Frezowanie powierzchni łuku i rowek pozycjonujący skrzydła samolotu

Streszczenie: Ten artykuł analizuje technologię przetwarzania części ze stopu tytanu o złożonych profilach. Dzięki rozsądnemu projektowaniu opraw, projektowaniu i produkcji specjalnych narzędzi formujących oraz regulacji obrabiarek i opraw, przetwarzanie wnęki jest pomyślnie zakończone, a projekt części jest gwarantowany. Wymagania dotyczące tolerancji.

To zadanie frezowania powstało z frezowania i formowania określonego łuku montażowego powierzchni skrzydła samolotu i rowka pozycjonującego. Materiałem przetwarzanym jest TC4 (stop tytanu). Część ma złożony kształt, niską wydajność cięcia materiału i wysokie wymagania dotyczące mocowania. W celu zapewnienia jakości przetwarzania i poprawy wydajności przetwarzania dokonano następującej analizy procesu produkcyjnego.

1. Właściwości cięcia stopu tytanu

Charakterystyka cięcia stopu tytanu jest następująca: (1)Mały współczynnik deformacji. Zwiększa się odległość tarcia ślizgowego wiórów na powierzchni zgrabiarki, co przyspiesza zużycie narzędzia. (2)Temperatura cięcia jest wysoka. Ze względu na małą przewodność cieplną stopów tytanu długość styku między wiórami a powierzchnią zgrabiarki jest krótka, a ciepło tnące nie jest łatwo przenoszone. Koncentruje się na niewielkim obszarze w pobliżu obszaru skrawania i krawędzi skrawającej, a temperatura skrawania jest wyższa. W tych samych warunkach skrawania temperatura cięcia jest ponad dwa razy wyższa niż podczas cięcia stali 45. (3)Duża siła skrawania na jednostkę powierzchni. Chociaż główna siła skrawania jest o około 20% mniejsza niż podczas cięcia stali, siła skrawania na jednostkę powierzchni styku jest znacznie zwiększona ze względu na krótką długość styku między chipem a powierzchnią zgrabiarki, co może spowodować odpryski. Jednocześnie, ze względu na mały moduł sprężysty stopu tytanu, jest podatny na odkształcanie pod działaniem siły promieniowej podczas przetwarzania, powodując wibracje, zwiększając zużycie narzędzia i wpływając na dokładność części. W związku z tym system przetwarzania jest wymagany do dobrej sztywności. (4)Zimno i trudne zjawisko jest poważne. Ze względu na wysoką aktywność chemiczną tytanu, w wysokich temperaturach cięcia, łatwo jest wchłonąć tlen i azot w powietrzu, tworząc twardą i kruchą skórę; jednocześnie deformacja plastyczna powstająca podczas procesu cięcia spowoduje również utwardzenie powierzchni. Zjawisko chłodzenia nie tylko zmniejsza wytrzymałość na zmęczenie części, ale także pogarsza zużycie narzędzi, co jest bardzo ważną cechą podczas cięcia stopów tytanu. (5)Narzędzie jest łatwe w noszeniu. Stop tytanu ma silne powinowactwo chemiczne do materiałów narzędziowych. W warunkach wysokiej temperatury skrawania i dużej siły skrawania na jednostkę, narzędzie jest podatne na zużycie wiązania.

Materiały narzędziowe do obróbki stopów tytanu mogą być narzędziami węglikowymi cementowymi lub szybkimi narzędziami stalowymi. Zgodnie z charakterystyką cięcia stopów tytanu, podjęto następujące środki w zakresie wymagań parametrów konstrukcji narzędzia: (1)Przy wyborze narzędzi węglikowy cementowany, w celu uniknięcia przedmiotu obrabianego i elementu tytanu w narzędziu jest kompatybilny, a typ YT węglik cementowany i powlekane płytki nie powinny być używane. Należy stosować stopy typu YG i YH; w celu zwiększenia wytrzymałości krawędzi skrawającej i poprawy warunków rozpraszania ciepła, kąt natarcia frezu γ o =0°~ 5°, kąt prześwitu α o =4°~10°, promień łuku końcówki narzędzia jest kontrolowany przy 0,5 mm; parametry skrawania frezów węglikowych powinny być dobrane zgodnie z następującymi zasadami: prędkość cięcia v = 12 ~ 15m / min, prędkość posuwu v f = 20 ~ 75mm / min. (2)Przy wyborze szybkich narzędzi stalowych, prędkość cięcia v = 6 ~ 30 m / min, a prędkość posuwu v f = 20 ~ 60 mm / min.

Płyn tnący wykorzystuje dużą ilość emulsji o ekstremalnym ciśnieniu, która ma dobre smarowanie i dobry efekt chłodzenia.

Biorąc pod uwagę, że sztywność systemu procesowego jest lepsza, zwis narzędzia jest mały, aby zapobiec drganiach cięcia. Proces przetwarzania jest pokazany w tabeli 1.

Parametry skrawania przedstawiono w tabeli 2.

2. Restrukturyzacja narzędzia

Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi przetwarzania powierzchni łuku powierzchni skrzydła samolotu, powierzchnia łuku R104.9mm powierzchni skrzydła pokrywa się z powierzchnią łuku skorupy zatoki bombowej. Tradycyjną metodą procesu jest użycie poziomej maszyny do wytaczania do przetwarzania. Jednak po obserwacji stwierdzono, że wydajność produkcji tej metody procesu jest bardzo niska i może przetwarzać tylko od 4 do 5 sztuk dziennie, co wpływa na ogólne zapotrzebowanie na harmonogram. Z tego powodu konieczne jest zmodyfikowanie frezu (patrz rysunek 1), zmiana trasy procesu i użycie frezowania zamiast wytaczania do przetwarzania zakrzywionej powierzchni R104.9mm. Po skorygowaniu metody przetwarzania wydajność produkcji zwiększa się ponad 5 razy, a 20-25 sztuk może być przetwarzanych dziennie, co nie tylko gwarantuje wymagania użytkownika w zakresie harmonogramu, ale także z powodzeniem zbadał trasę procesu frezowania zamiast wytaczania.