Исследование процесса обработки резьбы соединений труб из титановых сплавов

Соединения труб из титанового сплава являются стержневыми соединителями в трубопроводных системах, а надежность резьбовых соединений напрямую определяет безопасность и устойчивость системы. Однако,титановый сплавимеет плохую обрабатываемость, с такими проблемами, как низкий модуль упругости, высокое сопротивление резанию, низкая теплопроводность, легкая закалка и адгезия инструмента, что создает многочисленные проблемы при обработке резьбы.

 

 

1. Высокая стойкость к резанию и легкая закалка.

Титановый сплав обладает высокой прочностью и -температурной прочностью, что приводит к большим силам резания во время обработки. Твердость поверхностно-упрочненного слоя в 1,5–2 раза превышает твердость матрицы, что усиливает износ и даже поломку инструмента.

 

2. Крайне плохая теплопроводность.

Накопление тепла резания вызывает высоко-температурный износ и деформацию инструмента, а также запускает фазовое превращение титанового сплава, влияющее на механические свойства резьбы.

 

3. Сильное прилипание инструмента.

Титановый сплав обладает сильной химической активностью при высоких температурах резания и легко склеивается с инструментом, образуя наросты-на кромках, что приводит к образованию заусенцев и царапин на резьбе, что снижает точность и ускоряет потерю инструмента.

 

4. Сложный контроль точности резьбы.

Благодаря низкому модулю упругости материал легко поддается упругой деформации и разгрузочному пружинению в процессе механической обработки, приводящему к отклонениям размеров. Большинство из них представляют собой прецизионные резьбы, такие как MJ, к которым предъявляются строгие требования к шагу, профилю и диаметру резьбы, что увеличивает сложность.

 

 

 

1. Выбор инструмента

Материал: Лучшим выбором являются материалы с высокой твердостью, износостойкостью, устойчивостью к высоким температурам и химической стабильностью. Обычно используемые материалы включают твердый сплав (для средних и низких скоростей, низкая стоимость), CBN (для высоких скоростей, высокая хрупкость) и PCD (для чистовой обработки, высокая цена).

 

Параметры: Большой передний и задний угол, разумный радиус кромки, высокая точность профиля резьбы + прецизионное шлифование режущей кромки.

 

Чип флейта: Конструкция с большим углом спирали и широкой канавкой для быстрого отвода стружки, предотвращения накопления тепла и появления царапин.

 

2.Оптимизация параметров обработки.

Скорость резки: Чрезмерно высокая скорость может привести к повышению температуры, повреждению инструмента и фазовому превращению материала; чрезмерно низкая скорость приводит к низкому КПД и повышенному наклепу. Для инструментов из цементированного карбида скорость составляет 5-20 м/мин; для инструментов CBN — 20-40 м/мин.

 

Скорость подачи: баланс эффективности и качества, настраиваемый в зависимости от шага. При черновой обработке: 0,15-0,3 мм/об (для эффективного снятия материала); для чистовой обработки: 0,05-0,15 мм/об (для обеспечения точности и чистоты поверхности). Чрезмерно большая скорость подачи приводит к увеличению силы резания и нагрева, что приводит к шероховатости поверхностей и сколам инструмента; чрезмерно малая скорость подачи приводит к низкому КПД и чрезмерному трению.

 

Глубина резания: Используйте послойную резку, чтобы предотвратить чрезмерную силу резания. При черновой обработке: 0,2-0,5 мм за проход; для чистовой обработки: 0,05-0,1 мм за проход, что снижает влияние наклепа.

 

3. Выбор методов обработки.

Поворот: Подходит для внутренней и наружной резьбы деталей вала/втулки. Токарная обработка с ЧПУ обеспечивает точность при пошаговой--обработке; Для внутренней резьбы требуются инструменты высокой-жесткости.

 

Фрезерование: Подходит для сложных деталей, имеет значительные преимущества при обработке резьбы большого размера-шаговой/многошаговой-стартовой/специальной-формы и внутренней резьбы глубоких-отверстий. Контролируйте вход и выход инструмента, чтобы не допустить дефектов.

 

Нарезание резьбы/высечки: Подходит для резьбы небольшого-размера, требующей специальных инструментов, а также охлаждения и смазки. Предпочтительно использовать вибрационное постукивание, чтобы уменьшить прилипание инструмента.

 

4. Меры по охлаждению и смазке.

СОЖ: Требуются хорошие характеристики охлаждения и смазки, а также химическая стабильность. Их можно разделить на масляные-(сильное смазывание) и водо-растворимые (сильное охлаждение), выбираемые по мере необходимости.

 

Метод смазки: Точный-впрыск масла под высоким давлением; инструменты внутреннего охлаждения используются для нарезания внутренней резьбы глубоких-отверстий.

 

 

1. Контроль процесса

Строго контролируйте зажим во избежание деформации, регулярно заменяйте изношенные инструменты, контролируйте температуру окружающей среды; использовать SPC для контроля качества в массовом производстве.

2. Проверка размеров

Необходимо проверить шаг, угол резьбы, диаметр резьбы и т. д. Для обеспечения общей точности используйте калибры-пробки/кольца; для высокой точности используйте проекторы и координатно-измерительные машины (КИМ); строго контролировать совокупные и шаговые ошибки.

 

3. Проверка поверхности

Шероховатость поверхности Ra меньше или равна 1,6 мкм, проверьте на наличие заусенцев, царапин и трещин; осмотрите закаленный слой, чтобы предотвратить влияние на усталостную прочность.

 

Сырье для производства соединений титановых труб.

 

 

Ruihang, как профессиональный производитель, специализируется на исследованиях и разработках, производстве и продаже изделий из титана и титановых сплавов. Конкурентоспособная заводская цена может поставляться клиентам. Для более подробной информации свяжитесь с нами по электронной почте:Sam.Rui@bjrh-titanium.com