Почему мы считаем, что титановый сплав — трудный для обработки материал? Из-за отсутствия глубокого понимания механизма и явления его обработки.
1. Физические явления обработки титана.
Сила резания при обработке титанового сплава лишь немного выше, чем у стали той же твердости, но физическое явление обработки титанового сплава намного сложнее, чем при обработке стали, что затрудняет обработку титанового сплава.
Теплопроводность большинства титановых сплавов очень низкая, всего 1/7 стали и 1/16 алюминия. Таким образом, тепло, выделяющееся в процессе резки титанового сплава, не будет быстро передаваться заготовке или отводиться стружкой, а будет накапливаться в зоне резания, а образующаяся температура может достигать 1000 °C, вызывая режущая кромка инструмента быстро изнашивается, трескается и умирает. Наросты на кромках, быстрое появление изношенных кромок, в свою очередь, приводят к увеличению нагрева в зоне резания, что еще больше сокращает срок службы инструмента.
Высокая температура, образующаяся в процессе резки, также разрушает целостность поверхности деталей из титановых сплавов, что приводит к снижению геометрической точности детали и явлению наклепа, которое серьезно снижает ее усталостную прочность.
Эластичность титановых сплавов может быть полезна для производительности деталей, но во время резки упругая деформация заготовки является важной причиной вибрации. Давление резания заставляет «эластичную» заготовку покидать инструмент и отскакивать, так что трение между инструментом и заготовкой превышает режущее действие. В процессе трения также выделяется тепло, что усугубляет проблему плохой теплопроводности титановых сплавов.
Эта проблема становится еще более серьезной при обработке тонкостенных или кольцеобразных деталей, которые легко деформируются. Обработка тонкостенных деталей из титановых сплавов с ожидаемой точностью размеров — непростая задача. Поскольку, когда материал заготовки отталкивается инструментом, локальная деформация тонкой стенки превышает диапазон упругости, вызывая пластическую деформацию, а прочность и твердость материала в точке резания значительно увеличиваются. В это время обработка на изначально определенной скорости резания становится слишком высокой, что в дальнейшем приводит к резкому износу инструмента.
«Тепло» — «виновник» сложности обработки титановых сплавов!
2. Технологические ноу-хау обработки титановых сплавов.
На основе понимания механизма обработки титановых сплавов в сочетании с прошлым опытом основные технологические ноу-хау обработки титановых сплавов заключаются в следующем:
(1) Пластины с положительной геометрией угла для уменьшения силы резания, нагревания при резании и деформации заготовки.
(2) Поддерживайте постоянную подачу, чтобы избежать затвердевания заготовки. Во время процесса резания инструмент всегда должен находиться в состоянии подачи. Радиальная величина резания ae должна составлять 30% радиуса во время фрезерования.
(3) СОЖ под высоким давлением и большим расходом используется для обеспечения термической стабильности процесса обработки и предотвращения дегенерации поверхности заготовки и повреждения инструмента из-за чрезмерной температуры.
(4) Следите за тем, чтобы режущая кромка лезвия была острой, тупые ножи являются причиной перегрева и износа, что может легко привести к выходу ножей из строя.
(5) Обработка титанового сплава в максимально мягком состоянии, поскольку после закалки материал становится труднее обрабатывать, термообработка повышает прочность материала и увеличивает износ лезвия.
(6) Используйте большой радиус при вершине или фаску, чтобы максимально глубоко врезаться в режущую кромку. Это может уменьшить силу резания и нагрев в каждой точке и предотвратить локальную поломку. При фрезеровании титановых сплавов среди параметров резания наибольшее влияние на стойкость инструмента vc оказывает скорость резания, за которой следует радиальная величина резания (глубина фрезерования) ae.
Инструменты Xinfa с ЧПУ отличаются хорошим качеством и низкой ценой. Для получения подробной информации посетите:
Производители инструментов с ЧПУ – Китайская фабрика и поставщики инструментов с ЧПУ (xinfatools.com)
3. Решение проблем обработки титана, начиная с лезвия.
Износ канавок лезвия, возникающий при обработке титанового сплава, представляет собой локальный износ задней и передней части по направлению глубины резания, который часто вызван закаленным слоем, оставшимся от предыдущей обработки. Химическая реакция и диффузия между инструментом и материалом заготовки при температуре обработки, превышающей 800°С, также является одной из причин образования канавок изнашивания. Потому что во время обработки молекулы титана заготовки накапливаются в передней части лезвия и под высоким давлением и высокой температурой «привариваются» к лезвию, образуя нарост. Когда нарост отслаивается от режущей кромки, это приводит к удалению твердосплавного покрытия пластины, поэтому обработка титана требует специальных материалов и геометрии пластин.
4. Конструкция инструмента подходит для обработки титана.
Основное внимание при обработке титановых сплавов уделяется теплу. Для быстрого отвода тепла на режущую кромку необходимо своевременно и точно распылять большое количество смазочно-охлаждающей жидкости под высоким давлением. На рынке представлены уникальные конструкции фрез, специально предназначенные для обработки титановых сплавов.
Время публикации: 09 августа 2023 г.
