Bearbejdningsmetode til højpræcision tyndvæggede dele af titaniumlegering

Formerne af tyndvæggede dele, der er almindelige i det daglige liv, er generelt ringformede, skalformede og fladpladeformede. Den strukturelle størrelse af disse dele er generelt meget større end dens tykkelse. Når forholdet mellem dens strukturelle størrelse eller krumningsradius og dens egen tykkelse er større end 20, kalder vi det en tyndvægget del. Tyndvæggede dele kan opdeles efter de mest basale materialeegenskaber. Generelt er der titanlegeringer, plast og nogle kompositmaterialer. De tyndvæggede dele, der behandles af disse forskellige materialer, har forskellige egenskaber og kan opfylde behovene på forskellige markeder. Dette papir analyserer hovedsageligt højpræcisionsbehandlingsmetoderne for tyndvæggede dele af titanlegering. Tyndvæggede dele er næsten altid sammensat af tynde plader og ribber, hvorfor tyndvæggede dele er lette i vægt. Ved at fremstille tyndvæggede dele med forskellige specifikationer kan de anvendes til forskellige formål. I henhold til den strukturelle anvendelse kan tyndvæggede dele opdeles i bjælker, samlinger, vægpaneler og ribber. Disse forskellige typer dele har deres egne unikke former og fuldender deres respektive funktioner. Egenskaberne ved denne tyndvæggede del gør imidlertid produktionsprocessen vanskeligere, fordi den tyndvæggede del har lav stivhed, så den er let at deformere under forarbejdningsprocessen, hvilket resulterer i produktionen af ​​tyndvæggede dele, der ikke opfylde standarderne. Heraf kan det ses, at analysen af ​​forarbejdningsmetoden for tyndvæggede dele og optimeringen af ​​dens forarbejdningsteknologi er meget nødvendige, og det er af stor betydning at fremme udviklingen af ​​den tyndvæggede deleforarbejdningsindustri.

1. Indflydelse af spændefaktorer på deledeformation

Fastspændingsprocessen er en af ​​kerneprocesserne i hele den tyndvæggede procesteknologi. Uanset hvilken forarbejdningsmetode der anvendes, vil kvaliteten af ​​fastspændingsprocessen direkte bestemme forarbejdningskvaliteten af ​​de tyndvæggede dele. Til bearbejdning af tyndvæggede dele bestemmer spændeskemaet, spændepunktets position og spændekraften kvaliteten af ​​de bearbejdede dele. Hvis der anvendes en uhensigtsmæssig klempunktposition eller klemkraft, kan det forårsage forskellige grader af deformation af delen, og det vil også i høj grad påvirke delens bearbejdningsnøjagtighed. Især ved bearbejdning af tyndvæggede dele på værktøjsmaskinen afspejles vigtigheden af ​​spændeprocessen fuldt ud. Blandt dem kommer 30% til 50% af bearbejdningsfejlene fra fastspændingsprocessen. Derudover vil fluktuationseffekten mellem strammekraften og skærekraften under bearbejdningen af ​​tyndvæggede dele frembringe en koblingseffekt, som vil føre til omfordeling af bearbejdningsrestspænding og initial restspænding inde i delen, hvilket også vil påvirke forarbejdningskvaliteten af ​​delen. Derfor kan fastspændingsproblemet med tyndvæggede dele stadig ikke ignoreres. Forbedring af fastspændingsprocessen for tyndvæggede dele er af stor betydning for at forhindre deformation af dele under forarbejdning.

2. Indflydelse af skærekraft og skærevarme på deledeformation

Behandlingsparametrene for tyndvæggede dele afspejler direkte forholdet mellem tyndvæggede dele og forarbejdningsværktøjer. Under behandlingen af ​​tyndvæggede dele vil overfladen af ​​den forarbejdede del på grund af det lave elasticitetsmodul af titanlegerings tyndvæggede dele have et stort tilbagespring, hvilket direkte vil føre til en stigning i kontaktarealet mellem den behandlede overflade og værktøjets flanke, hvilket vil have stor indflydelse på bearbejdningskvaliteten af ​​den tyndvæggede del, hvilket får delens bearbejdningsnøjagtighed til at falde kraftigt. Samtidig vil det også reducere værktøjets holdbarhed. På den anden side, hvis skærekraften er for stor og overskrider materialets elastiske grænse, vil det forårsage plastisk deformation af delen. Desuden er eksistensen af ​​skærevarme også en af ​​nøglerne, der påvirker forarbejdningskvaliteten af ​​dele. Skærevarme genereres af friktionen mellem spåner og riveflade, den bearbejdede overflade af emnet og flankefladen. En stor mængde skærevarme vil føre til ujævn temperatur af forskellige dele af emnet og vil også forværre deformationen af ​​delene, hvilket resulterer i et fald i delenes bearbejdningsnøjagtighed. Samtidig kan overfladekvaliteten af ​​delene ikke garanteres godt.

3. Indflydelse af restspænding på deformation

Restspænding i tyndvæggede dele har to hovedkomponenter. En del af det er den indledende restspænding, der genereres under den indledende dannelsesproces af tyndvæggede dele. Der er mange årsager til genereringen af ​​denne del af resterende stress. Blandt dem, for store splejsede komposit tyndvæggede dele, er indflydelsen af ​​resterende spænding under forarbejdning mere indlysende. Den anden del er restspændingen af ​​den bearbejdede overflade. Denne del af restspændingen er hovedsageligt resultatet af den omfattende indflydelse af forskellige faktorer, såsom værktøjets mekaniske påvirkning på emnets overflademetal, den termiske påvirkning og den elastiske genopretning af det indre metal. Under bearbejdningen af ​​tyndvæggede dele er det meget sandsynligt, at balancen mellem restspænding i emneemnet brydes. På dette tidspunkt er spændingsbalancen inde i delen brudt, hvilket resulterer i spændingsomfordeling, som forårsager deformation af delen.

Generelt er der mange faktorer, der fører til deformation af tyndvæggede dele under forarbejdning, og disse faktorer er primære og sekundære. Hvordan man skelner de vigtigste påvirkningsfaktorer og effektivt kontrollerer dem og optimerer og forbedrer behandlingsteknologien for tyndvæggede dele er et effektivt middel til at kontrollere behandlingsdeformationen af ​​tyndvæggede dele. Dette papir analyserer årsagerne til behandlingsdeformation af tyndvæggede dele og opsummerer de nuværende kontrolmetoder til behandling af deformation af tyndvæggede dele. Det kan ses, at ved at ændre den traditionelle forarbejdningsmetode og optimere forarbejdningsteknologien, er det nyttigt for forarbejdningen af ​​emnet, hvilket kan reducere deformationen af ​​emnet til en vis grad og sikre stabiliteten og anvendeligheden af ​​det producerede produkt . Imidlertid kan deformationen af ​​tyndvæggede dele forudsiges og kontrolleres yderligere for at forbedre bearbejdningskvaliteten af ​​tyndvæggede dele, kun ved at overveje alle indflydelsesfaktorer, ved hjælp af finite element-analyse og numerisk simulering.