Titano lydiniai yra stiprūs, bet sunkiai apdirbami, ypač plonos{0}}plokštelės. Lengvai juos nupjaunant, atsiranda įtempių deformacijos ir matmenų netikslumai, daugeliui sukelia galvos skausmą! Neišsigąskite, technikų derinys gali tai išspręsti: koreguokite vielos EDM ir CNC frezavimo kelius, optimizuokite apdirbimo planus ir naudokite pozicionavimo įtaisus + uždaros{3} kilpos pjovimą, kad pagerintumėte dalies standumą, sumažintumėte deformaciją jos šaltinyje ir užtikrintumėte vienodą gaminio kokybę!
1. Įvadas
Titano lydiniai yra plačiai naudojami kosminėje erdvėje dėl didelio stiprumo, atsparumo korozijai, atsparumo karščiui ir kietumo. Jų trūkumai yra prastas šilumos laidumas ir dideli apdirbimo sunkumai.
Titano lydinio briaunos dalis yra 43 mm ilgio, 25 mm pločio ir 3,5 mm storio. Storis ir dvi vidinės ertmės yra frezuotos CNC, o aštuonios briaunos yra apdirbtos vieliniu EDM, užtikrinant (0,3±0,05) mm briaunos plotį ir 0,05 mm simetriją su vidinėmis ertmėmis. Tai priskiriama smulkiai-šonkaulio daliai. Iš pradžių pagal proceso dokumentus buvo apdorota dešimt dalių. Tikrinimo darbuotojai nustatė, kad keturios dalys turėjo problemų dėl briaunų pločio ir simetrijos, todėl neatitiko projektavimo reikalavimų.
2. Pagrindinės priežasties analizė
Pradiniuose proceso dokumentuose buvo reikalaujama, kad žaliavos storis būtų 5 mm. Tačiau dėl atsargų apribojimų buvo galima įsigyti tik 18 mm storio žaliavų. Todėl ruošinio dydis turėjo būti 250 mm × 80 mm, o storis 18 mm, kaip parodyta 1 paveiksle. Buvo pridėtas vielos EDM procesas, siekiant padalinti medžiagos storį į dvi dalis (žr. 2 pav.), todėl kiekvienas gabalas buvo 9 mm storio. Tada jis buvo apdirbtas iki 3,5 mm storio naudojant CNC frezavimą. CNC frezavimo metu operatorius naudojo vakuuminio griebtuvo suspaudimo metodą (žr. 3 pav.). Vienas paviršius pirmiausia buvo tiksliai frezuotas, pašalinant 3 mm tarpą. Tada dalis buvo apversta, kad būtų galima nusiurbti, o antrasis paviršius buvo frezuotas iki 3,5 mm storio. Galiausiai buvo apdirbta vidinė ertmė detalės viduryje.
1 pav. Tuščia
2 pav. Tuščia dalis padalinta į dvi dalis
3 pav. Vakuuminio siurbtuko užveržimas
Ant kiekvienos medžiagos gabalo išdėstyta dešimt mažų dalių (žr. 4 pav.). Viename kiekvienos dalių eilės gale išgręžiama 3 mm vielos sriegio skylė, o tada dalys apdorojamos vielos EDM.
4 pav. Dalies išdėstymas
Prieš apdorojimą vielos EDM operatorius patikrina medžiagos lygumą ir nustato įtempių deformaciją (žr. 5 pav.), kurios maksimali deformacija yra 3,05 mm. Pjovimui naudojant suspaudimo plokštę, kadangi yra tik viena vielos-sriegio anga, po pjovimo kiekviena maža dalis sujungiama. Medžiaga nupjaunama, todėl apdirbant, veikiant įtempiams, vyksta medžiagos deformacija (žr. 6 pav.), todėl detalės briaunos plotis viršija leistinas nuokrypas, todėl pažeidžiama simetrija su vidine ertme.
5 pav. Medžiagos deformacija prieš pjovimą
6 pav. Medžiagos deformacija po pjovimo
3. Veiksmingų priemonių ėmimasis
Analizė atskleidė, kad pagrindinė problema buvo medžiagos deformacija įtempiuose. Titano lydinio medžiagos apdirbimo metu sukuria pjovimo šilumą. Medžiaga lėtai išsklaido šilumą ir kuo daugiau pašalinama, tuo didesnė deformacija. Tai galima išspręsti tik pakeitus pjovimo būdą [1]. Pradinė apdirbimo schema buvo optimizuota taikant šias veiksmingas priemones.
1) Didelės įtampos pakeitimas mažu įtempimu. CNC frezavimo metu kuo didesnė pjovimo nuolaida, tuo didesnis įtempis ir didesnė medžiagos deformacija. Žaliavos vielos pjovimo procesas buvo pakeistas iš skaidymo į dvi dalis į padalijimą į tris dalis (žr. 7 pav.), todėl kiekvienos medžiagos gabalo storis buvo apie 6 mm, o tai labai sumažino CNC frezavimo apdirbimo naštą ir taip sumažino medžiagos deformaciją.
7 pav. Tuščia dalis, padalinta į tris dalis
2) CNC frezavimo prispaudimo metodo keitimas. Apdorojant storį CNC frezavimo būdu, vakuuminio griebtuvo suspaudimo metodas buvo pakeistas į šoninį-užveržimo iš viršaus metodą [2] (žr. 8 pav.). Pakartotinai apverčiant detalę ir frezuojant abi puses, pjovimo kiekis kiekvieną kartą buvo mažesnis arba lygus 0,2 mm, užtikrinant, kad storis atitiktų brėžinio reikalavimus ir sumažintų medžiagos apdirbimo deformaciją. Remiantis skaičiavimais, po CNC frezavimo, jei visos medžiagos gabalo deformacija kontroliuojama 0,5 mm, galima patenkinti vienos mažos dalies plokštumo reikalavimus. Operatorius apdorojo dalis pagal optimizuotą metodą, tikrindamas jas apdorojant, kad būtų užtikrintas plokštumas Mažiau arba lygus 0,2 mm.
8 pav. Šoninis{1}}užspaudimas
3) Padarykite specialius įrankius, kad padidintumėte vielos{1}}sriegimo skylių skaičių. Pjovimo procese, siekiant išvengti medžiagos deformacijos apdorojimo metu, vielos įsriegimo skylių skaičius padidintas iki 10, užtikrinant, kad kiekviena briaunelės dalis turėtų atskirą vielos-sriegio angą, kuri vėliau apdirbama vienu etapu CNC frezavimo būdu, kad būtų užtikrintas nuoseklumas. Buvo pagamintas vielos pjovimo įrankis, o ruošinys buvo pastatytas ant įrankių plokštės nustatant kaiščius (žr. 9 pav.). Kiekvienas briaunas buvo apdirbamas atskirai, neperpjovus vienas kito, padidinant medžiagos standumą ir sumažinant detalės deformaciją [3].
9 pav. Ruošinio padėtis ant įrankių plokštės nustatant kaiščius
4 Efekto patikrinimas
Pagal patobulintą schemą apdirbta 20 dalių. Išbandžius profesionalia bandymo įranga, briaunos plotis ir simetrija atitiko brėžinio reikalavimus. Galiausiai iš viso buvo apdorota 120 dalių, kurios visos atitiko reikalavimus, o išlaikymo rodiklis buvo 100 %, o tai rodo, kad patobulinta schema buvo veiksminga. 5 Išvada
Šiame darbe pristatomas titano lydinio plonų plokščių dalių apdirbimo būdas ir deformacijos valdymo metodas. Optimizavus apdirbimo schemą ir suspaudimo metodą, pakeitus vielos EDM kelią ir CNC frezavimo strategiją bei pritaikant pozicionavimo įtaisus ir uždarą pjovimą, siekiant sumažinti pjovimo įtempių deformaciją, efektyviai garantuojamas dalių briaunų plotis ir simetrijos reikalavimai, kaupiant tokių dalių apdirbimo patirtį.
