasyonları karşıladığını, düzlüğün 0,03 mm'den az veya eşit, duvar içi yüzey pürüzlülüğünün Ra 0,8 μm'den az veya eşit olduğunu, herhangi bir çatlama izi, çizik veya talaş birikmesi olmadan olduğunu göstermektedir. Kelepçe açıldıktan ve 72 saat bekletildikten sonra, yeniden incelemede ölçülen boyutsal değişim 0,02 mm'den azdır; bu da olumlu artık gerilim kontrol performansını gösterir.

• Test sonuçları: Son işlemede hafif takım aşınması duvar kalınlığı kaymasına neden olacaktır. Seri üretim için düzenli son teknoloji muayene ve takım değiştirme spesifikasyonları formüle edilecektir. Kenar çapakları genellikle desteğin çıkarılmasından sonra ortaya çıkar; Sızdırmazlık yüzeylerini korumak için esnek bir çapak alma prosedürü eklenmelidir.

 

Referanslar

[1] Wang Tonggang, Cheng Lei, Yang Song. Titanyum Alaşımlı İnce Duvarlı Boşluklu Kapak Plakası Parçalarının[J] CNC ile İşlenmesi. CNC Takım Tezgahı Pazarı, 2020.

[2] Chen Guang, Wang Jian. Titanyum Alaşımlı İnce Duvarlı Parçaların İşleme-Deformasyon Kontrolünde Araştırma İlerlemesi[J]. Üretim Teknolojisi ve Takım Tezgahı.

[3]Li Yuan. TC4 Titanyum Alaşımlı İnce Duvarlı Parçaların Frezeleme Çatlaması ve İşleme Deformasyonu Üzerine Araştırma[D]. Shenyang Ligong Üniversitesi.

[4] Zhang Hao. Titanyum Alaşımlı İnce Duvarlı Parçaların Düşük Sıcaklıkta Frezelenmesinde Artık Gerilim Düzenlemesi Üzerine Araştırma[J]. Üretim Teknolojisi ve Takım Tezgahı.

 

Ruihang, titanyum ürünlerinin doğrudan üreticisi olarak, hassas bileşen üretiminiz için en uygun kalitede hammaddeler sağlar. Herhangi bir satın alma ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle e-posta yoluyla iletişime geçmekten çekinmeyin:Sam.Rui@bjrh-titanium.com