เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโลหะผสมไทเทเนียม: การใช้เครื่องมือ ความเร็ว และแนวทางปฏิบัติในการจ่ายน้ำหล่อเย็น

แก้ไขก่อน: ไทเทเนียมไม่ใช่วัสดุที่ง่ายต่อการตัดเฉือน

โลหะผสมไทเทเนียมมีคุณค่าในด้านความแข็งแรงจำเพาะ ความต้านทานการกัดกร่อน และความสามารถด้านอุณหภูมิที่สูง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างเครื่องบิน เครื่องยนต์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอุปกรณ์เคมี อย่างไรก็ตาม พฤติกรรมการตัดเฉือนของเครื่องมือเหล่านี้มักถูกบิดเบือนความจริง บางครั้งมีเขียนไว้ว่าไทเทเนียมมีความแข็งปานกลางและตัดได้ง่าย หรือมีความเสถียรทางเคมี จึงไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในระหว่างการตัด ไม่มีข้อความใดรอดจากการติดต่อกับร้านขายเครื่องจักร ไทเทเนียมมีปฏิกิริยา: ก่อตัวเป็นออกไซด์ที่เสถียรทันที และที่อุณหภูมิถึงขอบตัด ไทเทเนียมจะดูดซับออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน ซึ่งจะทำให้พื้นผิวเปราะและทำให้เกิดชั้นอัลฟ่าที่แข็งและมีฤทธิ์กัดกร่อน การตัดเฉือนไททาเนียมเป็นเรื่องยากเนื่องมาจากสาเหตุทางกายภาพ-ที่เข้าใจกันดี และพารามิเตอร์ที่ใช้ได้จะขึ้นอยู่กับเหตุผลเหล่านั้น

การนำความร้อนต่ำประมาณ 7 วัตต์/เมตร·K หรือประมาณหนึ่งในสี่ของเหล็กกล้าที่อุณหภูมิใกล้เคียงกัน ดังนั้น ความร้อนในการตัด 70-80% จะยังคงอยู่ในเครื่องมือและชิ้นงาน แทนที่จะออกไปพร้อมกับเศษ

โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำประมาณ 110 GPa ดังนั้นชิ้นงานจึงเบี่ยงออกจากเครื่องมือ เกิดการสะท้าน การควบคุมขนาดไม่ดี และการบิ่นที่คมตัดเร็วขึ้น

มีความสัมพันธ์ทางเคมีสูงกับวัสดุเครื่องมือให้แรงดันในการเชื่อมและการครูดบนหน้าคราด ซึ่งสร้าง-ขอบที่สะสมและความเสียหายร้ายแรงของขอบ แทนที่จะสึกหรอที่ด้านข้างเรียบ

ชิปบางและแบ่งส่วนอย่างแข็งแรงด้วยพื้นที่สัมผัสขนาดเล็ก ทำให้เกิดความเค้นสัมผัสที่สูงมาก และอุณหภูมิขอบเฉพาะที่สูงกว่า 1,000 องศา

การแข็งตัวและการเกิดกรณีอัลฟ่าเมื่อพื้นผิวร้อนเกินไปหรือปนเปื้อน ดังนั้นการผ่านครั้งต่อไปจะตัดชั้นที่มีความเหนียวและเสียดสีต่ำ-

ข้อมูลการตัดบ่งชี้

ตารางแสดงจุดเริ่มต้นสำหรับ Ti-6Al-4V ด้วยเครื่องมือที่ทันสมัย ต้องตัดค่าสำหรับเครื่องจักร ความแข็งแกร่ง และเกรดเครื่องมือเฉพาะ มันเป็นจุดเริ่มต้น ไม่ใช่ข้อกำหนด

เครื่องมือและวัสดุเครื่องมือ

คาร์ไบด์เกรนละเอียดที่ไม่เคลือบผิว-ที่มีรูปทรงมุมคายบวก-ที่คมชัดยังคงเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการเก็บผิวละเอียดไทเทเนียม การเคลือบ PVD ที่มีอะลูมิเนียม ไทเทเนียม ไนไตรด์หรืออะลูมิเนียม โครเมียม ไนไตรด์จะยืดอายุการใช้งานเมื่อมีการตัดแบบสะดุด ในขณะที่ไทเทเนียม-มักหลีกเลี่ยงการเคลือบที่มีสารเคลือบ เช่น ไทเทเนียมไนไตรด์ เนื่องจากเคมีในการเคลือบมีความคล้ายคลึงกับวัสดุชิ้นงานและส่งเสริมการยึดเกาะ ขอบเครื่องมือต้องคม รูปทรงเรขาคณิตของขอบที่เฉียบคมหรือลบมุมที่ออกแบบมาสำหรับเหล็กจะกระทบและทำให้ไททาเนียมแข็งตัว เหล็กโคบอลต์-ที่มีแบริ่งความเร็วสูง-ยังคงใช้สำหรับการต๊าป รีมเมอร์ และการเจาะที่ความเร็วต่ำ- ซึ่งมีความเหนียวมากกว่าความแข็งขณะร้อนที่ต่ำกว่า เพชรโพลีคริสตัลไลน์ถูกใช้ในการผลิต-ส่วนประกอบไทเทเนียมในปริมาณมาก แต่ไม่เหมาะสมทางเคมีสำหรับไทเทเนียมบริสุทธิ์ในบางสภาวะ และทำปฏิกิริยากับชิ้นงานที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงต้องปฏิบัติตามข้อมูลของซัพพลายเออร์

สารหล่อเย็น การควบคุมเศษ และความปลอดภัยจากอัคคีภัย

ใช้น้ำหล่อเย็นแรงดันสูง-จำนวนมากที่จ่ายให้ใกล้กับคมตัดมากที่สุด การส่งมอบเครื่องมือผ่าน-ที่ 3-7 MPa คือคำตอบมาตรฐานสำหรับการเจาะและการเจาะรูลึก

อิมัลชันสูตรน้ำ-เป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับการกำจัดความร้อน น้ำมันที่บริสุทธิ์ช่วยปรับปรุงผิวสำเร็จและอายุการใช้งานของเครื่องมือในการกลึงเกลียวและการตัดเฟือง ปริมาณการหล่อลื่นขั้นต่ำ-เหมาะสำหรับงานตกแต่งผิวสีเล็กน้อยซึ่งมีการสร้างความร้อนน้อยเท่านั้น

อย่าปล่อยให้น้ำหล่อเย็นถูกขัดจังหวะระหว่างการตัด การระบายความร้อนเป็นระยะทำให้เกิดการหมุนเวียนด้วยความร้อนและการแตกหักของขอบอย่างรวดเร็ว

ค่าปรับของไทเทเนียมเป็นแบบที่ลุกติดไฟได้เอง เก็บเศษให้สะอาด หลีกเลี่ยงการตัดเฉือนเศษละเอียดโดยแห้งซึ่งอาจสะสมใกล้แหล่งกำเนิดประกายไฟ เก็บแยกไว้ต่างหาก และใช้สารดับเพลิงชนิดผง-แห้งที่เหมาะสม อย่าใช้พลังฉีดน้ำกับกองไทเทเนียมชิปที่กำลังลุกไหม้

รักษาความเข้มข้นของสารหล่อเย็นและระบบการกรอง การปนเปื้อนด้วยเศษเหล็กจะช่วยเร่งการครูดและลดความสมบูรณ์ของพื้นผิว

การทำงาน การบิดเบือน และความสมบูรณ์ของพื้นผิว

เนื่องจากไททาเนียมจะเบนตัวได้มากกว่าเหล็กประมาณสองเท่าภายใต้แรงตัดเท่ากัน อุปกรณ์จับยึดที่มีความแข็งแกร่ง{0}}จึงมีความสำคัญมากกว่ากำลังของเครื่องจักรดิบ รองรับส่วนที่บางด้วยฟิกซ์เจอร์เฉพาะหรือวัสดุบูชายัญ ให้ชิ้นงานอยู่ใกล้กับสปินเดิลมากที่สุด ใช้การกัดแบบปีนสำหรับผนังบาง และทำการตัดที่สมดุลทั้งสองด้านของราง ปล่อยให้ชิ้นส่วนบรรลุสมดุลทางความร้อนก่อนที่จะผ่านการเก็บผิวละเอียด และหลีกเลี่ยงการ-จับยึดซ้ำระหว่างการกัดหยาบและการเก็บผิวละเอียดที่พิกัดความเผื่อของขนาดจำกัด หลังจากการดำเนินการด้วยความร้อน - การเชื่อม การอบชุบด้วยความร้อน หรือผ่านการตัดเฉือนที่ร้อนพอที่จะทำให้พื้นผิวเปลี่ยนสี - เคสอัลฟ่าจะต้องถูกถอดออกโดยการดองหรือการตกแต่งด้วยเครื่องจักรก่อนที่ชิ้นส่วนจะเกิดความล้า- การบริการที่สำคัญ เพราะมันเปราะและอาจทำให้เกิดการแตกร้าวได้

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

"ไทเทเนียมมีความแข็งปานกลาง จึงกลึงได้ง่าย"ความแข็งของการเยื้องไม่ใช่คุณสมบัติในการควบคุม การนำความร้อน โมดูลัส และความสัมพันธ์ทางเคมีคือ

"ไทเทเนียมมีความเฉื่อยทางเคมีในระหว่างการตัด"มันทำปฏิกิริยาทันทีกับออกซิเจนและไนโตรเจนที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดชั้นผิวที่แข็งและเปราะ

"ความเร็วที่เร็วขึ้นจะจบลงเร็วขึ้น"เหนือหน้าต่างที่แนะนำ อายุการใช้งานเครื่องมือจะลดลงและความสมบูรณ์ของพื้นผิวลดลง ต้นทุนทั้งหมดจึงเพิ่มขึ้น

"การป้อนที่หนักกว่าจะทำให้ชิ้นส่วนเสียหายเสมอ"ภายในขีดจำกัด การป้อนที่หนักกว่าต่อฟันจะขจัดความร้อนออกจากชิปและลดการเสียดสี การป้อนที่เบาเกินไปจะถูและ{0}}แข็งตัวแทน

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ทำไมไทเทเนียมถึงให้ความร้อนแก่เครื่องมือตัดอย่างรุนแรง?
ค่าการนำความร้อนอยู่ที่ประมาณ 7 W/m·K ดังนั้นความร้อนที่เกิดขึ้นที่ขอบจึงไม่สามารถเล็ดลอดเข้าไปในเศษหรือชิ้นงานได้อย่างรวดเร็วและมุ่งไปที่เครื่องมือ

ถาม: แนะนำให้ใช้การเคลือบแบบใดสำหรับการตัดเฉือนไทเทเนียม
PVD อะลูมิเนียม ไทเทเนียม ไนไตรด์ หรืออะลูมิเนียม โครเมียม ไนไตรด์ บนเกรนคาร์ไบด์ละเอียด- พร้อมคราดบวกที่แหลมคม คาร์ไบด์ที่ไม่เคลือบผิวยังคงดีเยี่ยมสำหรับการเก็บผิวละเอียด

ถาม: น้ำหล่อเย็นแรงดันสูง-จำเป็นจริงๆ หรือไม่
สำหรับการเจาะ หลุมลึก และการกลึงที่มีประสิทธิผลสูง- ถือเป็นการตัดสินใจที่ชัดเจน ทั้งสำหรับการระบายความร้อนและการหักเศษ การเก็บผิวละเอียดเล็กน้อยมักใช้น้ำยาหล่อเย็นน้ำท่วมหรือปริมาณการหล่อลื่นขั้นต่ำ-

ถาม: อะไรทำให้เกิดเสียงสะท้านเมื่อกัดผนังไททาเนียมบาง ๆ
โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำของไททาเนียมช่วยให้ผนังเบี่ยงเบนไปภายใต้แรงตัด การกัดแบบปีนหน้าผา ลดการมีส่วนร่วมในแนวรัศมี และการรองรับผนังที่ดีขึ้น

ถาม: ชิปไทเทเนียมเป็นอันตรายจากไฟไหม้หรือไม่
เศษละเอียดและแห้งสามารถติดไฟได้ เก็บให้ชัดเจนและจัดเก็บแยกกัน หลีกเลี่ยงแหล่งกำเนิดประกายไฟ และใช้สารดับเพลิงชนิดผง-แห้งแทนน้ำ

ถาม: การตัดเฉือนเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุของพื้นผิวหรือไม่
ใช่. ความร้อนสูงเกินไปและการปนเปื้อนสามารถสร้าง-ชั้นอัลฟ่าที่อุดมด้วยออกซิเจนและความเค้นตกค้าง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพารามิเตอร์การตัดจึงควบคุมความสมบูรณ์ของพื้นผิว และเหตุใดชั้นจึงถูกกำจัดออกบนชิ้นส่วนสำคัญ-ที่ล้า