Напредак у истраживању заобљења на излазу из бушења титанијумске легуре
1. Увод
Са брзим развојем кључних области као што су медицински уређаји, ваздухопловство, истраживање мора и петрохемијска индустрија у Кини, постоје све већи захтеви за материјалним перформансама сродних компоненти. Легуре титанијума су постепено постале важни „стратешки метали“ у области примене материјала због својих одличних својстава као што су мала тежина, висока чврстоћа, отпорност на корозију и жилавост лома. Легуре титанијума се широко користе у критичним областима као што су мотори авиона и компоненте трупа.
У монтажи и причвршћивању делова од легуре титанијума, бушење и глодање су суштински процеси, при чему бушење заузима значајан део посла. Међутим, током процеса бушења, услед великих аксијалних сила и високих температура, на излазу рупе се често формирају неравнине различитог облика и висине, што директно утиче на квалитет монтаже и перформансе сервиса. Студије показују да процес уклањања ивица значајно повећава трошкове обраде титанијумских легура. Због тога су истраживање механизма формирања шиљака током бушења легуре титанијума и истраживање метода контроле од великог практичног значаја.
Овај чланак даје преглед типова, механизама формирања и стратегије контроле шиљака на излазу из бушења легуре титанијума, пружајући референцу за сродна истраживања.
2. Врсте неравнина на излазу из бушења легуре титанијума
Током бушења легуре титанијума, алат је у интеракцији са радним предметом да би произвео смичуће силе, узрокујући пластичну деформацију, савијање и кидање материјала. Део материјала се уклања, док преостали део формира неравнине на излазу из рупе. Облик и величина излазних неравнина варирају, под утицајем параметара сечења и геометрије алата. Анализирање типова ивица помаже даљем проучавању механизама њиховог формирања.
Истраживања су показала да се неравнине настале током бушења титанијумске легуре могу класификовати у следеће типове:
Униформ Буррс: Неравнине које се равномерно формирају око излаза.
Уједначени зарези са капом за бушење: Неравнине са остатком материјала који формирају релативно уједначен облик.
Круна{0}}као Буррс: Неравнине са круном-или неправилног облика.
Различити истраживачи су кроз експерименте и симулације открили да фактори као што су крутост радног предмета, материјал алата и параметри резања значајно утичу на морфологију шиљака. Иако не постоји јединствени стандард класификације, примарне врсте неравнина су три горе поменуте.
3. Механизми формирања бразди на излазу из бушења титанијумске легуре
Током процеса бушења легура титанијума, формирање неравнина је уско повезано са пластичном деформацијом материјала и резном ивицом алата. Истраживања су показала да се формирање неравнина на излазу из бушења може поделити у неколико фаза, на које првенствено утичу силе резања, температуре и геометрија алата.
Процес формирања шиљака обично укључује следеће кораке:
Током сечења, материјал на дну рупе подлеже пластичној деформацији.
Заостали материјал се гура бургијом према излазу рупе.
Када материјал пређе ивицу излаза рупе, почиње да се растеже и ломи, на крају формирајући неравнине.
Штавише, кроз симулације коначних елемената, откривено је да геометријски угао алата, параметри сечења и температура резања имају значајан утицај на формирање неравнина. Различити параметри сечења и структуре алата могу довести до формирања различитих врста неравнина. На пример, ниске брзине помака и велике брзине вретена генерално производе уједначене неравнине, док велике брзине помака могу да доведу до појаве неравнина-сличних круни.
4. Стратегије контроле заоштравања на излазу из бушења легуре титанијума
Да би се позабавили настанком неравнина у бушењу легуре титанијума, истраживачи су предложили неколико контролних стратегија, углавном укључујући оптимизацију параметара резања, дизајн алата и процесе обраде.
4.1 Оптимизација параметара сечења
Одабир одговарајућих параметара резања може помоћи у смањењу аксијалних сила и температура резања, чиме се минимизира стварање неравнина. Студије су показале да оптимизација брзине вретена, брзина помака и других параметара сечења може ефикасно смањити висину шиљака. На пример, веће брзине вретена и ниже брзине помака често доводе до мањих неравнина.
4.2 Оптимизација структуре алата
Дизајн алата има значајан утицај на формирање ивица. Фактори као што су нагибни угао алата, дужина резне ивице и материјал алата утичу на формирање неравнина. Оптимизацијом геометрије алата и одабиром одговарајућих материјала, величина и висина шиљака се могу ефикасно смањити. На пример, коришћење спиралне бушилице уместо спиралне бушилице може значајно смањити величину шиљака на излазу.
4.3 Оптимизација процеса обраде
Традиционални процеси бушења често доводе до стварања неравнина. Истраживачи су истражили нове методе машинске обраде као што су ултразвучно-потпомогнуто, ротационо ултразвучно-потпомогнуто и криогено бушење, које су показале добре резултате. Ултразвучно-бушење уз помоћ бушења може да смањи температуре током процеса обраде, смањујући дуктилност материјала и ефикасно контролишући величину неравнина. Поред тога, доказано је да ротационо ултразвучно-бушење и обрада криогеног хлађења значајно смањују висину шиљака.
5. Закључак
Легуре титанијума играју кључну улогу у разним{0}}областима врхунске примене због својих одличних перформанси. Међутим, контрола неравнина током бушења легуре титанијума остаје изазов. Постојећа истраживања показују да се оптимизацијом параметара резања, структуре алата и процеса обраде, величина буре може значајно смањити, побољшавајући ефикасност обраде. Будућа истраживања би требало даље да истраже механизме формирања шиљака, да развију нове алате и технологије обраде и да се позабаве изазовима у машинској обради легуре титанијума.
