Frezen van boogoppervlak en positioneringsgroef van vliegtuigvleugel

Abstract: Dit artikel analyseert de verwerkingstechnologie van titaniumlegeringsonderdelen met complexe profielen. Door redelijk armatuurontwerp, ontwerp en productie van speciale vormgereedschappen en aanpassing van werktuigmachines en armaturen wordt de holteverwerking met succes voltooid en is het ontwerp van de onderdelen gegarandeerd. Tolerantie-eisen.

Deze freestaak is ontstaan uit het frezen en vormen van een bepaalde vleugelconstructieboog en positioneringsgroef van een vliegtuigvleugel. Het verwerkingsmateriaal is TC4 (titaniumlegering). Het onderdeel heeft een complexe vorm, slechte materiaalsnijprestaties en hoge klemvereisten. Om de kwaliteit van de verwerking te waarborgen en de verwerkingsefficiëntie te verbeteren, is de volgende analyse van het productieproces gemaakt.

1. Snijeigenschappen van titaniumlegering

De snijeigenschappen van titaniumlegering zijn als volgt: (1)Kleine vervormingscoëfficiënt. De glijdende wrijvingsafstand van chips op het harkvlak neemt toe, wat de slijtage van het gereedschap versnelt. (2) De scherpe temperatuur is hoog. Vanwege de kleine thermische geleidbaarheid van titaniumlegeringen is de contactlengte tussen de chips en het harkvlak kort en wordt de snijwarmte niet gemakkelijk overgedragen. Het is geconcentreerd in een klein gebied in de buurt van het snijgebied en de snijkant, en de snijtemperatuur is hoger. Onder dezelfde snijomstandigheden is de snijtemperatuur meer dan twee keer zo hoog als bij het snijden van 45 staal. (3) Grote scherpe kracht per eenheidsgebied. Hoewel de belangrijkste snijkracht ongeveer 20% kleiner is dan bij het snijden van staal, wordt de snijkracht per eenheidscontactgebied aanzienlijk verhoogd vanwege de korte contactlengte tussen de chip en het harkvlak, wat waarschijnlijk chippen veroorzaakt. Tegelijkertijd, als gevolg van de kleine elastische modulus van titaniumlegering, is het gevoelig voor het buigen van vervorming onder de werking van radiale kracht tijdens de verwerking, waardoor trillingen worden veroorzaakt, de slijtage van het gereedschap toeneemt en de nauwkeurigheid van onderdelen wordt beïnvloed. Daarom is het processysteem vereist om een goede stijfheid te hebben. (4)Het koude en harde fenomeen is ernstig. Vanwege de hoge chemische activiteit van titanium, bij hoge snijtemperaturen, is het gemakkelijk om zuurstof en stikstof in de lucht op te nemen om een harde en broze huid te vormen; tegelijkertijd zal plastic vervorming die tijdens het snijproces wordt gegenereerd, ook oppervlakteverharding veroorzaken. Koelfenomeen vermindert niet alleen de vermoeiingssterkte van onderdelen, maar verergert ook de slijtage van het gereedschap, wat een zeer belangrijk kenmerk is bij het snijden van titaniumlegeringen. (5) Het hulpmiddel is gemakkelijk te dragen. Titaniumlegering heeft een sterke chemische affiniteit voor gereedschapsmaterialen. Onder de omstandigheden van hoge snijtemperatuur en grote snijkracht per oppervlakte-eenheid is het gereedschap gevoelig voor bindingsslijtage.

De gereedschapsmaterialen voor het verwerken van titaniumlegeringen kunnen gecementeerde hardmetalen gereedschappen of hogesnelheidsstaalgereedschappen zijn. Afhankelijk van de snijeigenschappen van titaniumlegeringen zijn de volgende maatregelen genomen in termen van vereisten voor gereedschapsstructuurparameters: (1)Wanneer gecementeerde hardmetalen gereedschappen worden geselecteerd, om het werkstuk te vermijden en het titaniumelement in het gereedschap compatibel is, en YT-type gecementeerd hardmetaal en gecoate inzetstukken mogen niet worden gebruikt. Legeringen van het type YG en van het type YH moeten worden gebruikt; om de sterkte van de snijkant te verhogen en de warmteafvoeromstandigheden te verbeteren, wordt de harkhoek van de frees γ o =0°~ 5°, spelingshoek α o =4°~10°, de straal van de gereedschapspuntboog op 0,5 mm geregeld; de snijparameters van gecementeerde hardmetalen freesmachines moeten worden geselecteerd volgens de volgende principes: snijsnelheid v = 12 ~ 15 m / min, toevoersnelheid v f = 20 ~ 75 mm / min. (2) Bij het selecteren van hogesnelheidsstaalgereedschappen, de snijsnelheid v = 6 ~ 30 m / min, en de voedingssnelheid v f = 20 ~ 60 mm / min.

De snijvloeistof maakt gebruik van een grote hoeveelheid extreme drukemulsie, die een goede smering en een goed koeleffect heeft.

Rekening houdend met het feit dat de stijfheid van het processysteem beter is, is de gereedschapsoverhang klein om snijtrillingen te voorkomen. Het verwerkingsproces wordt weergegeven in tabel 1.

De snijparameters zijn weergegeven in tabel 2.

2. Herstructurering van het instrument

Volgens de vereisten voor de verwerking van het boogoppervlak van het vleugeloppervlak van het vliegtuig valt het boogoppervlak R104,9 mm van het vleugeloppervlak samen met het boogoppervlak van de schaal van de bomruimte. De traditionele procesmethode is om een horizontale boormachine te gebruiken om te verwerken. Na observatie blijkt echter dat de productie-efficiëntie van deze procesmethode extreem laag is en slechts 4 tot 5 stuks per dag kan verwerken, wat van invloed is op de totale planningsvraag. Om deze reden is het noodzakelijk om de frees te wijzigen (zie figuur 1), de procesroute te wijzigen en frezen te gebruiken in plaats van te boren om het gebogen oppervlak R104,9 mm te verwerken. Na het corrigeren van de verwerkingsmethode wordt de productie-efficiëntie met meer dan 5 keer verhoogd en kunnen 20-25 stuks per dag worden verwerkt, wat niet alleen de tijdsplanningsvereisten van de gebruiker garandeert, maar ook met succes een procesroute van frezen in plaats van boren heeft verkend.