Обработка титана с ЧПУ: процесс, инструмент и способы оптимизации скорости и подачи

Титановый сплав, обладающий высокой прочностью, низкой плотностью и хорошей коррозионной стойкостью, широко используется в таких областях, как авиационная, автомобильная, биомедицинская и нефтяная промышленность. Среди них особое значение имеет применение титановой продукции в авиакосмической промышленности. Однако сложность обработки титановых сплавов также привлекает внимание из-за их уникальных физических и химических свойств. В этой статье основное внимание будет уделено подробному анализу и обсуждению применения обработки титана, ключевой технологии обработки.

Обзор обработки титана

Механическая обработка титановых сплавов — это современный процесс обработки металлов, который в основном используется для переработки материалов из титановых сплавов в детали или изделия различных форм и размеров.

Виды титана

Как и большинство металлов, титан представлен в широком разнообразии. В следующей таблице описаны преимущества, недостатки и области применения различных типов титана:

Тип титанового сплава	Описание	Наши преимущества	Недостатки бонуса без депозита	Приложения
Ti-6Al-4V	Альфа-бета-сплав, наиболее широко используемый титановый сплав из-за его высокого соотношения прочности к весу и превосходной коррозионной стойкости.	Высокая прочность, хорошая ударная вязкость, биосовместимость, свариваемость.	Высокая стоимость, сложность обработки, необходимость защитной атмосферы во время сварки.	Компоненты аэрокосмической отрасли, медицинские имплантаты, морское применение.
Ti-6Al 2Sn-4Zr-2Mo	Альфа-бета-сплав с улучшенным сопротивлением ползучести и прочностью при повышенных температурах.	Хорошее сопротивление ползучести, высокое соотношение прочности и плотности.	Ограниченная свариваемость, более высокая стоимость по сравнению с Ти-6Ал-4В.	Газовые турбины, детали авиационных двигателей, детали конструкций.
Ti-5Al-2.5Sn	Альфа-сплав с хорошей свариваемостью и способностью к холодной штамповке.	Хорошая свариваемость, отличная коррозионная стойкость.	Меньшая прочность по сравнению с Ti-6Al-4V, ограниченная устойчивость к высоким температурам.	Морское применение, химическое оборудование.
Ti-3Al-2.5V	Около-альфа-сплав, известный хорошей формуемостью и свариваемостью.	Хорошая формуемость, низкая плотность.	Меньшая прочность и сопротивление ползучести по сравнению со сплавами альфа-бета.	Детали планера, автомобильные рессоры, морские компоненты.
Ти-15В-3Ал-3Сн-3Кр	Бета-сплав с высокой прочностью и превосходной усталостной стойкостью.	Высокое соотношение прочности и плотности, хорошая усталостная прочность.	Низкая пластичность, трудность обработки из-за высокой эластичности.	Аэрокосмическое шасси, спортивное оборудование, протезы.
Коммерчески чистый (CP) титан класса 1–4	Титан CP с различным содержанием кислорода и железа, обеспечивающий превосходную коррозионную стойкость и формуемость.	Хорошая свариваемость, отличная коррозионная стойкость в различных средах.	Меньшая прочность по сравнению с титановыми сплавами, более высокая пластичность.	Химическое технологическое оборудование, медицинские имплантаты, архитектурные применения.
Бета С Титан	Бета-сплав с высокой прочностью и превосходной способностью к холодной штамповке.	Высокая прочность, хорошая формуемость в холодном состоянии, хорошая усталостная прочность.	Ограниченная выносливость при повышенных температурах, более низкая ударная вязкость по сравнению со сплавами альфа-бета.	Аэрокосмический крепеж, пружины, спорттовары.

Характеристики обработки титана

При резании коэффициент деформации титанового сплава невелик (меньше или равен 1), а трение стружки о поверхность инструмента велико, что легко приводит к более быстрому износу инструмента.

Температура титанового сплава при резке выше, поскольку теплопроводность титанового сплава мала, тепло, выделяемое во время обработки, нелегко передать. В обычных условиях количество тепла, выделяемого при обработке титанового сплава, примерно в два раза больше, чем при обработке нержавеющей стали.

Явление охлаждения титанового сплава становится более серьезным при его обработке. Из-за большой химической активности титанового сплава он легко поглощает кислород и азот во время высокотемпературной резки, образуя твердую корку. Кроме того, изменение пластичности также может привести к упрочнению поверхности.

Метод обработки титана

Титан и его сплав — это разновидность металлического материала с хорошими механическими свойствами и коррозионной стойкостью, но его обработка сложна, и для обеспечения качества и эффективности обработки требуются специальные методы и процессы обработки. Ниже приведены несколько распространенных методов обработки титана:

Динамический поворот

Динамическое точение — это эффективный метод обработки, подходящий для титановых сплавов, который характеризуется постоянным изменением скорости подачи и глубины резания режущего инструмента в процессе обработки, чтобы уменьшить износ инструмента и продлить срок его службы. Этот метод также помогает снизить вибрацию и удары во время резки, тем самым улучшая качество и точность обрабатываемой поверхности.

Динамическое фрезерование

Динамическое фрезерование — это стратегия переменной подачи и глубины резания в процессе фрезерования, позволяющая адаптироваться к различным профилям заготовок и снизить удары и вибрацию во время резки. Для таких материалов, как титановые сплавы, динамическое фрезерование может значительно повысить эффективность обработки и срок службы инструмента, обеспечивая при этом качество обработанной поверхности и точность размеров.

Спиральное фрезерование

Винтовое фрезерование — это стратегия фрезерования с использованием спиральной траектории подачи. Этот метод может уменьшить удары и вибрацию во время резки, одновременно уменьшая боковую силу инструмента, помогая повысить эффективность обработки и срок службы инструмента. При обработке титановых сплавов спиральное фрезерование часто используется для обработки глубоких отверстий и сложного контурного фрезерования, что позволяет эффективно контролировать температуру и силу во время обработки, чтобы обеспечить качество обработки.

При сборке самолетов обработка отверстий большого диаметра всегда является трудным моментом. С помощью технологии винтового фрезерования можно удобно реализовать «один инструмент и несколько траекторий», регулируя эксцентриситет, что значительно повышает эффективность обработки и снижает затраты. Например, в процессе фрезерования спиральных отверстий большого диаметра 19.05 мм (3/4 дюйма) из титанового сплава.

Процесс обработки титана

Титановый сплав — материал с отличными механическими свойствами и коррозионной стойкостью, однако из-за высокой твердости, низкой теплопроводности и химической активности его обработка относительно сложна. При обработке титановых сплавов обычно используются следующие процессы и технологии:

Выбор режущего инструмента

Выбор правильного режущий инструмент имеет решающее значение для обработки титановых сплавов, а обычные режущие инструменты включают:

Твердосплавные инструменты: Твердосплавные инструменты спечены из порошка карбида вольфрама и порошка кобальта, обладают превосходной твердостью и износостойкостью, подходят для высокоскоростной резки и обработки с большими нагрузками.

Инструменты с покрытием: Покрытие поверхности инструмента может эффективно уменьшить трение и нагрев, а также продлить срок службы инструмента. К распространенным покрытиям относятся:

• Титан-углерод-азотное покрытие (TiCN): обеспечивает превосходную термическую стабильность и износостойкость.
• Покрытие из алмазоподобного углерода (DLC): превосходно подходит для высокоскоростного фрезерования, значительно продлевая срок службы инструмента.

Стабильная обработанная поверхность

Во время обработки титановых сплавов важно поддерживать стабильную обрабатываемую поверхность, чтобы обеспечить точность и качество обработки. Ключевые меры по достижению стабильной обработанной поверхности включают в себя:

• Подходящие параметры резания: включая выбор скорости резания, скорости подачи и глубины резания, чтобы гарантировать эффективность обработки без ущерба для качества поверхности заготовки.
• Эффективное охлаждение и смазка. Используйте соответствующие охлаждающие и смазочные жидкости, например водорастворимые охлаждающие жидкости, чтобы снизить температуру обработки, уменьшить износ инструмента и эффективно очистить стружку.

Фрезерование вниз

Даунфрезерование — это стратегия фрезерования, обычно используемая при обработке титановых сплавов, которая характеризуется низкими силами резания и вибрацией, что помогает снизить нагрев и износ инструмента во время резки. При попутном фрезеровании обычно используются небольшие радиальные и осевые подачи, чтобы обеспечить гладкость и точность обрабатываемой поверхности.

Выбирайте станок для обработки титана, учитывая факторы

Для высококачественных фрезерных станков для обработки титановых сплавов следует учитывать следующие конкретные рекомендации и соображения:

1. Высокий крутящий момент: обработка титановых сплавов требует от станка очень высокого крутящего момента, чтобы обеспечить силу резания, необходимую во время обработки. Рекомендуется диапазон крутящего момента до 300-1500 Нм, чтобы обеспечить достаточную мощность станка при работе с титановыми сплавами.
2. Низкая скорость: поскольку скорость резания твердосплавными режущими инструментами, обычно используемыми при обработке титановых сплавов, низкая, обычно в диапазоне 45-100 м/мин, скорость шпинделя станка также должна быть отрегулирована соответствующим образом. В большинстве случаев достаточно скорости шпинделя 3000 об/мин.
3. Внутренняя система охлаждения: Внутренняя система охлаждения имеет решающее значение для станков для обработки титановых сплавов, поскольку она может эффективно снизить температуру в зоне резания, уменьшить износ инструмента, а также повысить точность обработки и качество поверхности. Поэтому рекомендуется выбирать машину с эффективной внутренней системой охлаждения.
4. Высокая жесткость и высокая динамическая реакция. Обработка сложных материалов, таких как титановый сплав, требует высокой мощности и высокого крутящего момента шпинделя, поэтому станок должен иметь высокую жесткость, включая высокую статическую жесткость, высокую динамическую жесткость и высокую термическую жесткость. В то же время станок также должен иметь высокую динамическую реакцию, например, высокую точность позиционирования/повторного позиционирования, высокую скорость подачи и высокое ускорение, чтобы обеспечить стабильность и точность в процессе обработки.
5. Высоконадежный интерфейс инструмента: поскольку обработка титанового сплава требует использования мощного шпиндельного резания с высоким крутящим моментом, устройство интерфейса шпинделя станка должно иметь достаточно большую силу натяжения и способность передавать большой крутящий момент. Рекомендуется использовать высоконадежные инструментальные интерфейсы, такие как HSK~A100, HSK~A125 или HSK~A160.

Почему титан трудно обрабатывать?

Титановые сплавы сталкиваются с множеством проблем в процессе обработки, ниже приведены конкретные причины и их влияние:

1. Деформация зажима заготовки и обработки: жесткость тонкостенных деталей из титанового сплава низкая, зажим затруднен, на них легко повлиять сила резания и технологическая деформация. Например, при обработке тонкостенных деталей из титанового сплава с большим соотношением длины к диаметру сила зажима и радиальная сила резания легко деформируют детали.
2. Износ и выбор инструмента: сила резания при обработке титанового сплава, высокая температура, инструменты легко изнашиваются и трескаются. Твердосплавные лезвия или лезвия CVD обычно используются в обрабатывающих инструментах из титановых сплавов, способных противостоять высоким температурам и высоким силам резания.
3. Тепло резания: теплопроводность титанового сплава очень низкая, всего 1/7 стали, 1/16 алюминия, и тепло, выделяемое во время резки, нелегко потерять. Температура в зоне резания может достигать 1000°С и более, что приводит к быстрому износу инструмента.
4. Прикус кромки и опухоль скола: при высоких температурах стружка из титанового сплава легко прилипает к лезвию, образуя опухоль и усугубляя износ инструмента. Следует выбирать материалы режущего инструмента с малым химическим сродством и высокой теплопроводностью к титану, например YG8, YG3 и т. д.
5. Риск возгорания: температура горения титанового сплава высока, теплотворная способность велика, а титановая стружка и стружка, образующиеся во время обработки, легко загораются. Для обеспечения безопасной обработки следует принять соответствующие противопожарные меры.
6. Проблема вибрации: титановый сплав склонен к вибрации во время обработки, в результате чего трение между инструментом и заготовкой превышает эффект резания. Выбор станков с высокой жесткостью и высокой динамической реакцией помогает снизить вибрацию и повысить стабильность обработки.
7. Скорость и глубина резания. Скорость резания не должна быть слишком высокой во время обработки титанового сплава, необходимо контролировать разумную скорость и глубину резания. При черновой обработке скорость резания обычно составляет 25–38 м/мин, а глубина резания – 3–5 мм; При чистовой обработке скорость резки составляет 50–75 м/мин, а глубина резки – 0.2–0.5 мм.
8. Контроль стружки: стружка, образующаяся во время обработки титанового сплава, не контролируется эффективно, что влияет на качество и безопасность обработки. Для контроля стружки можно использовать желоба для стружки, пылесосы и другие средства.
9. Скорость съема металла: Скорость съема металла из титанового сплава низкая, всего около 25% от большинства обычных сталей или нержавеющей стали. Это означает, что обработка титановой заготовки занимает примерно в четыре раза больше времени, чем обработка стальной детали.

Советы и стратегия обработки титановых сплавов

В процессе обработки титановых сплавов для получения качественных результатов обработки необходимо использовать ряд навыков и методов.

Уменьшите температуру

Теплопроводность титанового сплава низкая, что приводит к высокой температуре во время обработки. Высокая температура не только влияет на качество обработки, но также может привести к износу инструмента и деформации заготовки. Для снижения температуры можно предпринять следующие меры:

• Выберите правильную смазочно-охлаждающую жидкость: Смазочно-охлаждающая жидкость может эффективно снизить температуру во время обработки, уменьшить износ инструмента и деформацию заготовки. Для материалов из титановых сплавов следует выбирать жидкие смазочно-охлаждающие жидкости с более высокой теплопроводностью и меньшей вязкостью, такие как сульфидные смазочно-охлаждающие жидкости, органические смазочно-охлаждающие жидкости и т. д.
• Используйте СОЖ под высоким давлением: СОЖ под высоким давлением может более эффективно отводить тепло от резки, снижать температуру в зоне резки и улучшать качество обработки.

Выберите правильный инструмент

Титановый сплав обладает высокой твердостью и сильной химической активностью и предъявляет более высокие требования к инструментальным материалам. Чтобы получить хорошие результаты обработки, необходимо выбрать соответствующий инструмент:

• Инструментальные материалы: следует выбирать износостойкие, высокотвердые, термостойкие и химически инертные инструментальные материалы, такие как цементированный карбид, инструменты PCD, инструменты с алмазными вставками и инструменты с покрытием.
• Угол инструмента: при обработке титанового сплава следует выбирать инструмент с острым лезвием, плотными зубьями, передним/задним углом и спиральным углом. Например, при отделке титановым сплавом TC4 передний угол может составлять 8 ~ 15°; Если выбран расточный или токарный инструмент, передний/задний угол составляет 10–15°, 8–14° и т. д.

Оптимизируйте скорость и подачу

При обработке титанового сплава выбор скорости резания и подачи оказывает важное влияние на качество обработки. Скорость резания и подачу следует выбирать разумно в соответствии с требованиями обработки и характеристиками материала заготовки:

• Скорость резания: скорость черновой резки обычно составляет 25–38 м/мин, глубина резания 3–5 мм; Скорость резания составляет 50–75 м/мин, глубина резания – 0.2–0.5 мм.
• Скорость подачи: 0.10–0.15 мм/об для черновой обработки, 0.05–0.10 мм/об для чистовой обработки.

Контролируйте трепетание и вибрацию

Во время обработки титанового сплава легко создавать флаттер и вибрацию, что влияет на качество обработки и срок службы инструмента. Для борьбы с флаттером и вибрацией можно принять следующие меры:

• Станок с высокой жесткостью и высокой динамической реакцией выбран для обеспечения хорошей стабильности работы даже при резке на высокой скорости.
• Используйте соответствующие приспособления и методы зажима, чтобы обеспечить стабильное закрепление заготовки.
• Спроектируйте разумную траекторию движения инструмента, чтобы избежать внезапного ускорения или замедления инструмента в процессе резания, уменьшить воздействие резания и, таким образом, уменьшить возникновение вибрации.

Техника расклевывания и рампы

При обработке титановых сплавов технология клевания и наклона является эффективным способом контроля сил резания и накопления стружки:

• Технология сверления Пека: Процесс резания разделен на небольшие этапы, что позволяет снизить силу удара при резании и избежать чрезмерного накопления тепла инструментом и заготовкой.
• Технология наклона: разумный угол наклона и глубина предназначены для того, чтобы помочь режущему инструменту плавно входить и выходить из зоны резания, уменьшать накопление стружки, а также повышать эффективность обработки и качество поверхности.

Специальная конструкция инструмента и выбор покрытия

Титановые сплавы предъявляют чрезвычайно высокие требования к инструментальным материалам и покрытиям:

• Специальная конструкция инструмента: например, использование керамических инструментов, выдерживает высокие температуры и химическую эрозию, улучшает стабильность резания и срок службы инструмента.
• Выбор специального покрытия: TiCN, TiAlN и другие специальные покрытия позволяют значительно улучшить износостойкость и стабильность инструмента, а также сохранить гладкость и чистоту поверхности инструмента в процессе резки.

Увеличьте количество канавок

Канавки — это канавки на поверхности инструмента, используемые для удержания смазочно-охлаждающей жидкости. Увеличение количества канавок может увеличить площадь контакта между смазочно-охлаждающей жидкостью и инструментом, тем самым ускоряя скорость потока смазочно-охлаждающей жидкости и улучшая охлаждающий эффект.

• Лучшее охлаждение: большее количество смазочно-охлаждающей жидкости может быстрее отводить тепло от зоны резания, снижая температуру резания, уменьшая износ инструмента и деформацию заготовки.
• Улучшенная смазка: СОЖ может не только охлаждать, но и смазывать зону резания, уменьшая трение между инструментом и заготовкой, уменьшая силу резания.

Производители инструментов могут проектировать и производить инструменты с различным количеством канавок по мере необходимости. При выборе инструмента можно выбрать необходимое количество канавок в соответствии с требованиями обработки и характеристиками материала заготовки.

Ограничьте осевую глубину вокруг вытянутых элементов.

В процессе обработки с вытянутыми характеристиками легко возникают вибрации и флаттеры из-за действия силы резания, что приводит к снижению качества обработки. Ограничение осевой глубины снижает силы резания и снижает вероятность вибрации и флаттера.

• Уменьшите вибрацию и флаттер: ограничивая осевую глубину, можно уменьшить силу резания, уменьшить возникновение вибрации и флаттера, а также улучшить стабильность обработки и качество заготовки.
• Повышенная эффективность обработки: хотя осевая глубина ограничена, эффективность обработки можно сохранить или повысить за счет увеличения скорости подачи или скорости резания.

При программировании или настройке параметров обработки необходимо ограничить осевую глубину в соответствии с характеристиками заготовки и требованиями обработки. Обычно это требует опыта или экспериментов для определения соответствующего диапазона осевой глубины.

Закончить с фаской

Фаска — это скос или закругленный угол на краю заготовки. Завершение фаской может уменьшить силу резания и концентрацию напряжений на кромке заготовки, улучшая качество поверхности заготовки.

• Уменьшите силу резания. Фаска может уменьшить площадь резания во время резки, тем самым уменьшая силу резания.
• Улучшите качество поверхности: снятие фасок позволяет устранить заусенцы и концентрацию напряжений на кромке заготовки, делая поверхность заготовки более гладкой.
• Продление срока службы инструмента: за счет уменьшения силы резания соответственно снижается износ инструмента, что продлевает срок службы инструмента.

Зависимая вторичная ремиссия

Вторичное смягчение относится к уменьшению сил резания путем регулировки параметров резания или принятия других мер в процессе обработки. Этого можно добиться за счет уменьшения глубины резания, увеличения скорости резания, использования более острых инструментов и т. д.

• Уменьшите силу резания: уменьшив силу резания, вы можете уменьшить вибрацию и вибрацию во время обработки, улучшить стабильность обработки.
• Улучшите качество обработки. Уменьшение силы резания также может уменьшить появление царапин и износа на поверхности заготовки и улучшить качество обработки.
• Увеличение срока службы инструмента. Уменьшение сил резания также снижает риск износа и поломки инструмента, тем самым продлевая срок его службы.

Изменение осевой глубины

Осевая глубина относится к глубине режущего инструмента на заготовке. Изменяя осевую глубину, можно регулировать силу резания и эффективность резания.

• Повышение эффективности обработки: на этапе черновой обработки осевая глубина может быть соответствующим образом увеличена для повышения эффективности обработки; На чистовом этапе необходимо уменьшить осевую глубину, чтобы обеспечить качество обработки.
• Контроль силы резания: изменяя осевую глубину, можно контролировать величину силы резания, чтобы адаптировать ее к различным потребностям обработки.
• Увеличенный срок службы инструмента. Правильный выбор осевой глубины может снизить риск износа и поломки инструмента, тем самым продлевая срок службы инструмента.

Другие советы

• Оставьте достаточно места: при проектировании траектории обработки убедитесь, что ножу достаточно места для резки и избегайте столкновения с заготовкой.
• Уменьшите прикус: использование коротких острых насадок может уменьшить площадь контакта с титановым сплавом и уменьшить эффект прикуса.
• Используйте винтовые концевые фрезы с изменяемым размером: концевые винтовые фрезы с регулируемым размером помогают уменьшить вибрацию и флаттинг во время резки и повысить стабильность обработки.
• Контролируйте фрагментацию: выберите подходящие параметры резки и инструменты, чтобы избежать фрагментации во время обработки.
• Используйте много охлаждающей жидкости: помимо охлаждающей жидкости под высоким давлением можно использовать и другие охлаждающие жидкости для контроля нагрева во время процесса резки.

Разница между обработкой титана и обработкой других материалов

Обработка титановых сплавов существенно отличается от обработки других материалов (таких как стальные и алюминиевые сплавы), главным образом в следующих аспектах:

Характеристика	Титановый сплав	Стальной сплав	Алюминиевый
Твердость и прочность материала	Высокая твердость и прочность, большие силы резания, быстрый износ инструмента.	Умеренная твердость и прочность, умеренные силы резания, относительно медленный износ инструмента.	Меньшая твердость и прочность, небольшие силы резания, медленный износ инструмента.
Теплопроводность	Низкая теплопроводность, тепло трудно рассеивается во время обработки, что приводит к перегреву.	Высокая теплопроводность, хорошее рассеивание тепла, тепло, образующееся во время обработки, легко рассеивается.	Высокая теплопроводность, отличный отвод тепла, тепло, образующееся во время обработки, легко рассеивается.
Скорость резания и скорость подачи	Требуются более низкие скорости резания и меньшая глубина резания для уменьшения тепловыделения и износа инструмента, умеренная скорость подачи.	Можно использовать более высокие скорости резания и большую глубину резания, что повышает эффективность обработки, скорость подачи может быть относительно высокой.	Можно использовать очень высокие скорости резания и большую глубину резания, очень высокую скорость подачи, что значительно повышает эффективность обработки.
Инструментальный материал и покрытие	Используются высокоизносостойкие твердосплавные или керамические инструменты, а также покрытия, такие как TiCN или TiAlN, для увеличения срока службы инструмента.	Обычно используются инструменты из быстрорежущей стали (HSS) или твердосплавные сплавы, а также обычные покрытия, такие как TiN.	Обычно используются инструменты из быстрорежущей стали или твердого сплава, обычно не требуются специальные покрытия.
Требования к охлаждающей жидкости	Требуется большое количество СОЖ или системы подачи СОЖ под высоким давлением для контроля температуры резки и предотвращения перегрева.	Умеренные требования к охлаждающей жидкости, хорошая теплоотдача, не требует большого количества охлаждающей жидкости	Низкая потребность в СОЖ, отличный отвод тепла, не требуется большое количество СОЖ во время обработки.
Контроль стружки	Стружка легко накапливается и запутывается, что требует эффективных мер по борьбе со стружкой, таких как сверление с прорезью и специальная геометрия инструмента.	Стружка легко контролируется, не скапливается и не запутывается, обращение со стружкой относительно простое.	Щепки легкие, с ними легко обращаться, они не скапливаются и не запутываются.
Вибрация и болтовня	Склонен к вибрации и вибрации из-за высокой твердости и прочности, требует стабильного обрабатывающего оборудования и оптимизированных траекторий движения инструмента.	Хорошая стабильность, но все же требует контроля вибрации и вибрации во время высокоинтенсивной резки.	Очень устойчив, не склонен к вибрации и вибрации, процесс резки относительно плавный.
Специальные методы обработки	Использует сверление с продольным наклоном, попутное фрезерование, формирование стружки от толстого до тонкого, концевые фрезы с изменяемым шагом спирали, специальные конструкции инструментов и покрытия, контролирует силы резания и накопление стружки.	Стандартных методов и траекторий резки достаточно, но можно указать некоторые специальные методы, используемые для титановых сплавов.	Методы высокоскоростной резки и высокой подачи, стандартные конструкции и траектории инструмента.
Срок службы инструмента	Короткий срок службы инструмента, требует частой замены и технического обслуживания.	Более длительный срок службы инструмента, относительно меньшая частота технического обслуживания	Длительный срок службы инструмента, низкая частота технического обслуживания
Стоимость обработки	Высокая стоимость обработки, требует высокопроизводительных инструментов и систем подачи СОЖ.	Умеренные затраты на обработку, достаточно обычных инструментов и систем подачи СОЖ.	Низкая стоимость обработки, низкие требования к инструменту и СОЖ, высокая эффективность обработки.

Распространенное использование обработки титановых сплавов

Обработка титана находит применение в различных отраслях:

1. Аэрокосмическая индустрия: используется для компонентов самолетов, таких как детали двигателей, шасси и конструктивные элементы, из-за соотношения прочности и веса.
2. Мед: Необходим для производства хирургических имплантатов и инструментов из-за своей биосовместимости и устойчивости к коррозии.
3. Автомобильная: Используется в автомобилях с высокими эксплуатационными характеристиками для таких компонентов, как выхлопные системы и детали подвески, для снижения веса и повышения долговечности.

Факторы, которые следует учитывать при обработке труднообрабатываемых материалов

При обработке труднообрабатываемых материалов необходимо учитывать следующие факторы для обеспечения эффективной обработки и качества заготовки:

Свойства материала

1. Твердость и прочность: Труднообрабатываемые материалы часто обладают высокой твердостью и прочностью, что требует использования твердых инструментов и больших сил резания. Например, титановые сплавы тверды, и при их обработке следует выбирать износостойкие инструментальные материалы высокой твердости, такие как твердосплавные инструменты или инструменты PCD.
2. Пластичность и прочность: Материалы с высокой пластичностью и прочностью имеют тенденцию деформироваться и разрушаться во время механической обработки, что требует применения соответствующих методов и параметров резки.
3. Теплопроводность: Материалы с низкой теплопроводностью имеют тенденцию генерировать высокие температуры во время обработки, что влияет на качество заготовки и срок службы инструмента. Например, титановые сплавы обладают низкой теплопроводностью, поэтому для контроля температуры требуется большое количество теплоносителя.

Условия обработки

1. Скорость резания: Выбор скорости резки имеет решающее значение для труднообрабатываемых материалов. Чрезмерная скорость резания может привести к ускоренному износу инструмента и ухудшению качества заготовки, а слишком низкая скорость может снизить эффективность обработки. Поэтому скорость резания следует выбирать исходя из твердости и прочности материала.
2. Скорость подачи: Скорость подачи напрямую влияет на эффективность обработки и качество заготовки. Для труднообрабатываемых материалов часто выбирают меньшую скорость подачи, чтобы уменьшить силы резания и вибрации и повысить стабильность обработки.
3. Глубина резания: Глубина резания означает расстояние, на которое режущий инструмент проникает в заготовку. Для труднообрабатываемых материалов при выборе глубины резания необходимо учитывать твердость и прочность материала, а также долговечность инструмента.

Выбор инструмента

1. Материал инструмента: Из-за высокой твердости и прочности труднообрабатываемых материалов следует выбирать износостойкие инструментальные материалы высокой твердости, такие как твердый сплав или PCD.
2. Геометрия инструмента: Разумная геометрия инструмента может повысить эффективность резки и качество заготовки. Для труднообрабатываемых материалов часто выбирают большие передние углы и задние углы, чтобы уменьшить силы резания и вибрацию.
3. Покрытия для инструментов: Специальные покрытия повышают износостойкость и режущие свойства инструментов, продлевая срок их службы.

Оборудование для обработки

1. Жесткость машины: Труднообрабатываемые материалы имеют тенденцию создавать вибрации и вибрацию во время обработки, что требует использования станков высокой жесткости для повышения стабильности обработки.
2. Система охлаждения: Для материалов, склонных к образованию высоких температур, необходима эффективная система охлаждения для контроля температуры, повышающая качество заготовки и срок службы инструмента.

Процесс обработки

1. Разработка процесса: Рациональное проектирование процесса может значительно снизить сложность обработки. Разработка соответствующих процессов обработки имеет решающее значение для повышения эффективности и качества обработки.
2. Последовательность обработки: Разумная последовательность обработки может снизить силы резания и вибрации, улучшая качество обработки. Например, при обработке длинных и тонких деталей в первую очередь можно обрабатывать другие детали, а узкие детали можно обрабатывать в последнюю очередь.

Другие факторы

1. Форма заготовки: Сложность формы заготовки может повлиять на сложность обработки. Для сложных форм могут потребоваться методы многоэтапной резки или комбинированной резки.
2. Точность обработки: Более высокая точность обработки увеличивает сложность обработки. Поэтому соответствующий уровень точности обработки следует выбирать исходя из реальных потребностей.
3. Среда обработки: Условия обработки, такие как температура и влажность, также могут влиять на качество обработки. Необходимо поддерживать стабильную и чистую среду обработки, чтобы уменьшить влияние внешних факторов на качество обработки.

Вывод

Обработка титана — это специализированный процесс обработки, имеющий решающее значение для отраслей, требующих высокопроизводительных материалов. Понимание его свойств, проблем, методов и применения имеет важное значение для оптимизации производственных процессов и достижения точного и эффективного производства титановых компонентов.

Ищете точность, качество и эффективность обработки на станках с ЧПУ? бойы ваше идеальное решение! Мы специализируемся на предоставлении первоклассных услуг по механической обработке с ЧПУ, обслуживающих широкий спектр отраслей и применений. Благодаря нашему современному оборудованию и опытной команде мы обеспечиваем безупречную точность и превосходное качество поверхности, гарантируя, что ваш проект будет соответствовать самым высоким стандартам.

Если вам нужна разработка прототипа, мелкосерийное производство или крупномасштабное производство, BOYI гарантирует своевременную доставку и экономически эффективные решения. Доверьте нам воплотить ваши идеи в реальность с непревзойденным мастерством и преданностью делу. Выберите BOYI для вашего Обработка с ЧПУ потребности и почувствуйте разницу в качестве и обслуживании!

FAQ

---

Каталог: Руководство по обработке с ЧПУ