Kāpēc titānu ir grūti apstrādāt?

Četras titāna sakausējumu īpašības, tostarp zema siltumvadītspēja, smaga darba sacietēšana, augsta afinitāte ar griezējinstrumentiem un neliela plastiskā deformācija, ir galvenie iemesli, kāpēc titāna sakausējumus ir grūti apstrādāt. Tā griešanas indekss atbilst tikai 20% brīvi griežamā tērauda.

Zema siltumvadītspēja

Titāna sakausējuma siltumvadītspēja ir tikai aptuveni 16% no 45 # tērauda siltumvadītspējas. Apstrādes laikā nevar laikus izvadīt siltumu, izraisot lokālu augstu temperatūru uz griešanas malas (instrumenta gala temperatūra apstrādes laikā ir vairāk nekā divas reizes augstāka nekā 45# tēraudam), kas var viegli izraisīt instrumenta difūzijas nodilumu.

Smags darba rūdījums

Titāna sakausējuma sacietēšanas parādība ir acīmredzama, un virsmas sacietēšanas slānis ir smagāks nekā nerūsējošā tērauda slānis, kas radīs zināmas grūtības turpmākajā apstrādē, piemēram, palielinās instrumenta robežas bojājumi.

Augsta afinitāte ar nažiem

Spēcīga saistīšana ar titānu saturošu karbīdu.

Neliela plastiskā deformācija

Tā ir aptuveni 1/2 no 45 tērauda elastības moduļa, tāpēc elastības atjaunošanās ir liela un berze ir nopietna. Tajā pašā laikā apstrādājamā detaļa ir pakļauta arī iespīlēšanas deformācijai.

Procesu zinātība titāna sakausējumu apstrādei

Pamatojoties uz izpratni par titāna sakausējumu apstrādes mehānismu un pievienojot iepriekšējo pieredzi, galvenā titāna sakausējumu apstrādes procesa zinātība ir šāda:

(1) Izmantojiet ieliktņus ar pozitīvu leņķa ģeometriju, lai samazinātu griešanas spēku, griešanas siltumu un sagataves deformāciju.

(2) Uzturiet pastāvīgu padevi, lai izvairītos no sagataves sacietēšanas. Griešanas procesa laikā instrumentam vienmēr jābūt padeves stāvoklī. Radiālā instrumenta saķeres daudzumam ae frēzēšanas laikā jābūt 30% no rādiusa.

(3) Izmantojiet augstspiediena un augstas plūsmas griešanas šķidrumu, lai nodrošinātu apstrādes procesa termisko stabilitāti un novērstu sagataves virsmas deģenerāciju un instrumenta bojājumus, ko izraisa pārmērīga temperatūra.

(4) Turiet asmeņa malu asu. Neasi instrumenti izraisa siltuma uzkrāšanos un nodilumu, kas var viegli izraisīt instrumenta atteici.

(5) Apstrādājiet titāna sakausējumu pēc iespējas mīkstākajā stāvoklī, jo pēc dzēšanas materiāls kļūst grūtāk apstrādājams, un termiskā apstrāde palielina materiāla izturību un palielina asmens nodilumu.

(6) Izmantojiet lielu instrumenta gala loka rādiusu vai slīpumu, lai pēc iespējas vairāk iegrieztu griešanas malu. Tas samazina griešanas spēku un karstumu katrā punktā un novērš lokālu lūzumu. Frēzējot titāna sakausējumu, starp griešanas parametriem vislielākā ietekme uz instrumenta kalpošanas laiku ir griešanas ātrumam, kam seko instrumenta radiālā saķere (frēzēšanas dziļums).

Sāciet ar asmeņiem, lai atrisinātu titāna apstrādes problēmas

Asmens rievas nodilums, kas rodas, apstrādājot titāna sakausējumus, ir lokālais aizmugures un priekšpuses nodilums griešanas dziļuma virzienā. To bieži izraisa iepriekšējās apstrādes atstātais sacietējušais slānis. Ķīmiskā reakcija un difūzija starp instrumentu un sagataves materiālu apstrādes temperatūrā, kas pārsniedz 800 grādus, arī ir viens no rievu nodiluma cēloņiem. Jo apstrādes procesā apstrādājamā priekšmeta titāna molekulas uzkrājas asmens priekšā un tiek "piemetinātas" pie asmens augstā spiedienā un augstā temperatūrā, veidojot apbūvētu malu. Kad iebūvētā mala atdalās no griešanas malas, tā paņem līdzi ieliktņa karbīda pārklājumu, tāpēc titāna apstrādei ir nepieciešami īpaši ieliktņu materiāli un ģeometrijas.

Instrumenta struktūra piemērota titāna apstrādei

Titāna sakausējuma apstrādes uzmanības centrā ir siltums. Lai ātri noņemtu siltumu, uz griešanas malas nekavējoties un precīzi jāizsmidzina liels daudzums augstspiediena griešanas šķidruma. Tirgū ir unikālas frēžu konstrukcijas, kas īpaši paredzētas titāna sakausējuma apstrādei.

Sāciet ar īpašām mehāniskās apstrādes metodēm

pagriežot

Virpojot titāna sakausējuma izstrādājumus, ir viegli iegūt labāku virsmas raupjumu un darba sacietēšana nav nopietna, taču griešanas temperatūra ir augsta un instruments ātri nodilst. Reaģējot uz šīm īpašībām, galvenokārt tiek veikti šādi pasākumi attiecībā uz instrumentiem un griešanas parametriem:

Instrumenta materiāls: YG6, YG8, YG10HT tiek izvēlēti atbilstoši esošajiem rūpnīcas apstākļiem.

Instrumenta ģeometriskie parametri: piemēroti instrumenta priekšējie un aizmugurējie leņķi un instrumenta galu noapaļošana.

Mazāks griešanas ātrums, mērens padeves ātrums, dziļāks griešanas dziļums, pietiekama dzesēšana. Griežot ārējo apli, instrumenta gals nedrīkst būt augstāks par sagataves centru, pretējā gadījumā instrumentu ir viegli piesiet. Pabeidzot griežot un pagriežot plānsienu daļas, instrumenta galvenā novirze Leņķim jābūt lielam, parasti no 75 līdz 90 grādiem.

Frēzēšana

Titāna sakausējuma izstrādājumu frēzēšana ir grūtāka nekā virpošana, jo frēzēšana ir periodiska griešana, un skaidas ir viegli savienot ar asmeni. Kad skaidu līmēšanas zobi atkal iegriež apstrādājamā detaļā, skaidas tiek notriektas un atņem nelielu instrumenta materiāla gabalu, veidojot šķeldošanas asmens ievērojami samazina instrumenta izturību.

Frēzēšanas metode: parasti tiek izmantota slīpēšana.

Instrumenta materiāls: ātrgaitas tērauds M42.

Parasti leģētā tērauda apstrādē leģētā tērauda frēzēšanu neizmanto. Sakarā ar atstarpi starp darbgalda skrūvi un uzgriezni lejā frēzēšanas laikā frēze iedarbojas uz sagatavi, un komponenta spēks padeves virzienā ir tāds pats kā padeves virziens, kas viegli izraisa sagataves galda sabrukt. Notiek neregulāra kustība, kā rezultātā nazis tiek sitiens. Frēzējot uz leju, griezēja zobi saskaras ar cietu ādu, kad tie sāk iegriezties, izraisot frēzes lūzumu. Tomēr, tā kā augšupfrēzēšanas šķembas mainās no plānas uz biezu, instruments ir pakļauts sausai berzei ar apstrādājamo priekšmetu sākotnējās griešanas laikā, kas pastiprina skaidu pielipšanu un instrumenta malu šķelšanos. Lai titāna sakausējumu frēzētu nevainojami, jāņem vērā arī tas, ka, salīdzinot ar vispārējiem standarta frēzēm, ir jāsamazina slīpuma leņķis un jāpalielina reljefa leņķis. Frēzēšanas ātrumam jābūt zemam. Centieties izmantot asus zobu frēzes un izvairieties no lāpstas zoba frēzes.

Pieskaroties

Piesitot titāna sakausējuma izstrādājumus, skaidas ir mazas un viegli savienojamas ar asmeni un sagatavi, kā rezultātā rodas liels virsmas raupjums un liels griezes moments. Nepareiza krāna izvēle un nepareiza darbība piesitiena laikā var viegli novest pie darba sacietēšanas, ārkārtīgi zemas apstrādes efektivitātes un gadījuma krāna lūzuma.

Priekšroka jādod vītnes lēcienam ar pareizo vītni. Zobu skaitam jābūt mazākam par standarta krānu, parasti 2 līdz 3 zobiem. Griešanas konusveida leņķim jābūt lielam, un konusveida daļai parasti ir 3 līdz 4 vītņu garumi. Lai atvieglotu skaidu noņemšanu, uz griešanas konusa var pieslīpēt arī negatīvu slīpuma leņķi. Mēģiniet izmantot īsus piesitienus, lai palielinātu krāna stingrību. Krāna reversajai konusveida daļai jābūt atbilstoši lielākai par standarta, lai samazinātu berzi starp krānu un apstrādājamo priekšmetu.

rīvēšana

Titāna sakausējuma rīvēšanas laikā instrumenta nodilums nav nopietns, un var izmantot gan karbīda, gan ātrgaitas tērauda rīves. Izmantojot karbīda rīves, ir jāpieņem procesa sistēmas stingrība, kas ir līdzīga urbšanai, lai novērstu rīves šķeldošanos. Galvenā problēma, kas rodas, rīvējot titāna sakausējumus, ir tā, ka rīvēšanas apdare nav laba. Rupja asmens platumam jābūt sašaurinātam ar rīves akmeni, lai novērstu asmens saķeršanos ar cauruma sienu. Tomēr ir jānodrošina pietiekama izturība. Parasti asmeņa platums ir 0,1–0,15 mm. arī.

Pārejas punktam starp griešanas malu un kalibrēšanas daļu jābūt gludam lokam. Pēc nodiluma tam jābūt savlaicīgi noslīpētam, un katra zoba loka izmēram jābūt konsekventam; ja nepieciešams, var palielināt kalibrēšanas daļas aizmugurējo konusu.

Urbšana

Titāna sakausējumu urbšana ir sarežģīta, un apstrādes procesā bieži notiek izdegšana un urbuma lūzumi. To galvenokārt izraisa vairāki iemesli, piemēram, slikta urbja uzgaļa asināšana, savlaicīga skaidu noņemšana, slikta dzesēšana un procesa sistēmas slikta stingrība. Tāpēc, urbjot titāna sakausējumus, uzmanība jāpievērš saprātīgam urbja uzgaļu asināšanai, lielam virsotnes leņķim, samazinātam ārējās malas slīpuma leņķim, palielinātam ārējās malas reljefa leņķim un palielinātam aizmugures konusam līdz 2 līdz 3 reizēm nekā standarta urbjiem. Bieži ievelciet instrumentu un nekavējoties noņemiet skaidas, pievēršot uzmanību skaidu formai un krāsai. Ja skaidas urbšanas laikā parādās spalvainas vai maina krāsu, tas norāda, ka urbis ir blāvs un instruments ir savlaicīgi jāmaina un jāuzasina.

Urbšanas matrica jānostiprina uz darbagalda, urbšanas formas vadošajai virsmai jābūt tuvu apstrādes virsmai, un pēc iespējas vairāk jāizmanto īss urbis. Vēl viena problēma, kas ir vērts atzīmēt, ir tāda, ka, izmantojot manuālo padevi, urbis nedrīkst virzīties uz priekšu vai atkāpties caurumā, pretējā gadījumā urbja mala berzēsies pret apstrādāto virsmu, izraisot darba sacietēšanu un padarot urbi neasu.

slīpēšana

Biežas problēmas titāna sakausējuma detaļu slīpēšanā ir slīpripas aizsērēšana, ko izraisa iestrēgušas skaidas un apdegumi uz detaļu virsmas. Iemesls ir tāds, ka titāna sakausējuma siltumvadītspēja ir slikta, kas izraisa augstu temperatūru slīpēšanas zonā, izraisot saķeri, difūziju un spēcīgu ķīmisku reakciju starp titāna sakausējumu un abrazīvu. Lipīgās skaidas un slīpripas aizsērēšana izraisa ievērojamu slīpēšanas koeficienta samazināšanos. Difūzijas un ķīmisko reakciju rezultātā apstrādājamā detaļa tiek sadedzināta uz slīpēšanas virsmas, kā rezultātā samazinās detaļas noguruma izturība. Tas ir acīmredzamāks, slīpējot titāna sakausējuma lējumus.

Lai atrisinātu šo problēmu, tiek veikti šādi pasākumi:

Izvēlieties piemērotu slīpripas materiālu: zaļš silīcija karbīds TL. Nedaudz zemāka slīpripas cietība: ZR1.

Titāna sakausējuma materiālu griešana jākontrolē no instrumentu materiālu, griešanas šķidrumu un apstrādes procesa parametru aspektiem, lai uzlabotu titāna sakausējuma materiālu apstrādes kopējo efektivitāti.