Trwy ddadansoddi cragen selio deunyddiau dur di-staen aloi 4J29 Kovar a 022Cr17Ni12Mo2, cynigir dull o ddefnyddio technoleg melino a reaming cyflym i brosesu deunyddiau anodd eu peiriant, sydd nid yn unig yn gwella cywirdeb peiriannu ac effeithlonrwydd peiriannu. siâp a thwll mewnol y rhannau, ond hefyd yn arbed ynni. torri costau offer.
1 rhagymadrodd
Er mwyn gwella perfformiad a bywyd gwasanaeth llong ofod mewn amrywiol amgylcheddau gofod dwfn, mae rhannau awyrofod yn bennaf yn dewis deunyddiau sydd ag ymwrthedd gwres da fel aloion titaniwm ac aloion tymheredd uchel. Mae gan ddeunyddiau aloi o'r fath berfformiad prosesu gwael ac maent yn anodd eu prosesu. Y dewis o offer torri Gofynion uchel a chostau prosesu uchel. Yn ôl nodweddion deunyddiau anodd eu peiriant o'r fath, bydd cynnal ymchwil ar dechnoleg prosesu deunyddiau anodd eu peiriant ac ymestyn oes yr offer yn helpu i wella cywirdeb rhannau ategol llongau gofod a gwella effeithlonrwydd prosesu. Ar yr un pryd, gall ehangu potensial marchnad y cwmni a chreu mwy o fanteision economaidd. .
2 Trosolwg o'r broblem
Mae'r gragen selio cyfres hirsgwar yn rhan cynnyrch sydd newydd ei datblygu gan y cwmni yn ystod y blynyddoedd diwethaf, fel y dangosir yn Ffigur 1, mae'r deunydd yn bennaf yn aloi 4J29 Kovar a dur di-staen. Gan fod y strwythur dylunio cynnyrch yn gofyn am ddefnyddio technoleg selio gwydr, mae gofynion uwch yn cael eu cyflwyno ar gyfer garwedd wyneb a thwll mewnol y math hwn o rannau cragen wedi'u selio, gan arwain at fwy o anhawster prosesu, llai o fywyd offer, cost offer uwch, a llai o effeithlonrwydd prosesu. Mae'r gyfradd basio yn isel.
3 Dadansoddi Problem
Gan gymryd aloi 4J29 Kovar a dur di-staen 022Cr17Ni12Mo2 fel enghraifft i ddadansoddi math penodol o gragen selio, mae strwythur y rhannau cragen selio yn debyg, ac mae angen prosesu'r rhes o dyllau yn y ceudod mewnol. Defnyddir y rhes o dyllau ar gyfer pinnau selio gwydr, a'r selio gwydr Mae'r dechnoleg cysylltiad yn ei gwneud yn ofynnol bod gwerth garwedd arwyneb mewnol y twll rhes yn Ra=0.8μm. Yn y broses selio gwydr, cynhyrchir cynhyrchion heb gymhwyso lawer gwaith, ac mae'r cynnyrch yn isel. Yn ôl y dadansoddiad o'r dyluniad a'r crefftwyr, mae garwedd wyneb arwyneb mewnol y twll rhes cragen selio yn cael effaith bwysig ar gynnyrch selio gwydr. Nid yw'r burrs yn y rhes twll a phrosesu siâp a rhigol y ceudod mewnol yn hawdd eu tynnu, sydd hefyd yn effeithio ar effaith selio'r rhannau.
3.1 Dadansoddiad o'r achosion sy'n effeithio ar ansawdd wal fewnol y twll rhan
Y dechnoleg prosesu rhes twll gwreiddiol a ddefnyddir yn y llinell gynhyrchu yw drilio → reaming. Gan fod gan ddeunydd aloi 4J29 Kovar blastigrwydd da, mae'n hawdd cadw at y gyllell wrth brosesu; oherwydd caledwch tymheredd uchel dur di-staen (022Cr17Ni12Mo2) ac afradu gwres gwael, mae'n wahanol i ddeunyddiau metel eraill. Affinedd cryf [1], felly mae'r bit dril yn gwisgo'n gyflym, yn bennaf yn yr agweddau canlynol.
Mae prif ymyl y darn dril yn gwisgo'n rhy gyflym, ac mae hyd yn oed naddu'n digwydd. Wrth ddrilio deunyddiau anodd eu peiriant, mae'r tymheredd yn uchel, mae torri anffurfiad ac oeri yn ddifrifol, ac mae'r offeryn yn hawdd i'w gadw i gynhyrchu ymyl adeiledig, gan arwain at garwedd wyneb anghyson gwahanol dyllau mewnol yr un rhan, a ni ellir canfod a rheoli cyflwr gwisgo'r bit drilio wrth brosesu. Ceisiwch wella ansawdd wyneb ac effeithlonrwydd prosesu'r twll mewnol trwy ddefnyddio driliau carbid smentiedig twngsten-cobalt (YG, YT ac YW), sy'n fwy addas ar gyfer prosesu deunyddiau anodd eu peiriant. Yn ôl yr egwyddor o wisgo offer [2], canfyddir bod yr offeryn YG yn dal i gael ei ddominyddu gan wisgo gludiog yn ystod torri cyflymder isel, ond mae rhywfaint o draul ocsideiddiol a gwisgo trylediad yn cyd-fynd â'r offeryn YT ar yr un pryd. fel y traul bond; mae gan yr offeryn YW dri math o wisgo. Mae'r mecanwaith gwisgo yn yr un sefyllfa, felly gellir ffafrio driliau carbid YG ar gyfer torri cyflymder isel, a gellir defnyddio driliau carbid YW neu YG ar gyfer torri cyflym. Yn ôl yr egwyddor gwisgo hon, mae ansawdd wyneb y twll mewnol yn cael ei wella ar ôl dewis y darn drilio priodol i brosesu'r rhes twll. Fodd bynnag, oherwydd pris uchel y darn dril carbid twngsten-cobalt diamedr bach, mae cost yr offeryn yn cynyddu, ac nid yw effeithlonrwydd cynhyrchu a phrosesu màs yn uchel.
3.2 Dadansoddiad o'r rhesymau sy'n effeithio ar siâp y rhan ac ansawdd wyneb y ceudod mewnol
Wrth brosesu deunydd aloi 4J29 Kovar a deunydd dur di-staen (022Cr17Ni12Mo2), defnyddir yr offeryn carbid smentiedig gyda maint grawn cyffredin ar gyfer prosesu. Mae ymyl gwaelod ac ymyl ochr y torrwr melino yn gwisgo'n gyflym, ac mae'r oes offer yn fyr, felly dim ond 50m / y gall y cyflymder torri fod yn is na 50m / Os dewisir yr ystod o fin, mae'r effeithlonrwydd prosesu yn isel. O'i gymharu â phrosesu aloion alwminiwm, dim ond 1/5 o fywyd prosesu aloion alwminiwm yw bywyd gwasanaeth torwyr melino; o'i gymharu â phrosesu 314 o ddur di-staen, dim ond 1/3 o fywyd prosesu 314 o ddur di-staen yw bywyd gwasanaeth torwyr melino.
Yn y broses o dorri deunyddiau anodd eu peiriant o'r fath, mae'n hawdd cynhyrchu llawer iawn o wres torri yn yr ardal dorri, sy'n niweidio cywirdeb dimensiwn a pherfformiad y rhannau wedi'u prosesu yn ddifrifol. Dim ond trwy dorri hylif ac offer oeri mewnol y gellir cynnal gwasgariad torri gwres. Ar gyfer cragen wedi'i selio o'r math hwn o strwythur, oherwydd maint bach y twll mewnol a'r ceudod mewnol, defnyddir offer diamedr bach neu offer siâp yn bennaf. Mae llawer iawn o wres torri yn anodd ei wasgaru'n gyflym, ac mae'r offeryn yn gwisgo'n rhy gyflym, gan arwain at gynnydd yn garwedd wyneb y rhan. Os yw'n rhy uchel ac yn methu â bodloni'r gofynion technegol, bydd yn cael ei farnu'n ddiamod. Os yw'r bwlch rhwng y twll yn fach, bydd siamffro'r orifice yn dinistrio maint yr agorfa gyfagos; os yw'r chamfering yn rhy fach, bydd y burr yn dal i gael flanging, a fydd yn effeithio ar ansawdd selio.
4 datrys problemau
4.1 Gwella ansawdd wal fewnol y twll
Yn wyneb garwder arwyneb anghyson twll mewnol y gragen wedi'i selio, mae angen gwella'r dull prosesu a dewis offeryn addas. Trwy'r broses dorri prawf, mae'r dechnoleg prosesu rhes twll yn cael ei newid yn gyntaf i ddrilio → reaming → melino'r twll mewnol yn fân, mae ansawdd wyneb y twll mewnol yn amlwg yn gwella, ond mae nifer y tyllau yn fawr, ac mae'r offeryn yn dal i fod. wedi'i wisgo pan ddefnyddir y torrwr melino diamedr bach ar gyfer melino'r twll mewnol yn gyflym Yn gyflym, a chynhyrchir y ffenomen o ddal sglodion a chlirio offer, nid yw'r effeithlonrwydd prosesu yn uchel o hyd, ac mae cost yr offeryn yn cynyddu. Yn ail, caiff ei newid i ddrilio → reaming → diflas iawn. Mae garwedd wyneb y twll mewnol yn bodloni'r gofynion, ac mae effeithlonrwydd prosesu twll sengl yn cael ei wella, ond mae angen addasu'r offeryn diflas cyffredinol diamedr bach, mae cost yr offeryn yn uchel, mae bywyd diflas yr offer yn fyr, ac ni all fodloni rhesi lluosog o dyllau. diflas.
Gan gyfeirio at y dechnoleg reaming twll diamedr sefydlog, mae agorfa'r broses reaming yn gyffredinol 3 i 100mm. Oherwydd ymyl torri hir y reamer, mae pob ymyl torri yn cymryd rhan mewn torri ar yr un pryd yn ystod reaming, felly mae'r effeithlonrwydd cynhyrchu yn uchel, ac fe'i defnyddir yn eang wrth orffen tyllau. Mae'r dechnoleg prosesu terfynol yn cael ei bennu fel drilio → reaming → reaming. Oherwydd bod technoleg prosesu reaming tyllau diamedr bach (<φ2mm) has="" not="" been="" adopted="" in="" our="" company,="" a="" suitable="" domestic="" small-diameter="" custom="" carbide="" reamer="" is="" selected="" (see="" figure="">
Trwy gyfrifo a thorri treial, dewiswch baramedrau torri rhesymol. Mae'r egwyddor fel a ganlyn.
Gwiriwch y wybodaeth offeryn reamer a'r paramedrau reaming a gasglwyd, a phrosesu deunyddiau anodd eu peiriant fel dur di-staen. Ni ddylai'r cyflymder reamer fod yn rhy uchel [3], a dewiswch y gwerth cyfeirio: cyflymder torri vc=(6 ~ 12) m/min, cyfradd bwydo f=(0. 05 ~ 0.1) mm/r. Diamedr ceudod mewnol y gragen hirsgwar wedi'i selio yw (1.7 ~ 1.8) mm, felly mae'r reamer φ1.8mm yn cael ei ddewis i gyfrifo cyflymder gwerthyd n a chyflymder bwydo vf yn ystod prosesu, lle mae vc=7m/munud , f=0.06mm /r.
Oherwydd bod cyflymder torri vc=πDn/1000 (D yw diamedr offeryn, n yw cyflymder gwerthyd), felly cyflymder gwerthyd n=1000vc/(πD)=1000×7/(3.14×1.8 ) ≈1238 (r/munud).
O hyn, gellir cyfrifo'r cyflymder bwydo vf=fn=0.06×1238≈74 (mm/min).
Yn ôl canlyniadau'r cyfrifiad, dewisir y paramedrau peiriannu a thorri gwirioneddol fel n{{{0}}(1200-1300) r/min, vf=(70-80) mm / min, a mabwysiadir y broses drilio → reaming → reaming. Oherwydd selio'r gragen Mae'r bylchau rhwng y twll yn gryno ac mae diamedr y twll yn fach, felly mae'r ymyl cyn reaming yn cael ei reoli i 0.05mm. Dangosir yr effaith brosesu wirioneddol derfynol yn Ffigur 3. Pan fydd gan yr reamer φ1.83mm fwy na 1000 o dyllau wedi'u reamed, gall garwedd wyneb Ra y twll mewnol gyrraedd 0.8 μm o hyd, sy'n bodloni gofynion y broses ac yn gwella'r effeithlonrwydd prosesu.
4.2 Gwella Ansawdd Prosesu Arwyneb a Bywyd Offer
Er mwyn gwella effeithlonrwydd prosesu a bywyd offer deunyddiau â chaledwch tymheredd uchel a gwasgariad gwres gwael, megis aloion tymheredd uchel, aloion titaniwm, a dur di-staen, defnyddir offer carbid sment wedi'i fewnforio yn aml ar gyfer peiriannu garw a gorffen, a'r mae cost defnyddio offer yn uchel iawn. Dadansoddiad cymharol o wahaniaeth gwisgo gwahanol ddeunyddiau offer wrth dorri aloion titaniwm ar gyflymder uchel, gan gynnwys carbid sment heb ei orchuddio, carbid smentio wedi'i orchuddio â TiAlN PVD a PCBN, ac ati, canfyddir bod deunyddiau offer PCBN ar gyflymder torri uchel, cyfradd bwydo isel ac isel Wrth dorri aloion titaniwm â thorri cefn, gellir cael grym torri cymharol sefydlog a gwerth garwedd arwyneb is [4]. Trwy gymhwyso egwyddor melino cyflym a defnyddio offer PCBN domestig, torri uwch Mae dull prosesu porthiant cyflym a bach yn cynyddu bywyd gwasanaeth yr offeryn.
Trwy dorri a dilysu treialon lluosog, mae'r dadansoddiad yn dangos, wrth dorri deunyddiau anodd eu peiriant ar gyflymder uchel, bod y rhyngweithio rhwng y porthiant fesul dant fz a'r ap ymgysylltu cefn yn cael effaith sylweddol ar garwedd wyneb o fewn tebygolrwydd hyder cymharol uchel Dylanwad. Mae'r ffenomen hon yn dangos bod cysylltiad agos rhwng effaith porthiant fesul dant neu ddyfnder melino ar garwedd wyneb a dewis dyfnder melino a phorthiant fesul dant. Mewn cyferbyniad, o dan yr amodau torri cyflymder canolig ac isel, nid yw'r rhyngweithio rhwng y paramedrau torri amrywiol yn amlwg, neu nid oes unrhyw ryngweithio. Mae hyn yn golygu, o dan gyflwr torri penodol, na all archwilio effaith un ffactor y porthiant fesul dant neu'r swm ôl-dorri ar garwedd yr wyneb ragfynegi'n gywir werth y garwedd arwyneb wedi'i brosesu. Felly, er mwyn cael y garwedd arwyneb delfrydol, wrth bennu'r gyfradd bwydo fesul dant, mae angen ei ddewis ar y cyd â faint o ymgysylltiad cefn, ac i'r gwrthwyneb.
Mae'r torrwr melino carbid solet domestig llafn 4- yn cael ei ddewis ar gyfer peiriannu garw cyflym y siâp a'r ceudod mewnol. Oherwydd yr ap ymgysylltu cefn bach a thrwch torri bach ae, gall amddiffyn ymyl gwaelod ac ymyl ochr yr offeryn yn effeithiol. Mae'r gwres torri a gynhyrchir yn dargludo'n gyflym, yn lleihau'r tebygolrwydd o ymyl adeiledig ar y blaen offer, ac yn gyfatebol yn cynyddu'r cyflymder melino vc a'r gyfradd bwydo fesul dant fz, sydd nid yn unig yn sicrhau ansawdd prosesu, ond hefyd yn gwella'r effeithlonrwydd prosesu. I gyfrifo amser gwisgo peiriannu y torrwr melino garw, dim ond y rhan sydd wedi'i gwisgo'n effeithiol y mae angen ei thorri, a gall y rhan sy'n weddill o'r torrwr barhau i ddiwallu anghenion garwio eto ar ôl miniogi, sy'n gwella'n fawr y gyfradd defnyddio. y torrwr ac yn lleihau cost y torrwr.
Ar gyfer y burrs a gynhyrchir gan ddeunyddiau anodd eu peiriant, mae tynnu â llaw yn anodd bodloni'r gofynion technegol presennol, felly defnyddir peiriannu CNC, a dewisir deunyddiau dur cyflymder uchel wedi'u gorchuddio â TiC ar gyfer prosesu torrwr melino chamfering. Ar ôl melino garw yn gwella ansawdd, mae'r rhannau cregyn yn iawn Mae'r burrs a gynhyrchir yn ystod melino yn gymharol fach, ac mae angen i'r torrwr melino chamfer brosesu yn ôl cyfuchlin y rhan yn unig er mwyn sicrhau trosglwyddiad llyfn o ymylon miniog. Ar gyfer flanging a burrs tyllau y gragen selio, defnyddir y dull prosesu melino chamfering y tyllau gyda thorrwr melino chamfer → mân reaming gyda reamer i sicrhau bod y tyllau yn rhydd o burrs a bondio. Dangosir paramedrau torri'r offeryn cyn ac ar ôl gwella yn Nhabl 1, a dangosir effaith prosesu'r gragen yn Ffigur 4 a Ffigur 5.
Tabl 1 Paramedrau torri offer cyn ac ar ôl gwella
llun
llun
Ffigur 4 Effaith prosesu cragen aloi Kovar 4J29
llun
Ffigur 5 Effaith prosesu cragen deunydd dur di-staen (022Cr17Ni12Mo2).
5 Poblogeiddio a chymhwyso technoleg reaming ar gyfer deunyddiau anodd eu peiriant
Mae math penodol o rannau gwialen gwthio (gweler Ffigur 6) wedi'i wneud o 00 ddur di-staen Cr17Ni14Mo2, sy'n ddeunydd anodd ei beiriant. Mae'r twll trwodd φ5mm ar y cylch allanol yn cael ei brosesu, mae'r dyfnder yn 15mm, ac mae angen y gwerth garwedd arwyneb Ra=1.6μm. Y broses wreiddiol yw: drilio mwy ffit → sgleinio wal y twll. Gan fod y deunydd yn ddur di-staen, mae'r broses ffitiwr yn defnyddio dril i ddrilio tyllau, mae'r darn dril yn gwisgo'n gyflym, mae sefyllfa'r twll allan o oddefgarwch, ac mae effeithlonrwydd caboli'r twll mewnol yn isel. Felly, y broses well yw: drilio turn → Diflas. Gan fod angen i'r broses droi ddefnyddio offer arbennig i glampio'r rhannau gwialen gwthio, a bod maint yr offer arbennig yn rhy fawr, nid yw'n hawdd ei osod. Felly, er bod y prosesu gwirioneddol wedi gwarantu gwerth garwder arwyneb Ra=1.6μm, nid yw'r effeithlonrwydd prosesu wedi'i wella. 00Cr17Ni14Mo2 dur gwrthstaen a achosir Mae'r teclyn diflas yn gwisgo'n gyflym ac mae cost yr offeryn yn uchel.
Llun Ffigur 6 Diagram dau ddimensiwn o'r rhoden wthio
Gan ddefnyddio'r profiad a gafwyd o reaming tyllau diamedr bach, defnyddir y dechnoleg prosesu drilio → reaming → reaming yn y ganolfan peiriannu i ddatrys problemau effeithlonrwydd prosesu isel o φ 5mm trwy dyllau ac anhawster i warantu gwerth garwedd arwyneb Ra{{ 2}}.6μm. Mae'r broses weithredu fel a ganlyn.
Dewiswch y gwerth cyfeirio: cyflymder torri vc{{0}}(6~12) m/min, porthiant f=(0.15~0.2) mm/r. Dewiswch yr reamer φ5mm i gyfrifo cyflymder yr offeryn a'r gyfradd bwydo wrth brosesu, cymerwch vc=7m/mun, f=0.18mm/r.
Oherwydd bod cyflymder torri vc=πDn/1000 (D yw diamedr offeryn, n yw cyflymder gwerthyd), felly cyflymder gwerthyd n=1000vc/(πD)=1000×7/(3.14×5 )≈445 (r/mun), porthiant Meintiau vf=fn=0.18×445≈80 (mm/mun).
Yn ôl canlyniadau'r cyfrifiad, dewisir y paramedrau peiriannu a thorri gwirioneddol fel: cyflymder gwerthyd n {{0}} (450-500) r/min, vf=({{3}) }) mm/min, mae'r lwfans cyn reaming yn cael ei reoli i 0.1mm, a'r peiriannu gwirioneddol terfynol Dangosir y gwrthrych terfynol yn Ffigur 7. Pan fydd gan yr reamer φ5.02mm (gweler Ffigur 8) fwy na 500 o dyllau wedi'u reamed, yr wyneb Gall garwedd Ra y twll mewnol gyrraedd 1.6 μm o hyd, sy'n bodloni gofynion y broses ac yn gwella'r effeithlonrwydd prosesu. Mae gan yr offeryn lleoli gweithgynhyrchu (gweler Ffigur 9) strwythur syml ac mae'n hawdd ei glampio.
llun
Ffigur 7 Gwrthrych gwirioneddol y gwialen gwthio ar ôl prosesu
llun
Ffigur 8 φ5.02mm reamer
llun
Ffigur 9 Effaith offer lleoli ar gyfer prosesu gwialen gwthio
6 Yr effaith a gyflawnwyd
Trwy'r ymchwil hwn, rydym wedi cronni profiad technegol wrth brosesu deunyddiau anodd eu peiriant. Gellir prosesu ymchwil a datblygiad dilynol o rannau o ddeunyddiau anodd eu peiriant megis aloion tymheredd uchel ac aloion titaniwm hefyd gan gyfeirio at dechnoleg reaming, a chafwyd canlyniadau da. Er enghraifft, defnyddio reamer φ2.12mm, Reaming cyflawn o ddeunyddiau superalloy, lluniau diamedr, a thyllau dwfn gyda dyfnder o fwy na 40mm. Mae'r dechnoleg prosesu reaming nid yn unig yn arbed cost yr offeryn, ond hefyd yn gwella effeithlonrwydd prosesu. Gweler Tabl 2-Tabl 4 ar gyfer cymharu effaith prosesu rhannau cyn ac ar ôl gwella.
Tabl 2 Prosesu lluniau o dyllau cragen selio hirsgwar cyn ac ar ôl gwella
Tabl 3 Prosesu tyllau gwialen gwthio cyn ac ar ôl gwella
llun
Tabl 4 Costau offer cyn ac ar ôl gwella
llun
O Dabl 2 i Dabl 4, gellir dod i'r casgliad bod y defnydd o'r dull prosesu gwell wedi gwella ansawdd prosesu, mae cyfradd pasio rhannau wedi cynyddu i 99 y cant, mae'r effeithlonrwydd cynhyrchu wedi cynyddu 33 y cant, ac mae cost yr offeryn wedi cynyddu. wedi ei leihau yn fawr.
7 Casgliad
Mae'r deunyddiau newydd sy'n dod i'r amlwg a deunyddiau anodd eu peiriant yn y maes awyrofod wedi cyflwyno gofynion uwch ar gyfer torri technoleg prosesu. Dim ond trwy ymchwil manwl ar nodweddion torri deunyddiau anodd eu peiriant a meistroli mwy o briodweddau deunyddiau newydd y gallwn ddewis offer paru i'w torri. Cyflwynir y system monitro statws torri offer i fonitro statws defnydd yr offeryn mewn amser real. Yn ôl bywyd gwasanaeth gwahanol gwahanol ddeunyddiau, gellir barnu a dewis yr offeryn mewn pryd, a all leihau'r gost a chynyddu'r effeithlonrwydd wrth wella cywirdeb peiriannu rhannau ategol y llong ofod. Effaith.
