Обработка металлических деталей на станках с ЧПУ - факторы, влияющие на отказ внутренних резьбовых метчиков для холодной экструзии

С развитием обработки внутренней резьбы на станках с ЧПУ в сторону повышения производительности, низкой стоимости и низкого энергопотребления использование холодной экструзии для формирования сетки внутренней резьбы стало важной частью борьбы с усталостью. CNC-обработка. Имеет широкие перспективы применения в авиации, космонавтике, высокоскоростных поездах и других областях. Сравниваются преимущества и недостатки различных методов обработки с ЧПУ с точки зрения качества обработки с ЧПУ и усталостной долговечности. Для повышения противоусталостной долговечности внутренней резьбы была изучена технология холодной экструзии с ЧПУ внутренней резьбы. Обобщены закон пластической деформации и целостность поверхности металлического слоя при холодной экструзии для повышения ее стабильности и экономичности.

Металлические детали с ЧПУ Обработка с ЧПУ - анализ факторов, влияющих на отказ внутренних резьбовых метчиков для холодной экструзии. Внутренняя резьбовая холодная экструзия - это метод металлопластиковой обработки с ЧПУ, который использует экструзионные метчики для обработки внутренних резьб. Он имеет характеристики высокого использования материала, высокой точности обработки с ЧПУ, низкой шероховатости поверхности, высокой механической прочности и высокой усталостной прочности. Сюй Цзюхуа и др. провели экспериментальное исследование по экструзионному укреплению внутренних резьб из высокопрочной стали 300M. Результаты показывают, что усталостные характеристики холодновыдавленных внутренних резьб значительно улучшены по сравнению с нарезанными резьбами. При тех же условиях срок службы холодновыдавленных резьб такой же, как и у нарезанных резьб. 4-30 раз;

Хотя технология холодной экструзии внутренней резьбы позволяет производить холодное упрочнение поверхности резьбы и повышать усталостную долговечность внутренней резьбы, все еще существуют некоторые недостатки в ее популяризации и применении.

(1)Требования, предъявляемые к метчикам для нарезания резьбы, высоки. В процессе холодной экструзии внутренней резьбы метчик для нарезания резьбы значительно повышает свою устойчивость к деформации, выдерживая трехмерное сжимающее напряжение. Напряжение метчиков для нарезания резьбы намного больше, чем при других методах нарезания внутренней резьбы. Это требует, чтобы метчики для нарезания резьбы не только обладали высокой прочностью, но и имели достаточную ударную вязкость и износостойкость. В результате метчики для нарезания резьбы, как правило, имеют короткий срок службы.

(2)Процесс изготовления метчиков для нарезания резьбы сложен, а стоимость высока. Обычно он подходит только для массового производства деталей с внутренней резьбой.

(3) Не подходит для обработки на станках с ЧПУ резьбовых отверстий с наклонной канавкой, отверстий с неполной резьбой и тонкостенных резьбовых отверстий.

(4) Не подходит для обработки на станках с ЧПУ хрупких и высокопрочных материалов.

(5)Пластичность и ударная вязкость внутренней резьбы, полученной методом холодной экструзии, плохие. На поверхности имеется большое остаточное напряжение, которое легко может вызвать деформацию внутренней резьбы.

(6)Помимо относительно высокой точности размеров, холодное выдавливание внутренних резьб предъявляет более высокие требования к нижнему отверстию заготовки; перед холодным выдавливанием также требуется смазка поверхности заготовки.

Технология холодной экструзии внутренней резьбы — это новый тип технологии обработки внутренней резьбы с ЧПУ. Метчик для формирования резьбы используется для пропуска металла через кромочные зубья метчика для создания пластического течения в нижней части предварительно изготовленной заготовки и формирования внутренней резьбы при комнатной температуре. Для изделий с внутренней резьбой, изготовленных методом холодной экструзии внутренней резьбы, качество поверхности, точность размеров, использование материала и механические свойства лучше, чем у традиционных методов обработки с ЧПУ. Это важная часть технологии обработки с ЧПУ против усталости. К ее основным преимуществам относятся.

(1) Экономия сырья. Требуемая форма деталей изготавливается путем пластической деформации внутренней резьбы холодной экструзией с ЧПУ-обработкой металла. Это технология обработки с ЧПУ без резки. Она может значительно повысить коэффициент использования материала.

(2)Улучшить точность обработки внутренних резьб на станках с ЧПУ. Погрешность формы и положения внутренней резьбы холодной экструзии очень мала. Для обычных материалов легко достичь точности 4H_5H.

(3)Заготовка может получить идеальную шероховатость поверхности. В процессе экструзии зубья резьбонарезного метчика давят на поверхность резьбы. Шероховатость поверхности холодновыдавленной внутренней резьбы может достигать Ra0.4~0.8. Поэтому холодновыдавленная внутренняя резьба редко подвергается вторичной обработке с ЧПУ и нуждается только в точной шлифовке в особо ответственном положении.

(4)Улучшение механической прочности внутренней резьбы. После того, как внутренняя резьба подвергается холодной экструзии, поверхностный металл подвергается холодной закалке, волокно поверхностной структуры очищается, и вдоль формы резьбы формируется разумное распределение обтекаемости. На поверхностном слое имеется определенная глубина поля остаточных напряжений, что увеличивает предел прочности на растяжение внутренней резьбы холодной экструзии. А сопротивление усталости намного выше, чем предел прочности на растяжение и сопротивление усталости холодной экструзии внутренней резьбы, обработанной другими методами. Поэтому некоторые детали с внутренней резьбой изначально нуждаются в термической обработке для укрепления, после принятия процесса холодной экструзии процесс термической обработки можно исключить; некоторые детали с внутренней резьбой изначально должны быть изготовлены из прокатной стали с более высокой прочностью, после использования технологии холодной экструзии ее можно заменить прокатной сталью с более низкой прочностью.

(5)Улучшение эффективности обработки внутренней резьбы на станках с ЧПУ. Использование технологии холодной экструзии вместо других технологий обработки на станках с ЧПУ для изготовления деталей с внутренней резьбой значительно повысит эффективность производства.

(6) Подходит для обработки на станках с ЧПУ глубоких и глухих отверстий. Поскольку процесс холодного выдавливания внутренней резьбы не требует очистки от стружки, вероятность поломки зубьев или метчика, вызванная трудностью удаления стружки, снижается или исключается.

(7)снижение стоимости производства. Технология обработки внутренней резьбы методом холодного выдавливания с ЧПУ имеет преимущества в виде экономии сырья, повышения эффективности производства и сокращения объема обработки деталей с ЧПУ. Она может заменить высококачественные материалы материалами более низкого уровня, тем самым значительно снижая стоимость деталей с внутренней резьбой.

Применение и эксплуатационные характеристики внутренней резьбы, полученной методом холодного выдавливания

Внутренняя резьба, обработанная методом холодного выдавливания без стружки, превосходит внутреннюю резьбу, обработанную традиционными методами обработки с ЧПУ, по пределу прочности на разрыв, усталостным характеристикам, поверхностной твердости и другим физическим свойствам, как показано в таблице. Благодаря оптимизированной конструкции геометрии метчика и улучшению непрерывного роста эта технология без стружки CNC-обработка технологию можно использовать для обработки все более широкого спектра материалов.