Завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям титанові сплави широко використовуються-в галузях високоякісного виробництва, таких як авіація та космонавтика. Однак низька теплопровідність, висока хімічна активність і малий коефіцієнт деформації титанових сплавів призводять до таких проблем, як швидке зношування інструменту, велика деформація обробки та складне видалення стружки під час обробки різьби. Якість і ефективність обробки істотно обмежені характеристиками матеріалу. Ця стаття присвячена проблемі обробки різьблення трубних з’єднань із титанового сплаву та пояснює її з точки зору вибору інструменту та оптимізації процесу.
Стратегії оптимізації інструментів для обробки різьби з титанового сплаву
1. Застосування зубчастих мітчиків
Зубчасті мітчики видаляють зуби з інтервалами, утворюючи різальні кромки в шаховому порядку, що забезпечує односторонній-контакт заготовки з мітчиком, зменшуючи тертя та крутний момент і ефективно запобігаючи застряганню чи пошкодженню мітчика. До його переваг можна віднести:
• Збільшена товщина різання: товщина різання одним зубом подвоюється, а сила різання розподіляється більш рівномірно;
• Покращена продуктивність видалення стружки: товщина стружки збільшується, сила тертя зменшується, а видалення стружки відбувається більш плавно;
• Підвищена довговічність: зчеплення між мітчиком і стружкою зменшується, а термін служби інструменту подовжується;
• Конструктивні міркування: кількість канавок для зубів має бути непарною, щоб збалансувати зусилля на краях зубів.
2. Комбінація мітчиків із швидкорізальної-сталі та твердосплавних мітчиків
• Мітчики з -швидкорізальної сталі: висока міцність і стійкість до деформації, придатні для початкового нарізування;
• Мітчики з твердого сплаву: хороша зносостійкість і висока точність, використовуються для виправлення отворів;
• Комбінований процес: спочатку груба обробка за допомогою мітчиків із швидкорізальної-сталі, потім тонка обробка за допомогою мітчиків із твердого сплаву, збалансовуючи ефективність і якість.
3. Дослідження та розробка нових інструментальних матеріалів
З розвитком матеріалознавства для обробки титанових сплавів поступово застосовуються нові інструменти, такі як інструменти з покриттям (наприклад, покриття TiAlN) і керамічні інструменти. Очікується, що в майбутньому вони ще більше подолають обмеження терміну служби інструменту та точності обробки.
Оптимізація технології обробки трубних різьб із титанового сплаву
1. Оптимізація конструкції вибою різьби
• Збільшення діаметра нижнього отвору: зменшує силу різання та тепло обробки, але розмір потрібно відрегулювати відповідно до швидкості контакту різьби та кількості різьби;
• Збільшення внутрішнього діаметра різьби: зменшує висоту зуба, зменшує складність обробки, забезпечуючи при цьому міцність з'єднання;
• Переважне використання верстатного інструменту для нарізання різьби: використання верстатного нарізування міткою може стабільно контролювати тиск обробки та запобігати руйнуванню мітчика.
2. Контроль параметрів різання
• Швидкість різання: регулюється на рівні 200-300 мм/хв, запобігаючи розм'якшенню матеріалів і зносу інструментів під дією високих температур;
• Геометричні параметри інструменту:
• Передній кут: збільшення переднього кута може підвищити міцність ріжучої кромки та подовжити термін служби інструменту;
• Задній кут: збільшення заднього кута є корисним для видалення стружки, зменшуючи тертя між стружкою та інструментом;
• Стратегія нарізання глибоких отворів: Зменшіть кількість пазів для утримання стружки, щоб збільшити простір для утримання стружки та запобігти блокуванню стружки.
3. Технологія охолодження та змащення
• Вибір охолоджувальної рідини: рекомендовані суміші масляної кислоти, сульфідованої нафти та гасу або оливи F43, які мають функції змащення та охолодження;
• Оптимізація методу охолодження: відкриті канали охолодження на ріжучому краї крана, щоб гарантувати, що охолоджуюча рідина досягає зони різання безпосередньо;
• Конструкція втягуючого щілини: подовжте довжину хвостового упору різьби та встановіть втягувальний паз, щоб запобігти відколюванню нижньої частини мітчика.