Защо смятаме, че титановата сплав е труден за обработка материал? Поради липсата на дълбоко разбиране на неговия механизъм и феномен на обработка.
1. Физични явления при обработка на титан
Силата на рязане при обработка на титанова сплав е само малко по-висока от тази на стомана със същата твърдост, но физическият феномен на обработка на титанова сплав е много по-сложен от този на обработка на стомана, което прави обработката на титанова сплав изправена пред големи трудности.
Топлинната проводимост на повечето титанови сплави е много ниска, само 1/7 от стоманата и 1/16 от алуминия. Следователно топлината, генерирана в процеса на рязане на титанова сплав, няма да бъде бързо прехвърлена към детайла или отнета от чипове, а ще се натрупа в зоната на рязане и генерираната температура може да достигне до 1000 ° C, причинявайки режещият ръб на инструмента се износва, напуква и умира бързо. Натрупването на натрупани ръбове, бързото появяване на износени ръбове, на свой ред генерира повече топлина в зоната на рязане, което допълнително съкращава живота на инструмента.
Високата температура, генерирана по време на процеса на рязане, също разрушава целостта на повърхността на частите от титанова сплав, което води до намаляване на геометричната точност на частта и феномен на втвърдяване при работа, който сериозно намалява нейната якост на умора.
Еластичността на титановите сплави може да бъде от полза за производителността на детайлите, но по време на рязане еластичната деформация на детайла е важна причина за вибрации. Натискът при рязане кара „еластичния“ детайл да напусне инструмента и да отскочи, така че триенето между инструмента и детайла да е по-голямо от действието на рязане. Процесът на триене също генерира топлина, което влошава проблема с лошата топлопроводимост на титановите сплави.
Този проблем е още по-сериозен при обработката на тънкостенни или пръстеновидни детайли, които лесно се деформират. Не е лесна задача да се обработват тънкостенни части от титанова сплав до очакваната точност на размерите. Тъй като, когато материалът на детайла се избута от инструмента, локалната деформация на тънката стена е надхвърлила еластичния диапазон, за да се получи пластична деформация, а здравината и твърдостта на материала в точката на рязане се увеличават значително. В този момент обработката при първоначално определената скорост на рязане става твърде висока, което допълнително води до рязко износване на инструмента.
„Топлината“ е „виновникът“ за трудността при обработката на титанови сплави!
2. Технологично ноу-хау за обработка на титанови сплави
Въз основа на разбирането на механизма за обработка на титанови сплави, съчетано с минал опит, основното ноу-хау за обработка на титанови сплави е както следва:
(1) Пластини с геометрия на положителен ъгъл за намаляване на силата на рязане, топлината на рязане и деформацията на детайла.
(2) Поддържайте постоянно подаване, за да избегнете втвърдяване на детайла. Инструментът винаги трябва да е в състояние на подаване по време на процеса на рязане. Размерът на радиалното рязане ae трябва да бъде 30% от радиуса по време на фрезоване.
(3) Използва се флуид за рязане под високо налягане и голям поток, за да се осигури термичната стабилност на процеса на обработка и да се предотврати дегенерация на повърхността на детайла и повреда на инструмента поради прекомерна температура.
(4) Поддържайте режещия ръб на острието остър, тъпите ножове са причина за натрупване на топлина и износване, което лесно може да доведе до повреда на ножовете.
(5) Обработка във възможно най-мекото състояние на титанова сплав, тъй като материалът става по-труден за обработка след втвърдяване, топлинната обработка подобрява здравината на материала и увеличава износването на острието.
(6) Използвайте голям радиус на носа или фаска, за да изрежете колкото е възможно повече в режещия ръб. Това може да намали силата на рязане и топлината във всяка точка и да предотврати локално счупване. При фрезоване на титанови сплави сред параметрите на рязане скоростта на рязане има най-голямо влияние върху живота на инструмента vc, следвана от радиалното количество на рязане (дълбочина на фрезоване) ae.
CNC инструментите Xinfa имат характеристиките на добро качество и ниска цена. За подробности, моля посетете:
Производители на CNC инструменти – Китайска фабрика и доставчици на CNC инструменти (xinfatools.com)
3. Решаване на проблеми с обработката на титан, като се започне от острието
Износването на канала на острието, което възниква по време на обработката на титанова сплав, е локалното износване на задната и предната страна по посока на дълбочината на рязане, което често се причинява от втвърдения слой, оставен от предишната обработка. Химическата реакция и дифузията между инструмента и материала на детайла при температура на обработка, надвишаваща 800°C, също е една от причините за образуването на износване на канала. Тъй като по време на обработката титановите молекули на детайла се натрупват в предната част на острието и се „заваряват“ към острието под високо налягане и висока температура, образувайки натрупан ръб. Когато натрупаният ръб се отлепи от режещия ръб, той отнема карбидното покритие на вложката, така че обработката на титан изисква специални материали и геометрия на вложката.
4. Структура на инструмента, подходяща за обработка на титан
Фокусът на обработката на титановата сплав е топлината. Голямо количество течност за рязане под високо налягане трябва да се напръска върху режещия ръб своевременно и точно, за да се отстрани бързо топлината. На пазара има уникални конструкции на фрези, специално използвани за обработка на титанови сплави.
Време на публикуване: 09 август 2023 г
