Dlaczego uważamy, że stop tytanu jest materiałem trudnym do obróbki?Z powodu braku dogłębnego zrozumienia mechanizmu i zjawiska jego przetwarzania.
1. Fizyczne zjawiska obróbki tytanu
Siła skrawania obróbki stopu tytanu jest tylko nieznacznie wyższa niż w przypadku stali o tej samej twardości, ale zjawisko fizyczne obróbki stopu tytanu jest znacznie bardziej skomplikowane niż w przypadku obróbki stali, co sprawia, że obróbka stopu tytanu napotyka duże trudności.
Przewodność cieplna większości stopów tytanu jest bardzo niska, tylko 1/7 stali i 1/16 aluminium.W związku z tym ciepło powstające w procesie skrawania stopu tytanu nie będzie szybko przekazywane do przedmiotu obrabianego ani odbierane przez wióry, ale kumuluje się w obszarze skrawania, a generowana temperatura może dochodzić nawet do 1000°C, powodując krawędź tnąca narzędzia szybko się zużywa, pęka i ginie.Narost Narost na krawędzi, szybkie pojawianie się zużytych krawędzi, z kolei generuje więcej ciepła w strefie skrawania, co jeszcze bardziej skraca żywotność narzędzia.
Wysoka temperatura wytwarzana podczas procesu skrawania niszczy również integralność powierzchni części ze stopu tytanu, powodując zmniejszenie dokładności geometrycznej części i zjawisko utwardzania, które poważnie zmniejsza jej wytrzymałość zmęczeniową.
Elastyczność stopów tytanu może być korzystna dla wydajności części, ale podczas skrawania odkształcenie sprężyste przedmiotu obrabianego jest ważną przyczyną wibracji.Nacisk skrawania powoduje, że „elastyczny” przedmiot obrabiany opuszcza narzędzie i odbija się, tak że tarcie między narzędziem a przedmiotem obrabianym jest większe niż działanie skrawania.Proces tarcia generuje również ciepło, co pogłębia problem słabej przewodności cieplnej stopów tytanu.
Ten problem jest jeszcze poważniejszy w przypadku obróbki cienkościennych lub pierścieniowych części, które łatwo ulegają deformacji.Obróbka cienkościennych części ze stopu tytanu z oczekiwaną dokładnością wymiarową nie jest łatwym zadaniem.Ponieważ, gdy materiał przedmiotu obrabianego jest odpychany przez narzędzie, lokalne odkształcenie cienkiej ścianki przekroczyło zakres sprężystości, powodując odkształcenie plastyczne, a wytrzymałość i twardość materiału w punkcie skrawania znacznie wzrastają.W tym czasie obróbka z pierwotnie ustaloną prędkością skrawania staje się zbyt duża, co dodatkowo prowadzi do gwałtownego zużycia narzędzia.
„Ciepło” jest „winowajcą” trudności w obróbce stopów tytanu!
2. Wiedza technologiczna dotycząca obróbki stopów tytanu
Na podstawie zrozumienia mechanizmu przetwarzania stopów tytanu, w połączeniu z przeszłymi doświadczeniami, główne know-how procesu przetwarzania stopów tytanu jest następujące:
(1) Płytki z geometrią kąta dodatniego w celu zmniejszenia siły skrawania, ciepła skrawania i deformacji przedmiotu obrabianego.
(2) Utrzymuj stały posuw, aby uniknąć stwardnienia przedmiotu obrabianego.Podczas procesu skrawania narzędzie powinno zawsze znajdować się w stanie posuwu.Promieniowa wielkość skrawania ae powinna wynosić 30% promienia podczas frezowania.
(3) Płyn obróbkowy o wysokim ciśnieniu i dużym przepływie służy do zapewnienia stabilności termicznej procesu obróbki i zapobiegania degeneracji powierzchni przedmiotu obrabianego i uszkodzeniu narzędzia z powodu nadmiernej temperatury.
(4) Utrzymuj krawędź tnącą ostrza ostrą, tępe noże są przyczyną gromadzenia się ciepła i zużycia, co może łatwo doprowadzić do awarii noży.
(5) Obróbka w możliwie najdelikatniejszym stanie stopu tytanu, ponieważ materiał staje się trudniejszy w obróbce po utwardzeniu, obróbka cieplna poprawia wytrzymałość materiału i zwiększa zużycie ostrza.
(6) Użyj dużego promienia naroża lub sfazowania, aby wciąć jak najwięcej w krawędź skrawającą.Może to zmniejszyć siłę cięcia i ciepło w każdym punkcie oraz zapobiec miejscowym pęknięciom.Podczas frezowania stopów tytanu spośród parametrów skrawania największy wpływ na trwałość narzędzia vc ma prędkość skrawania, a następnie promieniowa wielkość skrawania (głębokość frezowania) ae.
Narzędzia Xinfa CNC charakteryzują się dobrą jakością i niską ceną.Aby uzyskać szczegółowe informacje, odwiedź:
Producenci narzędzi CNC - chińska fabryka narzędzi CNC i dostawcy (xinfatools.com)
3. Rozwiązywanie problemów związanych z obróbką tytanu począwszy od ostrza
Zużycie rowka ostrza, które występuje podczas obróbki stopu tytanu, jest miejscowym zużyciem tylnej i przedniej części wzdłuż kierunku głębokości skrawania, co często jest spowodowane utwardzoną warstwą pozostawioną przez poprzednią obróbkę.Reakcja chemiczna i dyfuzja między narzędziem a materiałem obrabianym w temperaturze obróbki przekraczającej 800°C jest również jedną z przyczyn powstawania zużycia rowka.Ponieważ podczas obróbki cząsteczki tytanu przedmiotu obrabianego gromadzą się z przodu ostrza i są „spawane” z ostrzem pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze, tworząc narost na krawędzi.Kiedy narost odrywa się od krawędzi skrawającej, usuwa powłokę węglikową płytki, dlatego obróbka tytanu wymaga specjalnych materiałów i geometrii płytek.
4. Struktura narzędzia odpowiednia do obróbki tytanu
Głównym celem obróbki stopów tytanu jest ciepło.Aby szybko usunąć ciepło, na krawędź skrawającą należy spryskać dużą ilość płynu obróbkowego pod wysokim ciśnieniem w odpowiednim czasie i dokładnie.Na rynku dostępne są unikalne konstrukcje frezów przeznaczonych specjalnie do obróbki stopów tytanu.
Czas postu: 09-08-2023
