Difficulté de taraudage de l'alliage de titane

May 30, 2023

Le taraudage des alliages de titane est le processus le plus difficile dans la coupe des alliages de titane, en particulier le taraudage des petits filetages. Cette difficulté se manifeste principalement dans le couple total important lors du taraudage, qui est environ le double de celui de l'acier n° 45 ; les dents du taraud s'usent trop rapidement, s'écaillent et sont même « mordues à mort » dans le trou fileté et cassées. Cela est dû au fait que le module élastique de l'alliage de titane est trop petit et que la surface filetée produit beaucoup de rebond, qui augmente la zone de contact entre le taraud et la pièce, provoquant un couple de friction important et une usure accrue ; de plus, les copeaux sont petits et difficiles à plier, et il y a un phénomène de couteau collant, ce qui rend difficile l'élimination des copeaux. Par conséquent, la clé pour résoudre le problème du taraudage en alliage de titane est de réduire la zone de contact entre le taraud et le pièce à usiner pendant le taraudage.

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Robinet ordinaire
Les filetages en alliage de titane doivent être traités techniquement avant de pouvoir être taraudés. Les mesures pour le traitement des tarauds ordinaires sont les suivantes : augmenter l'espace des copeaux et réduire le nombre de dents ; après avoir laissé une courroie de couteau de {{0}},2~0,3 mm sur les dents d'étalonnage, augmentez l'angle arrière à 2{{10}} degrés ~3{{ 15}} degrés et meulez la partie médiane de la dent sur toute la longueur du taraud ; après avoir conservé 2 à 3 dents d'étalonnage de boucle, augmentez le cône inversé arrière de 0,05 à 0,2 mm/100 mm à 0,16 à 0,32 mm/100 mm. Lorsque les autres conditions sont exactement les mêmes, si la largeur de l'arrière de la dent est réduite (usée) de 1/2 à 2/3, le couple de taraudage diminuera de 1/4 à 1/3.

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Taraud de correction dentaire

Le taraud à dents de correction consiste à changer la méthode de formation du taraud standard en méthode de formation progressive de traitement du filetage. Le principe de fonctionnement est illustré sur la figure {{0}}. Comme le montre la figure, l'angle de dent 0 du taraud à dent corrigé est inférieur à l'angle de dent du filetage 1, de sorte que le côté dent du taraud à dent corrigé. le taraud et la surface latérale du filetage coupé forment un angle d'écartement latéral φ=( 1- 0)/2, et le filetage du taraud est transformé en un cône inversé plus grand, ce qui réduit considérablement le couple de friction et est également propice au refroidissement et à la lubrification du fluide de coupe.

Le cône inversé du taraud standard commence à partir de la dent d'étalonnage et la quantité de cône inversé est de ({{0}},05 ~ 0,2) mm/100 mm ; le cône inversé du taraud à dents corrigé commence à partir de la première dent de coupe, et la valeur du cône inversé est beaucoup plus grande que celle du taraud standard. Par exemple, le taraud dentaire corrigé avec kcr=7 degré 30' peut atteindre 1,437 mm/100 mm. En raison de l'augmentation de la quantité de cône inversé, la partie d'étalonnage du taraud dentaire de correction ne peut pas jouer un rôle de guidage. Lors de la coupe de l'extrémité avant du cône, une pièce de guidage cylindrique doit être réalisée pour éviter tout biais lorsque le taraud vient d'être taraudé. La taille nominale et la tolérance de la pièce de guidage cylindrique dépendent de la taille du trou inférieur avant le taraudage.

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Robinet sautant
Le robinet vibrant enlève la boucle à vis entre la dent de coupe et la dent d'étalonnage. Sa plus grande caractéristique est que la zone de contact entre le taraud et la pièce est effectivement réduite et que le couple de taraudage est considérablement réduit. En raison du taraudage des dents interdentaires, il y a un large espace entre les bords latéraux des boucles de vis adjacentes, ce qui améliore les conditions permettant à la capacité des copeaux et au fluide de coupe de pénétrer dans la zone de coupe et améliore la durabilité des tarauds. Dans le même temps, lors de la fabrication des tarauds, le haut du bord extérieur de la meule n'a pas besoin d'être trop tranchant, ce qui améliore les conditions de meulage. Après test et comparaison dans les mêmes conditions de coupe, le couple de taraudage du taraud vibrant représente environ 30 à 50 % du taraud standard et 35 à 60 % du taraud dentaire corrigé. La durabilité est 1 à 3 fois supérieure à celle du taraud à dents corrigé, et l'effet de taraudage du taraud vibrant sur l'alliage de titane est le meilleur.

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Trou inférieur fileté
Pour le taraudage en alliage de titane, le diamètre du trou inférieur est généralement sélectionné en fonction du taux de hauteur de dent (le rapport entre la hauteur réelle de la dent du trou de vis et la hauteur théorique) ne dépasse pas 70 %, c'est-à-dire , le diamètre du trou inférieur fileté d1=d0-0.7578p (d0 est la taille nominale du filetage, p est le moment de vis). Le taux de filetage élevé des filetages de petit diamètre ou à gros filetage peut être plus grand. Lorsque la résistance du matériau traité est faible ou que la profondeur du filetage est inférieure au diamètre de base du filetage, le débit de filetage élevé peut être augmenté de manière appropriée, mais le couple de taraudage peut être trop augmenté et même le taraud peut être cassé. Afin de garantir la précision du taraudage et la qualité de la surface, le trou inférieur fileté doit être le trou articulé.

La vitesse de taraudage de l'alliage de titane doit être déterminée en fonction du type et de la dureté du matériau. La vitesse de taraudage de l'alliage de titane prend généralement Vc=7,5 ~ 12 m/min, + -l'alliage de titane prend Vc=4,5~6 m/min, et l'alliage de titane prend Vc=2~3,5 m/min ; lorsque la dureté de l'alliage de titane est inférieure ou égale à HB350, une vitesse de coupe plus élevée est sélectionnée, et une vitesse de coupe plus faible est sélectionnée au contraire. Lors du taraudage des alliages de titane, des fluides de coupe extrême pression contenant Cl et P sont généralement utilisés pour avoir un meilleur effet, mais les fluides de coupe extrême pression contenant du Cl doivent être nettoyés après taraudage pour éviter la corrosion intergranulaire des pièces ; des huiles mélangées de 60 % d’huile de ricin et de 40 % de kérosène peuvent également être utilisées comme fluides de coupe.

Le perçage est une coupe semi-fermée. La température de coupe est très élevée lors du perçage de l'alliage de titane et le rebond est important après le perçage. Les fraises sont longues et fines, faciles à coller et difficiles à décharger, ce qui provoque souvent des morsures, des torsions et d'autres accidents vicieux. Par conséquent, le foret doit avoir une résistance élevée et une bonne rigidité. L'affinité chimique entre le foret et l'alliage de titane doit être faible. Il est préférable d’utiliser des forets en carbure cémenté, mais les forets hélicoïdaux restent les plus couramment utilisés. Après avoir pris quelques mesures d'amélioration, de meilleurs résultats peuvent être obtenus.