Nei settori manifatturieri-di fascia alta come quello aerospaziale,lega di titanio GR5è diventato un materiale di base grazie ai suoi vantaggi come buona stabilità termica, forte resistenza alla corrosione ed elevata resistenza alla trazione. Tuttavia, la bassa conduttività termica e l'elevata forza di taglio rendono la perforazione una "patata bollente"-soggetta a problemi quali rapida usura dell'utensile, inceppamento della punta del trapano e-dimensioni di perforazione-fuori tolleranza, rallentando gravemente l'efficienza produttiva. Oggi analizzeremo le principali difficoltà e soluzioni nella foratura della lega di titanio GR5 per aiutare le aziende a superare i colli di bottiglia della lavorazione!
Quattro principali ostacoli alla perforazione della lega di titanio TC4
1. Temperatura di taglio estremamente elevata: il forte legame atomico e la scarsa conduttività termica determinano temperature della zona di taglio 2-3 volte superiori rispetto all'acciaio al carbonio, riducendo drasticamente la durata dell'utensile e rendendo le parti soggette a deformazione termica.
2. Ritorno elastico significativo: il basso modulo elastico e l'elevato rapporto di carico di snervamento portano al ritorno elastico superficiale dopo la perforazione, causando facilmente dimensioni fuori-da-tolleranza e influenzando la precisione dell'assemblaggio.
3. Grave usura dell'utensile: elevato coefficiente di attrito con la punta del trapano, piccola deformazione del taglio e facile usura e rottura del bordo dell'utensile in condizioni di temperatura e attrito elevati.
4. Rimozione truciolo difficile: forte affinità chimica, facile adesione all'utensile in condizioni di temperatura e pressione elevate, accumulo di trucioli che forma-bordo di riporto e graffi sulla superficie della parte.
Cinque soluzioni principali per le leghe di titanio
1. Scegliere il materiale giusto per gli utensili: prevenire le reazioni chimiche. Dare priorità al carburo cementato con un contenuto di TiC minimo o nullo; i materiali contenenti cobalto o la serie YG(K) sono i migliori. Questi materiali evitano reazioni ad alta-temperatura con le leghe di titanio, riducendo la resistenza al taglio e prolungando la durata dell'utensile.
2. Ottimizzazione degli angoli dell'utensile: riduzione della resistenza e prevenzione del ritorno elastico. • Rettificare l'angolo della punta a 135 gradi -140 gradi per migliorare la rigidità della punta e ridurre le vibrazioni; • Aumentare l'angolo di spoglia esterna a 12 gradi -15 gradi per ridurre l'attrito con la superficie lavorata; • Ridurre la lunghezza del tagliente dello scalpello a 0,08-0,1 mm per ridurre la forza assiale ed eliminare il ritorno elastico.
3. Struttura dell'utensile migliorata: resistenza alla rottura migliorata. Utilizzando un design della fresa a quattro-legamenti, il-momento d'inerzia della sezione trasversale aumenta, migliorando la rigidità della fresa. Ciò è particolarmente adatto per la lavorazione di parti di tipo guscio-, prevenendo efficacemente la rottura della punta dovuta all'eccessivo attrito.
4. Parametri di perforazione abbinati: controllo preciso dei parametri. La velocità del mandrino e l'avanzamento vengono regolati in base al diametro della punta. Ad esempio, per un foro da Φ3 mm, è necessaria un'elevata velocità del mandrino per garantire la ruvidità della superficie, mentre una bassa velocità di avanzamento previene inceppamenti e scheggiature. Parametri specifici possono essere determinati attraverso l'ottimizzazione sperimentale.
5. Scegliere il fluido da taglio giusto: doppia protezione di raffreddamento e lubrificazione. Sono vietati i fluidi da taglio a base d'acqua-. Dai la priorità all'olio per macchine N32 + cherosene (rapporto 3:1 o 3:2) o all'olio da taglio solforato. Per applicazioni speciali, è possibile utilizzare elettroliti contenenti acido sebacico e trietanolammina, che forniscono raffreddamento, lubrificazione e rimozione dei trucioli.
Caso di studio pratico: processo ottimale per la lavorazione di fori da 6-Φ3 mm
1. Posizionamento pre-lavorazione: fresare una piccola superficie piana sul piano inclinato utilizzando una fresa inferiore a Φ3 mm per evitare la deriva della punta.
2. Foratura centrale: utilizzare una punta centrale da Φ2 mm per posizionare il foro e garantire la precisione della perforazione.
3. Parametri utensile: angolo della punta del trapano 135 gradi -140 gradi, angolo dell'elica 35 gradi -40 gradi, spessore del nucleo del trapano 0,4-0,22 D e levigare il bordo dello scalpello a forma di S/X.
4. Controllo del processo: controllare l'eccentricità del tagliente su un valore inferiore o uguale a 0,03-0,1 mm, utilizzare fluido da taglio dedicato durante tutto il processo e rimuovere tempestivamente i trucioli.
