티타늄 합금은 고유한 물리적, 화학적 특성으로 인해{0}}항공 및 우주항공과 같은 고급 제조 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 티타늄 합금의 열전도율이 낮고 화학적 활성이 높으며 변형 계수가 작기 때문에 나사 가공 중 공구 마모가 빠르고 가공 변형이 크며 칩 제거가 어려운 등의 문제가 발생합니다. 가공 품질과 효율성은 재료 특성에 따라 크게 제한됩니다. 이 논문은 티타늄 합금 파이프 조인트의 나사 가공 문제에 초점을 맞추고 도구 선택 및 공정 최적화 측면에서 설명합니다.
티타늄 합금 나사 가공 도구의 최적화 전략
1. 톱니 모양의 탭 적용
톱니형 탭은 간격을 두고 톱니를 제거하여 엇갈린 절삭날을 형성합니다. 이를 통해 가공물이 탭과 한 면만 접촉할 수 있게 되어{0}}마찰과 토크가 줄어들고 탭이 걸리거나 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 장점은 다음과 같습니다.
• 절단 두께 증가: 단일 톱니 절단 두께가 두 배로 증가하고 절단력이 더욱 균일하게 분산됩니다.
• 향상된 칩 제거 성능: 칩 두께가 증가하고 마찰력이 감소하며 칩 제거가 더욱 원활해집니다.
• 내구성 향상: 탭과 칩의 접착력이 감소하여 공구 수명이 연장됩니다.
• 설계 고려사항: 톱니 홈의 수는 톱니 모서리에 가해지는 힘의 균형을 맞추기 위해 홀수여야 합니다.
2. 고속-스틸 탭과 경질 합금 탭의 조합
• 고속-강 탭: 인성이 높고 변형에 대한 저항성이 강하여 초기 탭핑에 적합합니다.
• 경질 합금 탭: 내마모성이 우수하고 정밀도가 높으며 구멍 수정에 사용됩니다.
• 결합 공정: 먼저 고속 강철 탭을 사용하여 거친 처리를 한 다음 경합금 탭을 사용하여 정밀 처리하여 효율성과 품질의 균형을 유지합니다.
3. 새로운 공구 재료의 연구 및 개발
재료 과학의 발전으로 코팅 공구(예: TiAlN 코팅) 및 세라믹 공구와 같은 새로운 공구가 티타늄 합금 가공에 점차 적용되고 있습니다. 앞으로는 공구 수명과 가공 정밀도의 한계를 더욱 뛰어넘을 것으로 기대됩니다.
티타늄 합금 파이프 조인트 나사 가공 기술 최적화
1. 나사 바닥 구멍 설계 최적화
• 밑구멍 직경 증가: 절삭력과 가공열을 감소시키지만 나사 접촉률과 나사수에 따라 크기를 조정해야 합니다.
• 나사 내경 확장: 톱니 높이를 줄이고 가공 난이도를 줄이면서 연결 강도를 보장합니다.
• 탭핑 시 공작기계 우선 사용: 공작기계 탭핑을 사용하면 가공압력을 안정적으로 제어하고 탭 파손을 방지할 수 있습니다.
2. 절단 매개변수 제어
• 절단 속도: 200-300mm/min으로 제어되어 고온으로 인한 재료의 연화 및 공구의 마모를 방지합니다.
• 도구 기하학적 매개변수:
• 전방 각도: 전방 각도를 늘리면 절삭날의 강도가 향상되고 공구 수명이 연장됩니다.
• 후방 각도: 후방 각도를 늘리면 칩 제거에 도움이 되며 칩과 공구 사이의 마찰이 줄어듭니다.
• 깊은 홀 태핑 전략: 칩 보유 슬롯 수를 줄여 칩 보유 공간을 늘리고 칩 막힘을 방지합니다.
3. 냉각 및 윤활 기술
• 냉각액 선택: 윤활 및 냉각 기능을 모두 갖춘 유산, 황화유 및 등유 또는 F43 절삭유의 권장 혼합물;
• 냉각 방식 최적화: 탭 절삭날의 냉각 채널을 열어 냉각액이 절삭 영역에 직접 도달하도록 합니다.
• 후퇴 슬롯 설계: 나사 테일 스톱의 길이를 연장하고 탭 바닥이 부서지는 것을 방지하기 위해 후퇴 슬롯을 설정합니다.