Пробиването на титанови сплави е високо{0}}рисков процес на обработка. Този материал има ниска топлопроводимост около 7 W/m·K. Той улавя топлината в зоната на рязане по време на пробиване. Материалът също така има висока якост и активни химични свойства. Тези характеристики ускоряват абразивното износване и адхезивното износване на ръбовете на режещия инструмент. Работниците във фабриката се сблъскват с често срещан проблем при действителната работа. Работниците повишават параметрите на рязане, за да повишат ефективността на производството, но режещите инструменти се износват бързо. Работниците намаляват параметрите, за да удължат живота на инструмента, но времето на цикъла на обработка става по-дълго.
Хората не трябва да избират един приоритет пред друг. Те трябва само да балансират двата резултата по интелигентен начин.
Скорост на рязане – Термичният регулатор
Скоростта на рязане влияе най-много върху температурата на рязане при пробиване на титанова сплав. Обработката на стомана позволява по-високи скорости за повишаване на производителността с незначително износване на инструмента. Обработката на титанови сплави изисква строг контрол на скоростта. Твърде високата скорост на рязане причинява бързо повишаване на температурата в зоната на рязане. Повърхността на детайла ще образува втвърдяващи се при работа слоеве. Режещият ръб ще претърпи силно износване на ръба и натрупана-повреда по ръба за кратко време.
Твърдосплавните инструменти работят добре при стабилен скоростен диапазон от 25 до 45 m/min. Свредлата с TiAlN покритие работят при ниски стойности на скоростта в този диапазон. Те показват стабилни правила за износване и произвеждат отвори с постоянно качество. Стойностите на скоростта извън този диапазон водят до рязко увеличаване на износването на инструмента. Прекомерното топлинно натоварване надвишава капацитета на разсейване на топлината на режещите инструменти.
Скорост на подаване – променливата за образуване на стружки
Скоростта на подаване контролира директно дебелината на стружките, състоянието на отстраняване на стружките и аксиалната сила на рязане. Скоростта на подаване има най-голямо влияние върху грапавостта на повърхността на отвора сред всички параметри на обработка за Ti-6Al-4V пробиване. Ниската скорост на подаване намалява въртящия момент при пробиване и аксиалната сила. Но изключително ниската скорост на подаване ще доведе до втвърдяване на повърхността на титан. Освен това не успява да счупи и премахне ефективно стружките. Високата скорост на подаване помага за разделянето на стружките на правилни сегменти. Но увеличава механичния натиск върху върха на свредлото.
Най-добрият диапазон на скорост на подаване за конвенционално пробиване е 0,03 до 0,12 mm/rev. Скоростта на шпиндела и ъгълът на върха на инструмента променят температурата на детайла при пробиване на титан. Скоростта на подаване не създава очевидни температурни промени. Това практическо правило казва ясно на потребителите. Оптимизирането на скоростта на подаване основно подобрява формата на чипа и условията на механична сила. Има малък ефект върху контрола на топлината.
Стратегия за охлаждащата течност – факторът, който позволява
Обикновената охлаждаща течност не може да поддържа ефективно пробиване на титаниева сплав. Температурата на зоната на рязане е твърде висока, за да могат традиционните смазочни материали да работят нормално. Контактната зона на инструмента и чипа губи ефективна термична защита. Подаването-на охлаждаща течност под високо налягане напълно подобрява условията на обработка.
Инструментите с вътрешни канали за охлаждаща течност изпращат охлаждащата течност под високо{0}}налягане направо към режещия ръб. Този дизайн контролира добре температурата на рязане и поддържа плавното отстраняване на стружките. Професионалните структури на каналите за охлаждаща течност доставят четири пъти повече охлаждаща течност при същото налягане. Стандартните помпи за високо-налягане достигат минималното ефективно налягане. Това налягане избутва охлаждащата течност в-процепа на стружките на инструмента и образува стабилен смазващ слой.
Високо{0}}производителното пробиване на титан трябва да използва инструменти с вътрешни канали за охлаждаща течност под високо{1}}налягане. Тази конфигурация е необходимо условие за стабилна и ефективна обработка.
Геометрия на инструмента – множителят на силата
Оптимизацията на параметрите не може да работи без съответстваща геометрия на инструмента. X--образният изтъняващ дизайн намалява устойчивостта на рязане. Той също така подобрява качеството на отвора и ефективността на отстраняване на стружките. Дизайнът на накрайника с двоен- ъгъл със сложни ъгли от 118 градуса и 90 градуса разбива стабилно стружките и плавно насочва изхвърлянето на стружките. Твърдосплавните основи на инструмента с професионални покрития осигуряват стабилна висока-температурна твърдост и устойчивост на окисление.
Различните геометрии на инструмента водят до много различни резултати от обработката. Професионален тест доказва, че една специална структура на инструмента за чистачки може да пробие 75 отвора при скорост 50 m/min и скорост на подаване 0,10 mm/rev. Неговият експлоатационен живот е три пъти по-дълъг от този на други обичайни геометрии на инструменти. Геометрията на инструмента играе ключова роля в разликите в производителността, повече от покритията и субстратите на инструмента.
Практическата рамка
Следната система от параметри предоставя надеждна референция за фабрики, които обработват Ti-6Al-4V титанова сплав.
- Скорост на рязане: 25–45 m/min за твърди карбидни инструменти. Изберете ниски стойности на скоростта за периодично рязане или нестабилни условия на обработка.
- Скорост на подаване: 0,03–0,12 мм/об. Използвайте ниски скорости на подаване за по-добро покритие на повърхността. Използвайте високи скорости на подаване за по-добра производителност при чупене на стружки.
- охлаждаща течност: Приемете вътрешно захранване с охлаждаща-налягане. Минималното препоръчително налягане е 1000 psi (7 MPa).
- Точкова геометрия: 118 градуса –140 градуса ъгъл на върха с изтъняване. Изберете дизайни с двоен-ъгъл за прецизен контрол на стружките.
- Покритие: TiAlN PVD покритие върху фино-твърдосплавни субстрати.
Потребителите могат да коригират комбинации от параметри въз основа на действителните нужди от обработка. Дайте приоритет на ниските скорости на подаване и умерените скорости, ако повърхностното покритие е основното изискване. Дайте приоритет на високо-скоростната обработка с охлаждаща течност под високо-налягане, ако производствената ефективност е основната цел. Пробиване с периодично забавяне на подаването е друг ефективен метод. Може да подобри ефективността на отстраняване на стружки при пробиване на титаниева сплав.
