Dificultades técnicas y medidas de mejora para roscar pequeños agujeros en aleación de titanio

Las roscas internas de pequeños orificios M6 e inferiores son estructuras de conexión livianas de precisión comunes en piezas de aleación de titanio. Sin embargo, debido a las restricciones de las propiedades del material y al estrecho espacio de mecanizado, el roscado de agujeros pequeños es un proceso difícil con altas tasas de rechazo. Con frecuencia se producen defectos como roturas de grifos, daños en las roscas, rayones en la superficie y dimensiones fuera-fuera-de tolerancia, lo que degrada la precisión del ensamblaje y la vida útil de las piezas.

 

 

 

1. Las propiedades del material agravan la fricción y la deformación.

aleación de titaniotiene un módulo elástico bajo. Después del mecanizado, la pared del orificio rebota y sujeta firmemente el macho, lo que resulta en un par de roscado mucho mayor que el del acero. Su buena plasticidad provoca fácilmente la acumulación-de bordes, lo que provoca rebabas en la rosca y desviaciones dimensionales. La alta resistencia al corte aporta una gran fuerza de corte, lo que acelera el desgaste y la fractura del macho.

 

2. La mala disipación del calor provoca un rápido desgaste de la herramienta.

La aleación de titanio presenta una conductividad térmica extremadamente baja, por lo que la mayor parte del calor de corte se acumula en los bordes cortantes. El espacio confinado dentro de los pequeños orificios dificulta la entrega del fluido de corte. Las altas temperaturas locales desencadenan múltiples formas de desgaste de las herramientas y se forma una capa de óxido en la superficie de la pieza de trabajo, lo que crea un círculo vicioso de abrasión a alta-temperatura.

 

3. Una mala evacuación de las virutas provoca fácilmente la obstrucción de las virutas y el rechazo de la pieza de trabajo.

Los pequeños agujeros proporcionan un espacio limitado para alojar las virutas. Las virutas continuas y flexibles de aleación de titanio son difíciles de romper, propensas a enrollarse y obstruir las ranuras de las virutas, lo que raya las roscas. El bloqueo de viruta aumenta el par de mecanizado y desenrosca fácilmente los machos, y la acumulación de viruta en el fondo de los agujeros ciegos plantea un problema aún más grave.

 

4. La rigidez insuficiente de los machos pequeños da como resultado una precisión de mecanizado deficiente

Los machos para M6 e inferiores tienen diámetros delgados y rigidez débil. Tienden a vibrar y deformarse bajo la fuerza de corte, lo que descalifica la coaxialidad de la rosca y la precisión del paso. Los delicados bordes cortantes se fracturan bajo una ligera sobrecarga y los machos rotos son difíciles de extraer, lo que desecha directamente la pieza de trabajo. Los machos de roscar estándar convencionales con perfiles de flauta y dientes ordinarios no son adecuados para el mecanizado de aleaciones de titanio, lo que agrava aún más los defectos.

 

 

1. Seleccionar grifos especiales y optimizar sus estructuras.

Abandone los machos estándar ordinarios y adopte machos especiales de carburo cementado o de acero revestido de alta velocidad-. El revestimiento reduce la fricción y evita la acumulación-de bordes. En términos de estructura, se seleccionan machos de dientes saltados con menos dientes y canales de viruta grandes para mejorar la capacidad de eliminación de virutas. Extienda el cono de corte y adopte un ángulo de cono grande para dispersar la carga de corte; Los grifos-de borde corto se utilizan para agujeros ciegos. El tratamiento de pasivación de los bordes de corte reduce el desconchado de los bordes y mejora el acabado de la superficie de la rosca.

 

2. Aumente moderadamente el tamaño del orificio inferior y garantice la calidad del orificio inferior.

Aumente el diámetro del macho de roscar de acuerdo con las especificaciones de rosca: agregue un margen de mecanizado adicional de 0,05 a 0,1 mm para roscas M2 a M3 y de 0,1 a 0,15 mm para roscas M4 a M6. Este margen se adapta al retorno elástico del material, reduce el par de extrusión y evita que el macho se atasque y se rompa. Adopte una perforación escalonada seguida de un escariado para garantizar superficies de perforación perfectamente redondas y lisas.

 

3. Haga coincidir los parámetros de corte de baja-velocidad y adopte un roscado segmentado hacia adelante y hacia atrás.

Al mecanizar una aleación de titanio Ti-6Al-4V, utilice una velocidad de husillo baja y constante combinada con una velocidad de avance ligera:

Grifos M2–M3: 80–120 r/min

Grifos M4–M6: 120–180 r/min

Retraiga el grifo cada 2 o 3 pasos de rosca para eliminar las virutas; esto rompe los fragmentos continuos de la cinta y facilita la disipación del calor. Para roscados de agujeros profundos, disminuya la profundidad de cada pasada de avance y aumente la frecuencia de retracción del macho.

 

4. Actualizar el sistema de refrigeración y lubricación dedicado

Utilice aceite de roscado para presión extrema-especialmente formulado para aleaciones de titanio. Los aditivos-de presión extrema forman una película lubricante para reducir la fricción y la anti-adherencia a las herramientas de corte. Priorice los grifos con refrigeración interna-de alta presión para el suministro de fluidos. Si no se dispone de equipo de refrigeración interno, adopte lubricación por infiltración por goteo; Se puede utilizar pasta lubricante para roscado de acabado para eliminar continuamente las virutas de los agujeros.

 

5. Optimizar el equipo y las herramientas, y el mecanizado asistido-por ultrasonidos opcional

Reemplace el roscado manual por un roscado automático CNC, equipado con mandriles flotantes de alta-precisión para compensar los errores coaxiales. Se puede adoptar el roscado por vibración ultrasónica para mecanizado de alta-precisión para romper virutas, disipar el calor y reducir la resistencia al corte. Calibre los accesorios antes del mecanizado para garantizar un posicionamiento estable sin desplazamiento de la pieza de trabajo.

 

6. Estandarizar la inspección de calidad posterior-al tratamiento y-todo el proceso

Limpie las virutas y los residuos de aceite dentro de los orificios con cepillos de aire después del mecanizado y retraiga los machos a una velocidad constante para evitar rayones en las roscas. Realice cortes de prueba para probar todos los indicadores de rosca antes de la producción en masa, realice inspecciones de muestreo periódicas durante el mecanizado, reemplace las herramientas desgastadas oportunamente y ajuste los parámetros del proceso para estabilizar la tasa calificada de productos terminados.

 

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