Титановата сплав е много търсен материал в различни индустрии поради отличните си свойства като високо съотношение на якост към тегло, устойчивост на корозия и биосъвместимост. Като водещ доставчик на CNC обработка на титанови сплави, ние разбираме значението на оптимизирането на процеса на CNC обработка на титанови сплави за ефективно постигане на висококачествени продукти. В тази публикация в блога ще споделя някои ценни прозрения и практически съвети как да оптимизирате процеса на обработка с ЦПУ за титанова сплав.
Разбиране на предизвикателствата при обработката на титанова сплав
Преди да се потопите в стратегиите за оптимизация, е изключително важно да разберете предизвикателствата, свързани с машинната обработка на титанова сплав. Титановата сплав има относително ниска топлопроводимост, което означава, че топлината, генерирана по време на процеса на обработка, има тенденция да се натрупва в режещия ръб. Това може да доведе до бързо износване на инструмента, лошо покритие на повърхността и дори деформация на детайла. Освен това титановата сплав има висока химическа реактивност, която може да причини натрупване на ръбове (BUE) върху режещия инструмент, което допълнително влошава износването на инструмента и намалява качеството на обработка.
Избор на правилните режещи инструменти
Един от най-критичните фактори за оптимизиране на процеса на обработка с ЦПУ за титанова сплав е изборът на правилните режещи инструменти. Твърдосплавните инструменти обикновено се използват за обработка на титанови сплави поради тяхната висока твърдост и устойчивост на износване. Не всички карбидни инструменти обаче са еднакви. Когато избирате твърдосплавни инструменти за обработка на титанови сплави, потърсете инструменти с финозърнест твърдосплавен субстрат и устойчиво на износване покритие като титанов нитрид (TiN), титанов карбонитрид (TiCN) или алуминиев титанов нитрид (AlTiN). Тези покрития могат значително да подобрят производителността на инструмента чрез намаляване на триенето, предотвратяване на образуването на BUE и увеличаване на живота на инструмента.
В допълнение към материала и покритието на инструмента, геометрията на инструмента също играе решаваща роля при обработката на титанови сплави. Инструментите с остър режещ ръб и голям наклонен ъгъл могат да намалят силата на рязане и генерирането на топлина, което води до по-добра производителност на обработка. Въпреки това е важно да балансирате остротата на режещия ръб с неговата здравина, за да избегнете преждевременното счупване на инструмента.
Оптимизиране на параметрите на рязане
Друг ключов аспект от оптимизирането на процеса на обработка с ЦПУ за титанова сплав е настройването на правилните параметри на рязане. Параметрите на рязане включват скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане. Тези параметри трябва да бъдат внимателно избрани въз основа на материала на детайла, материала на инструмента и операцията на обработка, за да се постигнат най-добри резултати.
- Скорост на рязане: Скоростта на рязане за обработка на титаниеви сплави обикновено е по-ниска от тази за други материали поради ниската им топлопроводимост и висока химическа реактивност. Типичният диапазон на скоростта на рязане за титанова сплав е между 30 и 60 метра в минута (m/min). Точната скорост на рязане обаче ще зависи от конкретната марка титанова сплав, материала на инструмента и операцията на обработка. Препоръчително е да започнете с по-ниска скорост на рязане и постепенно да я увеличавате, като същевременно наблюдавате износването на инструмента и повърхността.
- Скорост на подаване: Скоростта на подаване е разстоянието, което инструментът изминава по детайла за оборот или за зъб. По-високата скорост на подаване може да увеличи скоростта на отнемане на материала, но също така може да увеличи силите на рязане и генерирането на топлина. За обработка на титанови сплави обикновено се използва скорост на подаване от 0,05 до 0,2 милиметра на зъб (mm/зъб). Подобно на скоростта на рязане, скоростта на подаване трябва да се регулира въз основа на специфичните условия на обработка.
- Дълбочина на рязане: Дълбочината на рязане е дебелината на материала, отстранен при всяко преминаване. По-голямата дълбочина на рязане може да увеличи скоростта на отнемане на материала, но също така може да увеличи силите на рязане и износването на инструмента. За обработка на титанови сплави обикновено се използва дълбочина на рязане от 0,5 до 2 милиметра (mm). Дълбочината на рязане обаче трябва да бъде ограничена, за да се избегне прекомерно износване на инструмента и деформация на детайла.
Използване на охлаждаща течност и смазване
Охлаждащата течност и смазката са от съществено значение за машинната обработка на титанови сплави, за да се намали генерирането на топлина, да се предотврати образуването на BUE и да се подобри повърхностното покритие. Има няколко вида охлаждащи течности и смазочни материали, налични за обработка на титанови сплави, включително водоразтворими охлаждащи течности, синтетични охлаждащи течности и масла за рязане.
Водоразтворимите охлаждащи течности са най-често използваните охлаждащи течности за обработка на титаниеви сплави поради техните добри охлаждащи и смазочни свойства. Тези охлаждащи течности обикновено се смесват с вода в съотношение от 5 до 10% и се прилагат към зоната на рязане, като се използва охлаждаща система за наводняване или система за охлаждаща течност през инструмента. Системите за охлаждане на инструмента са особено ефективни за обработка на титаниеви сплави, тъй като те могат да доставят охлаждащата течност директно до режещия ръб, намалявайки генерирането на топлина и подобрявайки евакуацията на стружки.
В допълнение към охлаждащата течност може да се използва и смазване за подобряване на производителността на обработка на титанова сплав. Маслата за рязане често се използват като смазки за машинна обработка на титанови сплави, особено за високоскоростни машинни операции. Тези масла могат да намалят триенето между инструмента и детайла, предотвратявайки образуването на BUE и подобрявайки повърхностното покритие.
Внедряване на усъвършенствани техники за обработка
В допълнение към избора на правилните режещи инструменти, оптимизирането на параметрите на рязане и използването на охлаждаща течност и смазване, внедряването на усъвършенствани техники за обработка също може да помогне за оптимизиране на процеса на CNC обработка за титаниева сплав. Някои от тези техники включват:
- Високоскоростна обработка: Високоскоростната обработка (HSM) е техника на обработка, която използва високи скорости на рязане и скорости на подаване, за да постигне високи скорости на отнемане на материал. HSM може значително да намали времето за обработка и да подобри повърхностното покритие за обработка на титаниеви сплави. HSM обаче изисква специализирани режещи инструменти и машинни инструменти с високи скорости на шпиндела и бързи скорости на ход.
- Адаптивна обработка: Адаптивната обработка е техника на обработка, която използва наблюдение и контрол в реално време, за да регулира параметрите на рязане въз основа на действителните условия на обработка. Адаптивната обработка може да помогне за оптимизиране на процеса на обработка чрез намаляване на износването на инструмента, подобряване на повърхностното покритие и увеличаване на производителността.
- Криогенна обработка: Криогенната обработка е техника на обработка, която използва течен азот или други криогенни течности за охлаждане на зоната на рязане. Криогенната обработка може значително да намали генерирането на топлина и износването на инструмента, което води до по-добра обработка и по-дълъг живот на инструмента. Въпреки това, криогенната обработка изисква специализирано оборудване и инфраструктура, което може да увеличи разходите за обработка.
Контрол и инспекция на качеството
И накрая, контролът и проверката на качеството са от съществено значение за гарантиране на качеството на машинно обработените части от титанова сплав. След машинната обработка частите трябва да бъдат проверени за точност на размерите, покритие на повърхността и цялост на материала. За откриване на вътрешни дефекти в частите могат да се използват методи за безразрушително изпитване като ултразвуково изпитване, изпитване с магнитни частици и изпитване с вихрови токове.
В допълнение към окончателната проверка, инспекцията в процеса може да се използва и за наблюдение на процеса на обработка и ранно откриване на потенциални проблеми. Това може да помогне за предотвратяване на скрап и преработка, намалявайки общите разходи за обработка.
Заключение
Оптимизирането на процеса на обработка с ЦПУ за титанова сплав изисква комбинация от правилните режещи инструменти, параметри на рязане, охлаждаща течност и смазване, усъвършенствани техники за обработка и мерки за контрол на качеството. Като следвате съветите и стратегиите, посочени в тази публикация в блога, можете да подобрите производителността на обработката на титанова сплав, да намалите износването на инструмента, да подобрите повърхностното покритие и да увеличите производителността.
Като водещ доставчик на титанови сплави за обработка с ЦПУ, ние имаме богат опит в обработката на титанови сплави и можем да ви предоставим висококачествени машинни части, които отговарят на вашите специфични изисквания. Ако се интересувате от нашите услуги за CNC обработка на титаниева сплав или други материали, като напрCNC обработка на неръждаема стомана,CNC обработка на месинг и мед, илиCNC обработка на сплави на базата на никел, моля не се колебайте да се свържете с нас, за да обсъдим вашия проект и да получите оферта.
Референции
- Byrne, G., Dornfeld, D., Inasaki, I., Ketteler, G., & Venugopal, P. (2003). Състояние на техниката в машинната обработка на титанови сплави. CIRP Annals - Технология на производството, 52 (2), 419-436.
- Ezugwu, EO, Wang, ZM, & Bonney, J. (2003). Преглед на обработваемостта на сплави за авиационни двигатели. Journal of Materials Processing Technology, 134 (2), 233-253.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Производствена техника и технология (6-то издание). Пиърсън Прентис Хол.
