تحقیق در مورد فرآیند ماشینکاری با راندمان بالا پروانه انتگرال آلیاژ تیتانیوم

پروانه کلی به عنوان یک بخش پیچیده معمولی در صنعت تولید، به طور گسترده ای در زمینه های با تکنولوژی بالا مانند هوانوردی، هوافضا، توربوماشین های مدرن، کمپرسور، توربوماشین آلات و پیشرانه پرتاب موشک استفاده می شود. با پیشرفت علم مواد و فناوری ماشینکاری، پروانه انتگرال آلیاژ تیتانیوم به دلیل خواص مکانیکی عالی به تدریج به مواد اصلی تبدیل شده است. با این حال، ماشین‌کاری دشوار آلیاژ تیتانیوم و ساختار تیغه پیچیده آن چالش‌های زیادی را برای فرآیند ماشین‌کاری به همراه دارد. هدف این مقاله بحث در مورد فرآیند ماشینکاری کارآمد پروانه یکپارچه آلیاژ تیتانیوم به منظور بهبود راندمان ماشینکاری، کیفیت ماشینکاری و کاهش هزینه ساخت است.
مشکلات در ماشینکاری پروانه انتگرال آلیاژ تیتانیوم
مشکلات اصلی در پردازش پروانه آلیاژ تیتانیوم شامل جنبه های زیر است:
خواص مواد: آلیاژ تیتانیوم (مانند TC4) عملکرد برش ضعیف است، مدول الاستیسیته کوچک، سختی بالا، فرآیند برش مستعد تغییر شکل است، چاقو چسبیده، اجازه دهید چاقو و سایر پدیده ها، بر کیفیت سطح و دقت هندسی تأثیر می گذارد.
سطح پیچیده: شکل تیغه پروانه پیچیده است، عمدتاً سطوح آزاد شکل، تغییرات انحنا، تغییرات مکرر در نیروی برش در طول فرآیند ماشینکاری و جهت نامشخص است، آسان برای تولید ارتعاش، بر کیفیت سطح تأثیر می گذارد.
سفتی تیغه ناکافی: تیغه های بلند و نازک استحکام ضعیفی در فرآیند ماشینکاری دارند و در طول فرآیند تکمیل، مستعد تغییر شکل الاستیک هستند که تضمین دقت ماشینکاری را دشوار می کند.
هزینه های پردازش بالا: اتصال چهار و پنج محوره با کارایی بالا ماشین ابزارهای CNC گران است، چرخه ماشینکاری طولانی، راندمان پایین، افزایش هزینه ساخت.

تحقیق در مورد فرآیند ماشینکاری با راندمان بالا
1. انتخاب ابزار و برنامه ریزی مسیر
انتخاب ابزار: برای ماشینکاری دشوار آلیاژ تیتانیوم، برش فرز سریع SKG که مخصوص آلیاژ تیتانیوم است برای خشن کردن استفاده می شود، فرز SKG زاویه انحراف کوچک و درج نوع S با مقاومت کم را اتخاذ می کند، نیروی برش عمدتا در جهت محوری است. و حاشیه بیرونی ابزار اجتناب از ساختار توخالی را اتخاذ می کند که برای ساختار دیواره نازک پروانه و ویژگی های پردازش شکل خاص مناسب است و می تواند راندمان زبری را بهبود بخشد و هزینه استفاده از ابزار را کاهش دهد.
برنامه ریزی مسیر: در مرحله شیار دهی ناهموار، یک روش شیار از بالا به پایین لایه به لایه در امتداد جهت رانر اتخاذ می شود تا با کنترل ناحیه ماشین کاری هر لایه بین دونده ها، میزان گیرش روی تیغه را مشخص کند تا از صلبیت اطمینان حاصل شود. از تیغه در مرحله تکمیل، آسیاب نقطه ای برای تعیین معقول هزینه تکمیل تیغه، انتخاب پارامترهای ابزار تکمیل مناسب، کاهش نیروی برش و اطمینان از ثبات و دقت پردازش استفاده می شود.
2. بهینه سازی پارامترهای آسیاب
روش آزمایشی متعامد: از روش آزمایشی متعامد برای مطالعه ویژگی‌های آسیاب چند محوری آلیاژ تیتانیوم و تجزیه و تحلیل اثرات سرعت فرز، تغذیه در هر دندان، عرض فرز، عمق فرز و زاویه تمایل ابزار بر روی نیروی فرز و زبری سطح استفاده کنید. مدل پیش‌بینی رگرسیون نیروی فرز پنج عاملی و زبری سطح آسیاب آلیاژ تیتانیوم TC4 توسط برش توپ کاربید بر اساس امولسیون به عنوان سیال آسیاب ایجاد شده و عقلانیت آن تأیید می‌شود.
شبیه سازی و اعتبار سنجی تجربی: محاسبه بردار محور ابزار و تجسم مسیر ابزار با استفاده از MATLAB با MAX-PAC و شبیه سازی مشترک UG تکمیل می شود. امکان سنجی و برتری مسیر مسیر ابزار بهینه شده از طریق شبیه سازی و آزمایش ماشینکاری واقعی تأیید می شود.
3. بهینه سازی چند هدفه
بهینه سازی خشن: با هدف مشکل هزینه بالا و راندمان کم زبرینگ پروانه کلی آلیاژ تیتانیوم، ایجاد یک مدل ریاضی بهینه سازی چند هدفه با حداقل مصرف ابزار و بالاترین راندمان آسیاب به عنوان تابع هدف، و حل بهینه سازی چند هدفه. مشکل مرز راه حل بهینه پارتو با جعبه ابزار الگوریتم بهبود یافته
بهینه سازی تکمیل: برای الزامات کیفیت سطح بالا و راندمان بالای تکمیل پروانه آلیاژ تیتانیوم، یک مدل ریاضی بهینه سازی چند هدفه با کیفیت سطح بهینه و بالاترین راندمان فرز به عنوان تابع هدف ایجاد کنید و کیفیت و کارایی ماشینکاری را از طریق بهینه سازی بهبود بخشید. الگوریتم
از طریق تحقیق در مورد فرآیند ماشینکاری کارآمد پروانه انتگرال آلیاژ تیتانیوم، این مقاله یک راه حل جامع از انتخاب ابزار و برنامه ریزی مسیر، بهینه سازی پارامتر آسیاب تا بهینه سازی چند هدفه را پیشنهاد می کند. این اقدامات به طور موثری راندمان ماشینکاری و کیفیت ماشینکاری پروانه یکپارچه آلیاژ تیتانیوم را بهبود می بخشد و هزینه ساخت را کاهش می دهد. نتایج تحقیق دارای ارزش کاربردی مهندسی بالایی است و پشتیبانی فنی را برای ماشینکاری قطعات مواد سخت ماشین کاری با ساختارهای پیچیده ارائه می دهد. با پیشرفت مداوم فناوری، فرآیند ماشینکاری کارآمد پروانه انتگرال آلیاژ تیتانیوم در آینده بیشتر بهبود یافته و بهینه خواهد شد.