Titano lydinio integruoto sparnuotės didelio efektyvumo apdirbimo proceso tyrimai

Kaip tipiška sudėtinga gamybos pramonės dalis, bendras sparnuotė yra plačiai naudojamas aukštųjų technologijų srityse, tokiose kaip aviacija, kosmosas, modernios turbos mašinos, kompresoriai, turbomašinos ir raketų paleidimo varomieji įtaisai. Tobulėjant medžiagų mokslui ir apdirbimo technologijoms, titano lydinio integruotas sparnuotė palaipsniui tapo pagrindine medžiaga dėl savo puikių mechaninių savybių. Tačiau sudėtingas titano lydinio apdirbamumas ir sudėtinga ašmenų struktūra apdirbimo procesui kelia daug iššūkių. Šio straipsnio tikslas – aptarti efektyvų titano lydinio monolitinio sparnuotės apdirbimo procesą, siekiant pagerinti apdirbimo efektyvumą, apdirbimo kokybę ir sumažinti gamybos sąnaudas.
Sunkumai apdirbant integruotą titano lydinio sparnuotę
Pagrindiniai sunkumai, su kuriais susiduriama apdorojant titano lydinio sparnuotę, yra šie:
Medžiagos savybės: titano lydinio (pvz., TC4) pjovimo charakteristikos yra prastos, mažas elastingumo modulis, didelis kietumas, pjovimo procesas yra linkęs deformuotis, prilipti peilis, leisti peiliui ir kitiems reiškiniams, turintiems įtakos paviršiaus kokybei ir geometriniam tikslumui.
Sudėtingas paviršius: sparnuotės mentės forma yra sudėtinga, dažniausiai laisvos formos paviršiai, kreivumo pokyčiai, dažni pjovimo jėgos pokyčiai apdirbimo proceso metu ir kryptis neaiški, lengvai sukuriama vibracija, kuri turi įtakos paviršiaus kokybei.
Nepakankamas ašmenų tvirtumas: ilgų ir plonų peilių standumas apdirbimo procese yra silpnas, o apdailos proceso metu yra linkę į elastinę deformaciją, todėl sunku garantuoti apdirbimo tikslumą.
Didelės apdorojimo sąnaudos: didelio našumo keturių ir penkių ašių CNC staklių sujungimas yra brangus, ilgas apdirbimo ciklas, mažas efektyvumas, todėl didėja gamybos sąnaudos.

Didelio efektyvumo apdirbimo procesų tyrimas
1. Įrankio parinkimas ir kelio planavimas
Įrankių pasirinkimas: sudėtingam titano lydinio apdirbimui, grubumui naudojamas specialiai titano lydiniui sukurtas SKG greito padavimo frezas, SKG freza turi mažą įlinkio kampą ir mažo atsparumo S tipo įdėklą, pjovimo jėga daugiausia yra ašine kryptimi. , o išorinėje įrankio periferijoje vengiama tuščiavidurės struktūros, kuri tinka sparnuotės plonasienei konstrukcijai ir specialios formos apdorojimo savybėms, todėl gali pagerinti grubų apdorojimo efektyvumą ir sumažinti įrankio naudojimo išlaidas.
Kelio planavimas: grubaus griovelio formavimo etape taikomas griovelių iš viršaus į apačią metodas sluoksnis po sluoksnio išilgai bėgio krypties, kad būtų užtikrintas sulaikymas ant ašmenų, kontroliuojant kiekvieno sluoksnio apdirbimo plotą tarp bėgelių, kad būtų užtikrintas standumas. ašmenų. Apdailos stadijoje naudojamas taškinis frezavimas, siekiant pagrįstai nustatyti ašmenų apdailinimo ribą, parinkti tinkamus apdailos įrankio parametrus, sumažinti pjovimo jėgą, užtikrinti apdirbimo stabilumą ir tikslumą.
2. Frezavimo parametrų optimizavimas
Stačiakampis eksperimentinis metodas: naudokite stačiakampį eksperimentinį metodą, norėdami ištirti titano lydinio kelių ašių frezavimo charakteristikas ir analizuoti frezavimo greičio, pastūmos vienam dantukui, frezavimo pločio, frezavimo gylio ir įrankio pasvirimo kampo įtaką frezavimo jėgai ir paviršiaus šiurkštumui. Sukurtas TC4 titano lydinio frezavimo karbido rutuliniu pjaustytuvu penkių faktorių frezavimo jėgos ir paviršiaus šiurkštumo regresijos prognozavimo modelis, pagrįstas emulsija kaip frezavimo skystis ir patikrintas jo racionalumas.
Modeliavimas ir eksperimentinis patvirtinimas: Įrankio ašies vektoriaus apskaičiavimas ir įrankio trajektorijos vizualizacija užbaigiama naudojant MATLAB su MAX-PAC ir UG jungties modeliavimu. Optimizuotos įrankių trajektorijos įmanomumas ir pranašumas patikrinamas imituojant ir atliekant faktinį apdirbimo testą.
3. Daugiatikslis optimizavimas
Neapdoroto apdorojimo optimizavimas: Siekdami išspręsti didelių sąnaudų ir mažo titano lydinio sparnuotės efektyvumo problemą, sukurkite kelių tikslų optimizavimo matematinį modelį su minimaliomis įrankio sąnaudomis ir didžiausiu frezavimo efektyvumu kaip tikslo funkcija ir išspręskite kelių tikslų optimizavimą. Pareto optimalaus sprendimo ribos problema su patobulinta algoritmo įrankių rinkiniu.
Apdailos optimizavimas: atsižvelgiant į aukštos paviršiaus kokybės ir didelio titano lydinio sparnuotės apdailos efektyvumo reikalavimus, sukurkite kelių tikslų optimizavimo matematinį modelį su optimalia paviršiaus kokybe ir didžiausiu frezavimo efektyvumu kaip objektyvo funkcija, o optimizuodami pagerinkite apdirbimo kokybę ir efektyvumą. algoritmas.
Atliekant veiksmingo titano lydinio integruoto sparnuotės apdirbimo proceso tyrimus, šiame darbe siūlomas išsamus sprendimas nuo įrankio parinkimo ir kelio planavimo, frezavimo parametrų optimizavimo iki kelių tikslų optimizavimo. Šios priemonės efektyviai pagerina titano lydinio integruoto sparnuotės apdirbimo efektyvumą ir apdirbimo kokybę bei sumažina gamybos sąnaudas. Tyrimo rezultatai turi didelę inžinerinio taikymo vertę ir suteikia techninę pagalbą apdirbant sunkiai apdirbamų medžiagų sudėtingų konstrukcijų dalis. Nuolat tobulėjant technologijoms, efektyvus titano lydinio integruoto sparnuotės apdirbimo procesas ateityje bus toliau tobulinamas ir optimizuotas.