Dựa trên sự hiểu biết về cơ chế gia công của hợp kim titan và kinh nghiệm trước đây, bí quyết quy trình chính để gia công hợp kim titan như sau:
(1) Sử dụng hạt dao có hình học góc dương để giảm lực cắt, nhiệt cắt và biến dạng phôi.
(2) Duy trì lượng cấp liệu không đổi để tránh phôi bị cứng, dụng cụ phải luôn ở trạng thái cấp liệu trong quá trình cắt và bản nháp hướng tâm ae phải bằng 30% bán kính khi phay.
(3) Sử dụng chất lỏng cắt dòng chảy cao áp suất cao để đảm bảo độ ổn định nhiệt của quá trình gia công, ngăn ngừa sự biến tính bề mặt phôi và hư hỏng dụng cụ do nhiệt độ cao.
(4) Giữ cho lưỡi dao sắc bén, dụng cụ cùn là nguyên nhân gây tích nhiệt và mài mòn, dễ dẫn đến hỏng dụng cụ.
(5) Gia công titan ở trạng thái mềm nhất có thể, vì vật liệu trở nên khó gia công hơn sau khi đông cứng và việc xử lý nhiệt sẽ cải thiện độ bền của vật liệu và tăng độ mài mòn trên hạt dao.
(6) Sử dụng bán kính đầu lớn hoặc đường cắt vát để đặt càng nhiều lưỡi cắt vào vết cắt càng tốt. Điều này làm giảm lực cắt và nhiệt tại mỗi điểm và ngăn ngừa hiện tượng gãy cục bộ. Khi phay hợp kim titan, tốc độ cắt của từng thông số cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ dụng cụ, tiếp theo là bản nháp hướng tâm (độ sâu phay).
Từ lưỡi dao để giải quyết các vấn đề xử lý titan
Độ mòn rãnh chèn gia công bằng hợp kim titan là mặt sau và mặt trước theo hướng độ sâu cắt trong độ mòn cục bộ, thường là do lớp cứng còn lại do quá trình xử lý trước đó để lại. Phản ứng hóa học và khuếch tán giữa dụng cụ và vật liệu phôi ở nhiệt độ gia công trên 800 độ cũng là một trong những nguyên nhân hình thành mòn rãnh. Bởi vì trong quá trình gia công, các phân tử titan của phôi ở phía trước tích tụ hạt dao, dưới áp suất cao và nhiệt độ cao "hàn" vào lưỡi cắt, hình thành khối u chip. Khi lớp vỏ chip bong ra khỏi lưỡi cắt, nó sẽ cuốn đi lớp phủ cacbua của hạt dao, do đó việc gia công titan đòi hỏi vật liệu hạt dao và hình học đặc biệt.
Cấu tạo công cụ để gia công titan
Trọng tâm của gia công titan là nhiệt và cần phun một lượng lớn chất lỏng cắt áp suất cao lên lưỡi cắt một cách kịp thời và chính xác để loại bỏ nhiệt nhanh chóng. Có các cấu hình dao phay độc đáo trên thị trường dành riêng cho gia công titan.
Bắt đầu với các phương pháp gia công cụ thể
- Quay
Sản phẩm tiện bằng hợp kim titan, dễ dàng đạt được độ nhám bề mặt tốt, độ cứng khi gia công không nghiêm trọng, nhưng nhiệt độ cắt cao, dụng cụ bị mòn nhanh. Đối với các đặc tính này, công cụ chính, thông số cắt cần thực hiện các biện pháp sau:
Chất liệu dụng cụ: YG6, YG8, YG10HT được lựa chọn theo điều kiện hiện có của nhà máy.
Các thông số hình học của dụng cụ: góc trước và sau của dụng cụ phù hợp, mài đầu tròn.
Tốc độ cắt thấp hơn, lượng cấp liệu vừa phải, độ sâu cắt sâu hơn, làm mát vừa đủ, đầu dụng cụ không thể cao hơn tâm phôi khi quay hình trụ, nếu không sẽ dễ buộc dụng cụ, tiện mịn và tiện thành mỏng các bộ phận, góc lệch chính của dụng cụ phải lớn, thường là 75 ~ 90 độ.
- Phay
Phay các sản phẩm hợp kim titan khó hơn tiện, vì phay là quá trình cắt không liên tục, phoi dễ liên kết với lưỡi cắt, khi răng của phoi dính được cắt lại vào phôi, phoi dính sẽ bị chạm ra và lấy đi. làm mất đi một mảnh nhỏ vật liệu dụng cụ cắt, tạo thành mép sứt mẻ, làm giảm độ bền của dụng cụ rất nhiều.
Chế độ phay: thường áp dụng phay mịn.
Vật liệu dụng cụ: thép tốc độ cao M42.
Gia công thép hợp kim thông thường không được sử dụng phay trơn, do vít máy công cụ, khe hở đai ốc, phay trơn, dao phay tác động lên phôi, theo hướng nạp của lực và cùng hướng của cấp liệu, dễ dàng làm cho bàn phôi tạo ra dao động khe hở, dẫn đến hình thành dao. Đối với phay tiến, răng dao cắt bắt đầu cắt vào lớp da cứng và dẫn đến gãy dụng cụ. Tuy nhiên, do phoi phay ngược từ mỏng đến dày nên trong lần cắt ban đầu vào dụng cụ rất dễ làm khô ma sát với phôi, khiến dụng cụ bị dính phoi và sứt mẻ trở nên trầm trọng hơn. Để quá trình phay hợp kim titan diễn ra suôn sẻ, cũng cần lưu ý rằng so với dao phay tiêu chuẩn chung, góc trước phải giảm và góc sau phải tăng. Tốc độ phay phải thấp, càng xa càng tốt, sử dụng dao phay răng nhọn, tránh sử dụng dao phay răng thuổng.
- Khai thác
Sản phẩm hợp kim titan khai thác, vì các chip mịn, dễ liên kết với lưỡi cắt và phôi, dẫn đến giá trị độ nhám bề mặt lớn của bề mặt được xử lý, mô-men xoắn lớn. Lựa chọn vòi tarô và vận hành không đúng cách rất dễ gây cứng quá trình xử lý, hiệu suất xử lý cực kỳ thấp và có hiện tượng gãy vòi.
Cần ưu tiên sử dụng taro nhảy tại chỗ, số lượng răng nên ít hơn taro tiêu chuẩn, thông thường là 2 đến 3 răng. Góc cắt hình nón phải lớn, phần côn của chiều dài ren khóa chung là 3 đến 4. Để thuận tiện cho việc loại bỏ chip, cũng có thể được mài trong phần hình nón cắt có độ nghiêng âm. Cố gắng sử dụng vòi ngắn để tăng độ cứng của vòi. Phần côn ngược của taro phải lớn hơn phần côn tiêu chuẩn một cách thích hợp để giảm ma sát giữa taro và phôi.
- doa
Sự mài mòn của dụng cụ doa hợp kim titan không nghiêm trọng, có thể sử dụng cacbua và dao doa thép tốc độ cao. Khi sử dụng mũi doa cacbua, hãy thực hiện quy trình tương tự như độ cứng của hệ thống khoan để ngăn mũi doa bị sứt mẻ. Các lỗ doa hợp kim titan khi vấn đề chính là độ hoàn thiện của lỗ doa không tốt, phải sử dụng đá dầu sửa chữa chiều rộng dải cạnh doa hẹp, để tránh mép của dải và liên kết thành lỗ, nhưng để đảm bảo đủ độ bền, nói chung chiều rộng cạnh 0.1 ~ 0.15mm là tốt.
Phần cắt và phần hiệu chuẩn của quá trình chuyển giao phải là một vòng cung nhẵn, độ hao mòn phải được mài kịp thời và yêu cầu kích thước vòng cung răng phải nhất quán; nếu cần thiết có thể tăng phần hiệu chỉnh của hình nón ngược.
- khoan
Việc khoan hợp kim titan khó khăn hơn, thường trong quá trình khoan bị cháy và gãy. Điều này chủ yếu là do mài mũi khoan kém, loại bỏ chip không kịp thời, làm mát kém và độ cứng của hệ thống xử lý và các lý do khác. Vì vậy, trong quá trình khoan hợp kim titan phải chú ý mài mũi khoan hợp lý, góc trên lớn, giảm mép ngoài của góc trước, tăng mép ngoài của góc sau, hình nón ngược được thêm vào mũi khoan tiêu chuẩn 2 đến 3 lần . Hãy siêng năng trả lại dụng cụ và loại bỏ phoi kịp thời, chú ý đến hình dạng và màu sắc của phoi. Nếu các phoi xuất hiện có lông hoặc màu sắc thay đổi trong quá trình khoan, điều đó cho thấy mũi khoan đã bị cùn và cần được mài sắc kịp thời bằng cách thay dao cắt.
Khuôn khoan phải được cố định trên bàn làm việc, bề mặt dẫn hướng của khuôn khoan phải gần với bề mặt gia công và nên sử dụng mũi khoan ngắn càng xa càng tốt. Một vấn đề đáng chú ý khác là khi nạp thủ công, mũi khoan không được vào lỗ, nếu không cạnh mũi khoan sẽ cọ xát vào bề mặt gia công, dẫn đến quá trình gia công bị cứng, khiến mũi khoan bị cùn.
- mài
Một vấn đề thường gặp khi mài các bộ phận bằng hợp kim titan là tình trạng tắc nghẽn bánh mài do phoi dính và vết cháy trên bề mặt bộ phận. Nguyên nhân là do tính dẫn nhiệt kém của hợp kim titan tạo ra nhiệt độ cao trong vùng mài, dẫn đến liên kết, khuếch tán và phản ứng hóa học mạnh giữa hợp kim titan và vật liệu mài mòn. Các mảnh vụn dính và tắc nghẽn bánh xe dẫn đến tỷ lệ mài giảm đáng kể, và do sự khuếch tán và phản ứng hóa học, bề mặt phôi được mài bị đốt cháy, dẫn đến giảm độ bền mỏi của các bộ phận, điều này còn hơn thế nữa. rõ ràng khi mài vật đúc hợp kim titan.
Các biện pháp được thực hiện để giải quyết vấn đề này là:
Lựa chọn vật liệu đá mài phù hợp: cacbua silic xanh TL. độ cứng bánh mài thấp hơn một chút: ZR1.
Việc cắt vật liệu hợp kim titan phải được kiểm soát về vật liệu dụng cụ, chất lỏng cắt và các thông số quy trình gia công để nâng cao hiệu quả toàn diện của quá trình xử lý vật liệu hợp kim titan.
