Grazie alla loro eccellente resistenza specifica, resistenza al calore e resistenza alla corrosione,leghe di titaniosono ampiamente utilizzati nei sistemi idraulici aerospaziali. Tuttavia, caratteristiche quali scarsa conduttività termica, elevata reattività chimica e basso coefficiente di dilatazione termica rendono la filettatura la fase più impegnativa nella produzione di raccordi per tubi in lega di titanio. Basato sulle proprietà metallurgiche e di lavorazione delle leghe di titanio, questo documento analizza sistematicamente le sfide della filettatura. Propone principi di progettazione e selezione per i maschi elicoidali e ottimizza il processo di lavorazione regolando la velocità di taglio, la geometria dell'utensile, il raffreddamento, la lubrificazione e i mandrini dei maschi, fornendo così una soluzione fattibile per la filettatura ad alta-precisione delle leghe di titanio.
Grazie alla loro leggerezza, elevata robustezza, resistenza alle alte-temperature e alla corrosione, le leghe di titanio sono ampiamente utilizzate nella produzione di aerei, razzi e altri veicoli aerospaziali. Tuttavia, le leghe di titanio hanno una scarsa lavorabilità; in particolare nelle operazioni di filettatura, sorgono problemi come difficoltà di maschiatura, grave usura dell'utensile e tendenza alla deformazione e all'usura dell'utensile, che influiscono direttamente sulla qualità e sull'efficienza della lavorazione. Pertanto, la ricerca di processi di filettatura adatti alle caratteristiche delle leghe di titanio è di notevole importanza ingegneristica.
Misure per l'ottimizzazione dei processi di taglio del filo
1. Aumento appropriato del diametro del foro pilota: aumentando adeguatamente il diametro del foro pilota è possibile ridurre le forze di taglio e la generazione di calore. L'entità di questo aumento dovrebbe essere determinata considerando in modo globale il rapporto di impegno del filo richiesto e il numero di fili. Riducendo opportunamente il passo ed aumentando il diametro interno della filettatura è particolarmente indicato per la maschiatura delle leghe di titanio; sebbene ciò riduca leggermente il rapporto di impegno, l'affidabilità può essere garantita aumentando la lunghezza effettiva della filettatura.
2. Parametri di velocità di taglio e geometria dell'utensile: per la filettatura delle leghe di titanio è necessario utilizzare il taglio a bassa-velocità, con una velocità di taglio consigliata di 200–300 mm/min. Velocità eccessivamente basse possono portare alla formazione di uno strato-indurito, mentre velocità eccessivamente elevate accelerano l'aumento della temperatura e l'usura dell'utensile. Per quanto riguarda la geometria dell'utensile: selezionare un angolo di spoglia appropriato per aumentare la resistenza del tagliente; utilizzare un angolo di spoglia maggiore per facilitare l'evacuazione del truciolo. Per la maschiatura di fori profondi-, il numero di scanalature per i trucioli può essere ridotto per aumentare la capacità di trasporto dei trucioli-e migliorare l'evacuazione dei trucioli.
3. Ottimizzazione dei mandrini e del refrigerante: la maschiatura a macchina deve essere eseguita utilizzando un mandrino portamaschi dedicato insieme a una chiave. L'estremità della coda dei fili in lega di titanio dovrebbe essere leggermente più lunga della lunghezza standard; si consiglia di prevedere una scanalatura di scarico per evitare che il rubinetto si scheggi quando raggiunge il fondo. Il raffreddamento e la lubrificazione sono fondamentali. È necessario selezionare un refrigerante altamente attivo con eccellenti proprietà lubrificanti per raffreddare direttamente il maschio e prevenire l'adesione causata dalle alte temperature. Si consiglia di utilizzare una miscela refrigerante di acido oleico, olio solforato e cherosene in proporzioni adeguate oppure olio da taglio F43. È inoltre possibile realizzare scanalature di raffreddamento sul retro del tagliente del rubinetto per garantire che il refrigerante scorra senza intoppi verso l'area di taglio.
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