Analiza procesnih tehnologija za kontrolu deformacija tokom obrade tankih-dijelova od titanijumske legure sa tankim stijenkama - Vijesti

Legura titanijuma{0}}sa tankim zidovimakomponente su osnovni, uobičajeni dijelovi u poljima kao što su robotika, dronovi, vrhunski{0}}medicinski uređaji i poluvodička oprema. Međutim, zbog jedinstvenih svojstava legura titanijuma i nedostatka krutosti u strukturama sa tankim-stinama, mašinska deformacija je dugo bila rasprostranjen izazov u industriji i osnovni tehnički problem koji uporno muči proizvođače.

Kako bi se riješio problem deformacija u dijelovima od legure titanijuma, industrija je razvila zreli četverodimenzionalni proces prevencije i kontrole. Kroz sveobuhvatno upravljanje-uključujući optimizaciju metoda stezanja, prilagođavanje procesa rezanja, eliminaciju zaostalih naprezanja i implementaciju u stvarnom vremenu u-nadzoru procesa-deformacije nepravilnih, tankih{6}}dijelova od legure titanijuma sa tankim zidovima tokom konzistentne kontrole u mm/0. Ovo je značajno poboljšalo tipičnu stopu prinosa za industriju-koja je oko 65%-do preko 92%, efikasno rješavajući probleme deformacije i visoke stope grešaka u serijskoj proizvodnji.

I. Osnovni uzroci deformacija u obradi tankih{1}} dijelova od legure titanijuma s tankim stijenkama

Česta pojava deformacija proizilazi iz kombinovanih slabosti materijalnih svojstava legure titanijuma i tankih{0}}struktura. Prvo, legura titanijuma ima izuzetno lošu toplotnu provodljivost-njegov koeficijent toplotne provodljivosti je samo oko jednu-šesnaestinu od legure aluminijuma. Toplina stvorena tokom obrade ne može se brzo raspršiti, uzrokujući akumulaciju velike količine topline na oštrici alata, što lako dovodi do lokalizirane toplinske deformacije dijela. Drugo, legure titana imaju nizak modul elastičnosti i visoku žilavost; čak i male sile stezanja ili rezanja tokom obrade mogu izazvati elastičnu deformaciju. Štaviše, strukture sa tankim{7}}inim zidovima inherentno nemaju krutost i imaju slabu otpornost na vibracije. Pod konvencionalnim parametrima rezanja, vrlo je vjerovatno da će se pojaviti problemi kao što su vibracije rezanja i skretanje alata, što u konačnici dovodi do deformacija i odstupanja dimenzija u gotovom proizvodu.

II. Optimizirano prilagođeno stezanje za distribuciju naprezanja na izvoru

Napon stezanja je jedan od primarnih uzroka deformacije u dijelovima sa tankim{0}}zidovima. Implementacija diferenciranih rješenja stezanja za faze grube i završne obrade omogućava preciznu kontrolu sile i raspodjelu naprezanja. Tokom faze grube obrade, metoda stezanja sa prorezima koristi se za povećanje kontaktne površine stezanja dijela na preko 70%, efektivno sprječavajući lokaliziranu koncentraciju naprezanja i ravnomjerno raspoređujući sile obrade. Tokom završne faze prelazimo na segmentirane meke čeljusti, koje smanjuju silu stezanja za 40% do 50% uz održavanje sigurnog prianjanja, čime se eliminišu deformacije uzrokovane pretjeranom kompresijom. Za konstrukcije sa tankim{8}}zidnim zidovima nepravilnog oblika, ugrađujemo dodatne potporne konzole u kombinaciji sa elastičnim potisnim klinovima u tri{9}}tačke kontakta kako bi se precizno suprotstavili torzionim silama tokom obrade, čime se minimizira rizik od deformacije na kraju stezanja.

III. Precizni procesi obrade: balansiranje naprezanja za smanjenje deformacije

Dobro{0}}osmišljen proces obrade je kritičan za kontrolu deformacije u dijelovima od titanijumske legure sa tankim-stinama. Tokom faze grube obrade, koristi se slojeviti, korak po{4}}proces rezanja kako bi se izbjegle deformacije izazvane naprezanjem-prouzrokovane prevelikim dopuštenjem rezanja u jednom prolazu. Dodatno, specijalizovani alati za rezanje sa prednjim uglom od najmanje 35 stepeni koriste se u kombinaciji sa sistemom za hlađenje pod visokim-pritiskom da brzo odvode toplotu rezanja i minimiziraju akumulaciju termičke deformacije. U fazi završne obrade koristi se simetrična strategija obrade kako bi se osiguralo jednolično oslobađanje naprezanja i uravnotežena raspodjela naprezanja u svim dijelovima komponente. Ovo je kombinovano sa stabilnim parametrima rezanja-kao što su plitke dubine rezanja i visoke brzine posmaka{13}}kako bi se efektivno smanjile udarne sile rezanja. Između završetka grube obrade i početka završne obrade, dodaje se namjenski proces obrade vibracijskim starenjem kako bi se efikasno eliminisala zaostala naprezanja unutar komponente. Ovaj proces postiže stopu eliminacije naprezanja do 75%, temeljno rješavajući problem sekundarne deformacije koja se može pojaviti tijekom naknadnog skladištenja, montaže i upotrebe.

IV. -Praćenje pozicije u realnom vremenu i dinamička kompenzacija za preciznu korekciju odstupanja

Kako bi se osigurala potpuna kontrola tokom procesa obrade, procesno rješenje uključuje visoko{0}}precizni laserski senzor pomaka s rezolucijom do 0,001 mm, koji kontinuirano prati status obrade dijela u realnom vremenu i dinamički bilježi podatke čak i o najmanjim deformacijama. Istovremeno, namenski algoritam za kompenzaciju deformacija ugrađen je u CNC sistem. Zasnovano na-podacima o sili rezanja i deformaciji dijela u stvarnom vremenu, automatski i dinamički prilagođava brzine posmaka i brzine rezanja kako bi se postigla korekcija odstupanja u stvarnom-vremenu i precizna kompenzacija. Ovo eliminiše greške deformacije u završnoj fazi procesa, obezbeđujući točnost dimenzija i ujednačen oblik svakog gotovog dela. Kroz sinergijski efekat gore pomenutog četverodimenzionalnog sistema za prevenciju i kontrolu,-proizvod deformacije u obradi tankih{10}}dijelova od titanijumske legure je sistematski i efikasno riješen. Ovo procesno rješenje pruža pouzdan tehnički put za stabilnu, serijsku proizvodnju kritičnih komponenti u sektoru vrhunske{12}}precizne proizvodnje.

Titanium CNC high precision parts