titaaniKappaleita jyrsittäessä, kuten muitakin vaikeasti työstettäviä materiaaleja jyrsittäessä, leikkausnopeuden pieni kasvu johtaa työkalun terän nopeampaan kulumiseen.
Ero on siinä, että titaaniseoksilla on korkean lujuuden ja korkean viskositeetin ominaisuudet, joten leikkausprosessissa on helpompi tuottaa ja kerätä lämpöä leikkausalueelle, ja sen huonon lämmönjohtavuuden kanssa on palamisvaara, jos jyrsintätoiminto tehdään suuressa määrässä leikkausta. Tämä on titaaniseoksen osien jyrsintä, ehdottomasti ei voi mennä syyn korkeaan leikkausnopeuteen.
Titaaniosien työstönopeuden lisääminen ei kuitenkaan ole mahdotonta. Kun leikkausnopeudet pidetään vakiona, osat voidaan työstää nopeammin lisäämällä metallien poistonopeutta. Tähän ei päästä käyttämällä tehokkaampia tai korkealuokkaisempia koneita vaan varustamalla koneet sellaisilla työkaluilla, jotka pystyvät hyödyntämään nykyisten koneiden leikkauskapasiteetin täysimääräisesti ja joilla voidaan myös kompensoida joitakin koneen puutteita, kuten heikkoa jäykkyyttä.
On kuuluisa työkalujen valmistaja, se keskittyy titaaniseos jyrsintäprosessin testitutkimukseen, tällä yrityksellä on tekninen konsultti, jyrsintätuotepäällikkö Brian, hän on saanut paljon kyselyjä titaaniseos jyrsintätekniikan käyttäjistä, tässä artikkelissa korostetaan sen rikasta kokemusta titaaniseoksen jyrsinnästä.
Titaaniseoksen jyrsintä miksi aiheuttaa ihmisiä kiinnittämään erityistä huomiota siihen, on ainakin kaksi syytä, yksi, titaaniseosta käytetään pääasiassa korkealaatuisissa osissa, sitä ei käytetä vain lentokoneiden rungon ja moottorin osien valmistuksessa, vaan sitä käytetään myös lääketieteellisten laitteiden valmistuksessa useissa osissa, erityisesti joidenkin Yhdysvaltojen kasvuprosessissa Yhdysvaltojen teollisuusyrityksissä, heidän on siirryttävä kohti korkealaatuisia tuotteita ja kohtaavat usein teknisiä vaikeuksia titaaniseoksen osien jyrsinnässä. Titaaniseososien jyrsintä on usein tekninen haaste.
Toinen syy on se, että kaikki tehtaat eivät pysty saavuttamaan suuria syöttönopeuksia, joten titaanin jyrsinnässä, kun materiaali ei ole helposti työstettävissä tai kun leikkausnopeudet eivät ole riittävän nopeita prosessin aikana, kysymys siitä, miten saavutetaan korkea työstötehokkuus, on muodostunut kiireelliseksi kysymykseksi, joka on herättänyt paljon huomiota valmistajissa.
Suuren sitkeyden työkalujen käyttö
Ensimmäinen tärkeä kysymys titaaniseosten tehokkaassa jyrsinnässä on leikkuutyökalun materiaalin oikea valinta, totesi Kennedy. Karbidileikkurit voivat olla oikea valinta, ja konepajat ovat usein tottuneet käyttämään karbidia parhaana leikkurimateriaalina, varsinkin lähes kaikissa vaikeissa työstöissä valitaan yleensä karbidi. Titaanin työstössä uuden sukupolven pikateräkset ovat kuitenkin hyvä vaihtoehto kovametalleille.
On kohtuullista olettaa, että kovametallityökalulla, jolla on hyvä kulumiskestävyys, voidaan saavuttaa suuret leikkuunopeudet kohtuullisilla työstökustannuksilla. Tätä niin sanottua kohtuullista työstökustannusta tukee kuitenkin edellytys, jonka mukaan työkalulla on oltava “korkea sitkeys” eli kyky kestää iskuja ja murtumia. Valitettavasti yleisesti käytetyn kovametallin hauraus on kuitenkin paljon suurempi kuin pikateräksen.
Tämä on erittäin tärkeää, kun jyrsitään titaaniseoksia. Yleisesti ottaen tärkein syy kovametallityökalun rikkoutumiseen ei ole terän kuluminen vaan rikkoutunut runko. Toiseksi, leikkauslämmön nousu titaaniseosten jyrsimisprosessissa johtaa myös siihen, että kovametallityökalut eivät pysty hyödyntämään suuren leikkausnopeuden käsittelyn ylivoimaa. Johtuen käsittelystä suurilla leikkausnopeuksilla, täyttää suuri määrä jäähdytysnestettä, tällaisessa kuumassa ja kylmässä vuorottelevassa roolissa työkalu ja työkappale tuottavat voimakkaan lämpöshokin kovametallityökalun leikkuureunan leikkuureunan välillä hauraan nopeasti murskauksen laukaisemana. Edellä mainitut kaksi teknistä vaikeutta on ratkaistava itse työkalun luontaisella korkealla sitkeydellä. Tavalliset kovametallityökalut ovat kaukana siitä, että pystyvät käsittelemään, leikkauskokeet ovat vahvistaneet, että käyttö korkea sitkeys työkaluja, kuten nopea teräs työkalut jyrsintä titaaniseos työkappaleen, ei tarvitse huolehtia vaikutuksesta leikkaus leikkaus ja leikkaus reuna repeämä, erityisesti pienemmissä jäykkä työstökone käsittely, korkea sitkeys nopea teräs työkalut on kautta lisäämällä leikkaus syvyys pikemminkin kuin lisätä nopeutta leikkaus saavuttaa korkea nopeus metallin leikkaus käsittely.
Tämän lisäksi käyttäjien käytettävissä on nykyään laaja valikoima erittäin sitkeitä HSS-leikkaustyökalumateriaaleja. Useimmat korjaamot eivät aina ole tästä tietoisia. He eivät myöskään tiedä, että markkinoilla myytävät HSS-työkalut voidaan altistaa joillekin erilaisille käsittelymenetelmille, kuten HSS:n sulattaminen lisäämällä tiettyjä alkuaineita (kuten kobolttipitoisuuden lisääminen), lämpökäsittelyn toteuttaminen (monivaiheinen karkaisu ja karkaisu) tai HSS-materiaalin valmistaminen valmistusprosessin avulla, jota valvotaan tiukasti, ja joka on valmistettu jauhemetallurgisesta HSS:stä, jolla on homogeeninen metallurginen organisaatio, ja niin edelleen. Siksi korkea koboltti pikaterästä, jauhemetallurginen pikaterästä käytetään tehokkaaseen jyrsintään titaaniseos ihanteellinen työkalu materiaali.
Korkeiden leikkauslämpötilojen hallinta
Joskus on tarpeen valita kovametallityökalu titaaniosien leikkaamiseen pienellä säteittäisellä lähestymistavalla, jolla voidaan saavuttaa hämmästyttäviä suurnopeusleikkaustuloksia, ks. kohdat 10% ja 100%. Näissä leikkausoperaatioissa on ratkaisevaa, että työkalu ei hoida ainoastaan kulumiskestävyyttä yleensä vaan myös erityisesti korkeissa leikkauslämpötiloissa, mikä edellyttää pinnoitettujen kovametallityökalujen käyttöä työstöön.
Erittäin jäykkä työstö on mahdollista HSK-pikavaihtopidikkeillä ja lämpölaajenemis- ja supistumispidikkeillä, jotka vähentävät tärinää työstön aikana, jolloin metallien poistonopeus kasvaa merkittävästi.
Herrasmiehen mukaan titaanialumiininitridi, joka tunnetaan myös nimellä TiAlN-pinnoitetut kovametallityökalut, ovat yleensä paras valinta titaaniseoksia työstettäessä. Työkalupinnoitteiden monista perusluokista TiAlN säilyttää tehokkaasti työkalun yleiset mekaaniset ominaisuudet sekä työkalun korkean lämpötilan leikkaustehon korkeissa lämpötiloissa. Itse asiassa korkeammat leikkauslämpötilat suojaavat pinnoitetta jonkin verran. Alumiinimolekyylit irtoavat pinnoitteesta työstöenergian vaikutuksesta leikkausprosessin aikana, jolloin työkalun pinnalle muodostuu suojaava alumiinioksidikerros. Tämä alumiinioksidikerros vähentää lämmön siirtymistä työkalun ja työkappaleen välillä sekä kemiallisten elementtien diffuusiota. Alumiinimolekyylejä voidaan lisätä jatkuvasti tähän vasta muodostuneeseen suojapinnoitteeseen, jolloin alumiinioksidikerroksen muodostumiseen johtavat kemialliset reaktiot voivat jatkua, kuten kohdassa Uudet alumiinirikkaat pinnoitteet on kuvattu.
TiAlN-pinnoitteet eivät kuitenkaan sovellu käytettäväksi siellä, missä tärinä on voimakasta, jolloin käytetään titaaninitridiä eli TiCN:ää, joka estää pinnoitteen irtoamisen tärinästä. “Kun käytetään vaihdettavia inserttejä ja leikataan kovaa koneella, jonka jäykkyys on pieni, on luultavasti parasta kokeilla TiCN-pinnoitetta”, sanoo Mr. Mr.
Enemmän leikkuureunoja osallistuu leikkaamiseen
Vaikka leikkausnopeus pysyisi vakiona leikkauksen aikana, jyrsimen hammaskohtainen syöttö pysyisi samana ja leikkuusyvyys pysyisi samana, tuottavuutta on joskus mahdollista lisätä. Tällöin ratkaisuna on saada useampi leikkaava särmä osallistumaan leikkausprosessiin.
Esimerkiksi kierrejyrsimissä on tärkeää valita mahdollisimman pienellä jakovälillä varustetut jyrsimet, kuten kierrejyrsimet. Tällaisen työkalun käyttö mahdollistaa sen, että HSS-jyrsimessä on enemmän leikkaavia reunoja. Koska HSS-jyrsimet tarjoavat enemmän leikkaavia reunoja kuin kovametallijyrsimet, käytetään ensin mainittuja useammin.
On suuri kierre kulma päätyjyrsin, joka on työkalu esitetty kuvassa, jokainen leikkaava reuna on eri akseli eteenpäin kulma seuraavasta leikkaava reuna, niin että muutos voi paremmin tukahduttaa tärinää, ja voi parantaa tuottavuutta huomattavasti.
Jyrsintää poikkeava suunta on toinen tapa saada leikkaukseen mukaan enemmän leikkaavia reunoja. Kun käytetään “insert-jyrsintäkarkeakoneistusta” (joskus kutsutaan myös porauskarkeakoneistukseksi), käytetään jyrsinsarjaa, ikään kuin porattaisiin reikä Z-akselia pitkin, ja jyrsimen pääty- ja sivuhampaat yhdessä laaditun työstöohjelman kanssa suorittavat kierrostyöstön. Siksi tuottavuus on korkea ja lastunpoisto on myös kätevää.
Tätä menetelmää voidaan käyttää vain karhennukseen, koska jokaisen kierroksen väliin jää aina jonkin verran työstettävää metallia. Koska inserttijyrsinnässä on kuitenkin useita leikkaavia särmiä, syöttönopeutta minuutissa voidaan lisätä huomattavasti, kun työkalun hammaskohtainen syöttö pidetään vakiona. Lisäksi inserttijyrsinnän Z-akselisyötön etuna on työstökoneen suuri jäykkyys, koska karan varrella olevat monenlaiset liitokset (esim. työkalunpitimen liitännät) väistämättä taipuvat X- tai Y-akselilla ja puristuvat Z-akselilla, jolloin työstökone on erittäin jäykkä Z-akselilla. Tämä tarkoittaa, että työkalun hammaskohtaista syöttöä voidaan lisätä.
“Karhennus ja upotusjyrsintä ovat ihanteellinen ratkaisu lujien metallien tehokkaaseen työstöön”, hän sanoi. Tätä työstömenetelmää ehdotetaan käytettäväksi titaaniseosten jyrsinnässä." Tämä on tehokkain ratkaisu korkealujuusmetalleille.
Toimenpiteet tärinän poistamiseksi
Työkalun taipumista tapahtuu leikkauksen aikana, ja on tärkeää tutkia, mistä taipuminen johtuu ja miten se voidaan poistaa. Tämä johtuu siitä, että se johtaa erittäin tärkeään tekniseen ongelmaan, nimittäin tärinään. Titaaniseosten jyrsintäprosessissa esiintyvä tärinä on epäsuotuisaa kahdesta näkökulmasta. Toisaalta, kun leikkausvoimia syntyy ja ne kasvavat, ne aiheuttavat värähtelyä ja lisäävät sitä. Toisaalta karan nopeus ei näytä olevan yhteydessä värähtelyyn, joten ei ole mitään keinoa löytää “ihanteellista” nopeutta, jolla värähtelyä voitaisiin säätää.
Itse asiassa useimmissa titaanin jyrsintätoiminnoissa tuottavuus määräytyy tärinän mukaan. Lukuisat leikkauskokeet ovat vahvistaneet, että titaanin jyrsinnässä maksimipoistoa ei saavuteta koneen suurimmalla teholla vaan äärimmäisen tärinän alkaessa. Tästä syystä on tärkeää laatia ja on mahdollista laatia ohjelma, jolla tärinää voidaan hallita ajoissa. Seuraaviin teknisiin kysymyksiin on puututtava, jotta titaanijyrsintätoimintojen tuottavuutta voidaan parantaa, Kravitz neuvoo:
Jäykkyyteen liittyvät seikat, kuten työkalun ja pidikkeen välinen liitos sekä pidikkeen ja karan välinen liitos, on tehtävä mahdollisimman jäykiksi. Työkalunpitimien osalta lämpölaajenemis- ja supistumistyypit antavat parhaan ratkaisun, ja karojen osalta HSK-pikavaihtotyökalunpitimet antavat parhaan jäykkyyden verrattuna tavallisiin kartioliitäntöihin.
Työkalun suunnittelulla, jossa on eksentrinen takakulma tai jossa on “kylkiluu”, saadaan aikaan hyvä vaimennus, joka puolestaan vaimentaa tärinää leikkauksen aikana. Kun työkalu taipuu, työkalun takapinta, jossa on eksentrinen takakulma, joutuu kosketuksiin työkappaleen kanssa ja hankaa sitä vasten. Kaikki materiaalit eivät hankaa hyvin työkappaletta vasten, ja alumiiniseoksilla on taipumus tarttua kiinni. Titaanin jyrsinnässä työkalun teroitetut “piikit” toimivat myös hyvänä iskunvaimentimena.
Lastunpoistouran leikkaavien reunojen välinen tila on muutettava, tällaisen työkalurakenteen ja tärinänestoaloitteiden suunnittelua varten monet työpajat eivät ehkä ole vielä niin tuttuja. Kun työkalu pyörii suurella nopeudella, leikkuureunat osuvat työkappaleeseen tietyn säännön mukaisesti, jolloin syntyy tärinää. Jos jyrsimen lastunpoisto aukkotila on suunniteltu epäsäännölliseksi järjestelyksi, leikkauskokeen tarkastuksen jälkeen, sillä on erittäin hyvä tärinänvaimennusvaikutus. Esimerkiksi kun jyrsimen ensimmäisen leikkuureunan ja toisen leikkuureunan välinen etäisyys on 72 °, toisen leikkuureunan ja kolmannen leikkuureunan välisen etäisyyden pitäisi olla 68 °, kolmannen leikkuureunan ja neljännen leikkuureunan välinen etäisyys on 75 °, mikä osoittaa epätasaista jakautumista. Toinen yrityksen patentoima ja suunnittelema tärinänvaimennustoimenpide on jyrsimen leikkuureunojen muotoilu epätasaisiin aksiaalisiin etukulmiin, jolloin voidaan myös saavuttaa hyvä tärinänvaimennusvaikutus.
Uudet alumiinipitoiset pinnoitteet
“Al-molekyylillä, joka on TiAlN-pinnoitteissa kaikkein reaktiivisin, on suuri vaikutus pinnoitetun työkalun leikkaustehoon, sillä se muodostaa työkalun pinnalle alumiinioksidia suojaavan kalvon, ja tämä vaikutus tehostuu, kun Al-molekyylin pitoisuus pinnoitteessa kasvaa. Tämä vaikutus tehostuu entisestään, kun päällysteen Al-molekyylipitoisuus kasvaa.
Pinnoitteiden valmistuksessa käytettävän jatkuvasti parannetun höyryfaasipinnoitusprosessin ansiosta TiAlN:n “Al”-molekyylipitoisuutta lisätään jatkuvasti, joten uudet TiAlN-pinnoitteet valmistetaan siten, että pinnoitteen (työkalun) punakovuus paranee erinomaisesti sitkeydestä tinkimättä. Yritys kehitti tämän uuden, runsaasti alumiinia sisältävän TiAlN-pinnoitetun työkalun tämän vuoden ensimmäisellä puoliskolla.
10% vs. 100%
Nykyään on olemassa joitakin työpajoja, jotka ovat suhteellisen kehittyneitä teknologiassa, nämä työpajat ovat pystyneet käyttämään kovametallipinnoitettuja työkaluja titaaniseoksen osien leikkaamiseen, ja leikkaus on pieni säteittäinen lähestymistapa, päätarkoituksena on ratkaista titaaniseoksen työstö tämän teknisen ongelman korkean leikkauslämpötilan aikana. Leikkausperiaate on, että pienen säteittäisen lähestymistavan leikkausprosessissa säteittäinen leikkaussyvyys olisi valittava paljon pienemmäksi kuin työkalun säde säteittäistä sisäänmenoa varten. Syy hyvin pienen leikkaussyvyyden valintaan on se, että tämä voi lisätä huomattavasti leikkausnopeutta, vähentää huomattavasti kunkin leikkausreunan leikkausaikaa eli vähentää leikkausreunan käsittelyaikaa ja pidentää samalla leikkauksen ulkopuolista aikaa eli lisätä leikkausreunan jäähdytysaikaa, jolloin leikkauslämpötilaa hallitaan erittäin hyvin.
Yrityksen Brianin mukaan pienten säteittäisten leikkausten käyttö titaaniseososien leikkaamiseen mahdollistaa erinomaisen leikkauslämpötilan hallinnan ja korkeiden työstönopeuksien saavuttamisen. Pieni säteittäinen leikkaussyvyys ei johda suuriin metallien poistonopeuksiin, mutta se on menetelmä, jota voidaan käyttää tehtaalla työstötarkkuuden parantamiseksi.
Tämä testi vahvistaa, että kun jyrsitään titaaniseoksesta valmistettuja osia pienillä säteittäisillä leikkauksilla, työstö suoritetaan seuraavien sääntöjen mukaisesti:
Jos säteittäinen leikkaussyvyys on alle kaksikymmentäviisi prosenttia halkaisijasta, saavutetaan viidenkymmenen prosentin lisäys leikkausnopeuteen eli sfm, joka yleensä ylittää nimellisnopeuden, kun käytetään raskaaseen leikkaukseen.
Kun säteittäinen leikkuusyvyys on pienempi kuin 101 TP3T halkaisijasta, 1001 TP3T voi olla 1001 TP3T parannetusta leikkauksesta.
Baoji Chenyuan Metal Materials Co., Ltd, keskittyen taontaprosessiin, yli 10 vuoden kuluttua, on sitoutunut luomaan titaanitankoja, titaanijauhe titaanitankoja 3D-tulostuksen kautta, ja erilainen kuin taonta, titaanin kohteen rakenne sekä titaanilevy, titaanilanka jne., Titaani ja titaaniseokset tämäntyyppisestä materiaalista.
Puh:
Verkkosivusto:
Chinese 
Japanese 
English 
German 
Finnish 
Ei kommentteja