Titaanisulami CNC-töötlusprotsessi analüüs

Mis muudab titaanisulamite töötlemise keeruliseks

Titaani töötlemisel domineerivad kolm materjali omadust. Esiteks on soojusjuhtivus madal - umbes 7 W/mK Ti-6Al-4V, ligikaudu viiendiku terase puhul – nii et lõikesoojus koondub kiibi voolamise asemel tööriista servale. Teiseks põhjustab titaani keemiline reaktsioonivõime selle keevitamise tööriistamaterjalidega, soodustades servade kogunemist ja difusioonikulumist. Kolmandaks, sulami kõrge tugevus säilib kõrgel temperatuuril, nii et tööriist lõikab materjali, mis jääb kõvaks, samal ajal kui tööriist ise pehmeneb. Tulemuseks on kitsas lõikeaken, milles kiirus, etteanne ja sügavus tuleb hoolikalt tasakaalustada.

Titaankomponentide protsesside planeerimine

Protsessi planeerimine algab laovalikust: valtsitud latt või sepistatud toorikud ühtlase mikrostruktuuriga masinaga prognoositavamalt kui valatud või tugevalt töödeldud materjal. Tavaliselt liigub jada töötlemisest, mis eemaldab suurema osa laast mõõdukal kiirusel suure laastukoormusega, pool{1}}viimistlemiseni, seejärel viimistlemiseks kergete lõigete ja teravate tööriistadega. Õhukese-seina komponendid töödeldakse strateegiaga, mis vaheldumisi lõikab detaili, et tasakaalustada jääkpinget, ja kinnitusdetailide konstruktsioon peab olema jäik -, titaan paindub enne järeleandmist ja vibratsioon hävitab pinnaviimistluse.

Lõikeparameetrid ja tööriista valik

Katmata karbiidist sisetükkidega Ti-6Al-4V puhul on praktilised lähteparameetrid 30-60 m/min lõikamiskiirus karestamise ja 60-90 m/min viimistlemisel, ettenihke kiirusega 0,1-0,3 mm/pööret treimisel ja laastukoormusega 0,05-0,15 mm/hammas freesimisel. Lõikesügavus karestamise korral võib olla 2-4 mm; viimistluskäike hoitakse alla 1 mm. Positiivsed kaldenurgad, teravad servad ja suured juhtnurgad vähendavad lõikejõude ja kuumust. Esimeseks valikuks on karbiidiklassid ISO K10-K20 või PVD-kattega karbiid; keraamilised ja CBN-tööriistad ebaõnnestuvad titaanil keemilise reaktsiooni ja mehaanilise löögi tõttu.

Jahutus, määrimine ja kiibi juhtimine

Kõrg-surve jahutusvedelik, mis juhitakse 50-100 baariga otse lõiketsooni, on kõige tõhusam meede tööriista eluea pikendamiseks titaanil. See eemaldab kuumuse, loputab laastud ja hoiab ära-töötavate-laastude uuesti lõikamise. Kuna titaanlaastud on õhukesed ja nööritud, on lindude tööriista ümber pesitsemise vältimiseks vaja laastupurustajaid ja nokkimistsükleid. Ainult üleujutuse jahutusvedelikust ei piisa sageli raskete lõigete korral; soojus, mida ei saa ära kanda, läheb tööriista sisse.

Kvaliteedikontroll ja tavalised vead

Titaani CNC-töötlemise tüüpilised vead on tööriista kulumisest tingitud halb pinnaviimistlus, termilise kasvu tõttu tekkinud mõõtmete triivimine, väljapääsude jäsemete moodustumine ja vääratest parameetritest põhjustatud mikro{0}}praod. -Protsessiaegsed kontrollid hõlmavad tööriista kulumise kontrollimist ISO 8688 järgi, pinna kareduse mõõtmist ja esimest-artikli mõõtmete kontrollimist. Kosmosetöö jaoks on vaja dokumenteerida soojusarvu, partii ja töötlusparameetrid ning osi kontrollitakse sageli pärast töötlemist värvaine läbitungimis- või ultrahelimeetoditega, et kinnitada terviklikkust.

Korduma kippuvad küsimused

Miks toodab titaani töötlemine tööriista juures nii palju soojust?

Madal soojusjuhtivus hoiab kuumust lõiketsoonis ja titaani tugevus temperatuuril hoiab töödeldava detaili kõvana, nii et peaaegu kogu energia muutub tööriista servas soojuseks.

Mis on Ti-6Al-4V jaoks parim lõikekiirus?

Karbiidtööriistade puhul on 30-60 m/min karestamise ja kuni 90 m/min kerge viimistluse puhul praktiline valik; suuremad kiirused lühendavad tööriista eluiga dramaatiliselt.

Kas ma peaksin titaani töötlemisel kasutama jahutusvedelikku?

Jah. Temperatuuri kontrollimiseks, laastude loputamiseks ja serva{2}}kuhjumise vältimiseks on tungivalt soovitatav kasutada kõrge-survega jahutusvedelikku lõikepiirkonnas.

Miks keraamilised tööriistad titaanil ebaõnnestuvad?

Titaan reageerib lõiketemperatuuril keemiliselt keraamiliste tööriistamaterjalidega, põhjustades kiiret difusioonikulumist ja servade purunemist.

Kuidas vältida titaanist osade jääke?

Kasutage teravaid tööriistu, vähendage lõplikku lõikesügavust ja toetage väljumisserva; Väikese juhtnurgaga jäme eemaldamise käigud aitavad minimeerida jäsemete teket.

Mis põhjustab vibratsiooni titaani töötlemisel?

Madal moodul ja kõrge voolavuspiir panevad titaani pigem kõrvale kalduma kui puhtalt lõikama. Abinõud on jäik kinnitus, lühike tööriista üleulatus ja stabiilsed lõikeparameetrid.