Výběr nástrojů z titanové slitiny pro CNC obrábění

(1) Je snadné vytvořit tvrdou a křehkou povrchovou vrstvu

Titanové slitiny jsou vysoce chemicky aktivní. Během vysokoteplotního řezání titan absorbuje N, O a další plyny a vytváří tvrdou a křehkou povrchovou vrstvu. Během procesu řezání je povrch třísky před průchodem nástrojem v těsném kontaktu s povrchem třísky a vytváří spojovací vrstvu (a); během procesu řezání se v blízkosti hlavního řezného ostří vytvoří řada srpovitých důlků rovnoběžných s řeznou hranou; v závažných případech se materiál nástroje v určité vzdálenosti od hlavního břitu odlupuje a tvoří se důlky (b); v důsledku kolísání řezné síly se hrot nástroje mikroskopicky zhroutí (c).

(2) Rychlost posuvu

Za podmínek řezné rychlosti 50m/min a hloubky řezu 1.{3}}mm, když je rychlost posuvu menší než 0,13mm/r, hlavní řezná síla Fz se zvyšuje se zvyšováním rychlosti posuvu. Když je rychlost posuvu 0.097 mm/r, odpor posuvu Fx se výrazně sníží; když je množství posuvu 0,084 mm/r, odpor hloubky řezu Fy je také výrazně snížen. Když se rychlost posuvu zvýší z 0,13 mm/r , kolísání řezné síly slábne; v důsledku měknutí materiálu obrobku v důsledku vysoké řezné teploty je změna odporu posuvu zvláště zřejmá při poklesu odporu posuvu a odporu hloubky řezu.

(3) Chladicí systém s vysokým tlakem a velkým průtokem

Za účelem efektivního zvýšení produktivity zpracování zařízení, prodloužení životnosti zařízení a nástrojů a zlepšení kvality zpracování dílů, CNC obráběcí stroje pro vysokorychlostní zpracování konstrukčních dílů vyrobených z obtížně obrobitelných materiálů, jako je titan slitiny jsou obvykle navrženy s vysokotlakými vysokoprůtokovými (HPHV) hydraulickými chladicími a mazacími systémy. Systémy HPHV obecně zahrnují vysokotlaký chladicí systém (HPTC) přímo skrz vřeteno/nástroj, který vstřikuje externí proudy řezných nástrojů a obrobků prostřednictvím několika externích trysek, aby se zachoval dobrý výkon vřetena, rychle ochlazoval obrobek nástroje a proplachoval třísky, což zlepšuje Zlepšení kvalita zpracování dílů a zvýšení životnosti nástrojů. Vysoce účinné vysokorychlostní CNC obráběcí stroje využívající chladicí a mazací systémy HPHV vyžadují tlak vyšší než 720 psi (5 MPa) a běžně používaný průmyslový standard je 1000-2000psi (7-14MPa). Když je tlak 1000 psi, je obecně požadováno, aby průtok nebyl menší než 30 l/min.

( 4 ) Za podmínek přidání chladicí kapaliny pro mazání a řezání za mokra lze zlepšit trvanlivost nástroje a efektivitu zpracování. Aby se snížila teplota řezání, mělo by se do oblasti řezání nalít velké množství chladicí základní řezné kapaliny. Požadavky na tepelnou vodivost, měrné teplo, tepelnou kapacitu, odpařovací teplo, rychlost odpařování, průtok a průtok řezné kapaliny jsou velmi vysoké. Obecně platí, že tepelná vodivost vody je 3 až 5krát vyšší než u oleje, měrné teplo je 1krát větší a teplo odpařování je asi 10krát, takže rozpustnost ve vodě a chladicí výkon jsou lepší. . Při CNC soustružení, frézování a vrtání se často používají emulze nebo vodné roztoky obsahující přísady pro extrémní tlaky (včetně S, P a Cl). Vzorec extrémně tlakového vodného roztoku je: chlorovaná mastná kyselina, polyvinylchlorid 0,5 procenta ~{9}},8 procenta, fosforečnan sodný 0,5 procenta, triethanolamin 1 procento ~2 procenta, dusitan sodný 1,2 procenta, a zbytek je voda.

(5) Zařízení a výrobní proces jsou vysoce integrované

Použití nižších řezných rychlostí znamená delší obráběcí cykly pro titanové díly. Obecně je doba zpracování dílů z titanové slitiny TC4 2 až 4krát delší než u běžných ocelových dílů a 10 až 12krát delší než u typických materiálů z hliníkové slitiny. Doba zpracování nových dílů z titanové slitiny Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr a Ti-10V-2 Fe-3Al je obecně dvakrát delší než u materiálu slitiny titanu TC4. To má za následek nízkou produktivitu a vysoké náklady na zpracování při řezání konstrukčních dílů z titanové slitiny. Mnoho výrobců CNC obráběcích strojů proto za účelem zvýšení produktivity řezání dílů z titanové slitiny, snížení nákladů na zpracování a přizpůsobení se zakázkové výrobě ve velkém měřítku používá paletizované zpracování nebo zpracování s více vřeteny nebo zpracování na více stolech (regionech). , nebo rotační frézování směsi zpracování . a další technologie výrobního procesu jsou integrovány do vysoce účinných a vysokorychlostních CNC obráběcích strojů pro materiály z titanové slitiny, aby se zvýšila produktivita zpracování a snížily náklady na zpracování.