Pesquisa sobre processo de usinagem de roscas em juntas de tubos de ligas de titânio

As juntas de tubos de liga de titânio são conectores centrais em sistemas de tubulações, e a confiabilidade das conexões roscadas determina diretamente a segurança e a estabilidade do sistema. No entanto,liga de titâniopossui baixa usinabilidade, com problemas como baixo módulo de elasticidade, alta resistência ao corte, baixa condutividade térmica, fácil endurecimento por trabalho e adesão da ferramenta, trazendo inúmeros desafios para a usinagem de roscas.

 

 

1. Alta resistência ao corte e fácil endurecimento por trabalho

A liga de titânio tem alta resistência e resistência a altas-temperaturas, resultando em grandes forças de corte durante a usinagem. A dureza da camada superficial endurecida atinge 1,5 ~ 2 vezes a da matriz, o que agrava o desgaste da ferramenta e até mesmo a quebra da ferramenta.

 

2. Condutividade térmica extremamente baixa

O acúmulo de calor de corte causa desgaste-de alta temperatura e deformação da ferramenta, além de desencadear a transformação de fase da liga de titânio, afetando as propriedades mecânicas da rosca.

 

3. Adesão severa da ferramenta

A liga de titânio tem forte atividade química em altas temperaturas de corte e é fácil de aderir à ferramenta para formar arestas postiças, resultando em rebarbas e arranhões na rosca, reduzindo a precisão e acelerando a perda da ferramenta.

 

4.Difícil controle da precisão da rosca

Devido ao seu baixo módulo de elasticidade, o material é fácil de deformar elásticamente e descarregar o retorno elástico durante a usinagem, levando a desvios dimensionais. A maioria delas são roscas de precisão como MJ, que possuem requisitos rígidos de passo, perfil de rosca e diâmetro de passo, aumentando a dificuldade.

 

 

 

1.Seleção de ferramentas

Material: A melhor escolha são os materiais com alta dureza, resistência ao desgaste, resistência a altas temperaturas e estabilidade química. Os materiais comumente usados ​​incluem metal duro (para velocidades médias e baixas, baixo custo), CBN (para altas velocidades, alta fragilidade) e PCD (para acabamento, alto preço).

 

Parâmetros: Grande ângulo de inclinação e ângulo de alívio, raio de borda razoável, precisão de perfil de rosca qualificada + retificação de precisão da aresta de corte.

 

Flauta de chips: Design com grande ângulo de hélice + canal largo para obter rápida evacuação de cavacos, evitando acúmulo de calor e arranhões.

 

2.Otimização dos Parâmetros de Usinagem

Velocidade de corte: Velocidade excessivamente alta é fácil de aumentar a temperatura, danificar a ferramenta e transformar a fase do material; velocidade excessivamente baixa leva a baixa eficiência e aumento do endurecimento por trabalho. Para ferramentas de metal duro, a velocidade é de 5-20m/min; para ferramentas CBN, é 20-40m/min.

 

Taxa de alimentação: Equilibrar eficiência e qualidade, definidas de acordo com o campo. Para usinagem de desbaste: 0,15-0,3mm/r (para remoção eficiente de material); para acabamento: 0,05-0,15mm/r (para garantir precisão e acabamento superficial). Avanços excessivamente grandes tendem a aumentar a força de corte e o calor, resultando em superfícies rugosas e lascamento da ferramenta; uma taxa de alimentação excessivamente pequena leva a baixa eficiência e atrito excessivo.

 

Profundidade de corte: Adote o corte em camadas para evitar força de corte excessiva. Para usinagem de desbaste: 0,2-0,5 mm por passe; para acabamento: 0,05-0,1mm por passe, reduzindo o impacto do endurecimento por trabalho.

 

3.Seleção de Métodos de Usinagem

Virando: Adequado para roscas internas e externas de peças de eixo/luva. O torneamento CNC garante precisão com usinagem passo-a-passo; ferramentas de alta-rigidez são necessárias para threads internos.

 

Fresagem: adequado para peças complexas, com vantagens significativas no processamento de roscas com formatos grandes de-passo/múltiplos-inícios/especiais-e roscas internas-de furos profundos. Controle a entrada e saída da ferramenta para evitar defeitos.

 

Rosqueamento/corte: Adequado para roscas de-tamanho pequeno, que requerem ferramentas especiais + refrigeração e lubrificação. O rosqueamento vibratório é preferido para reduzir a adesão da ferramenta.

 

4. Medidas de resfriamento e lubrificação

Fluido de corte: Requer bom desempenho de refrigeração e lubrificação e estabilidade química, divididos em tipos-à base de óleo (lubrificação forte) e solúveis em água-(resfriamento forte), selecionados conforme necessário.

 

Método de lubrificação: Injeção de óleo precisa de alta-pressão; ferramentas de resfriamento interno são usadas para threads internos-profundos.

 

 

1. Controle de processo

Controle rigorosamente a fixação para evitar deformação, substitua regularmente ferramentas desgastadas, controle a temperatura ambiente; use o SPC para monitoramento de qualidade na produção em massa.

2. Inspeção dimensional

Deve inspecionar o passo, o ângulo da rosca, o diâmetro do passo, etc. Para precisão geral, use medidores de plugue/medidores de anel; para alta precisão, use projetores e máquinas de medição por coordenadas (CMM); controlar estritamente erros cumulativos e de pitch.

 

3. Inspeção de superfície

A rugosidade da superfície Ra menor ou igual a 1,6μm, verifique se há rebarbas, arranhões e rachaduras; inspecione a camada endurecida para evitar impacto na resistência à fadiga.

 

As matérias-primas para a produção de juntas de tubos de titânio

 

 

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