Первое, о чем стоит поговорить, — это физическое явление обработки титановых сплавов. Хотя сила резания титанового сплава лишь немного выше, чем у стали той же твердости, физическое явление обработки титанового сплава намного сложнее, чем у обработки стали, что существенно увеличивает сложность обработки титанового сплава.
Теплопроводность большинства титановых сплавов очень низкая, всего 1/7 стали и 1/16 алюминия. Поэтому тепло, выделяющееся в процессе резки титановых сплавов, не будет быстро передаваться заготовке или отводиться стружкой, а будет накапливаться в зоне резания, а образующаяся температура может достигать 1000 °С и более. , что приведет к быстрому износу, скалыванию и растрескиванию режущей кромки инструмента. Образование наростов и быстрое появление изношенной кромки, в свою очередь, приводит к увеличению нагрева в зоне резания, что еще больше сокращает срок службы инструмента.
Высокая температура, образующаяся в процессе резки, также разрушает целостность поверхности деталей из титанового сплава, что приводит к снижению геометрической точности деталей и явлению наклепа, которое серьезно снижает их усталостную прочность.
Эластичность титановых сплавов может быть полезна для работы деталей, но в процессе резания упругая деформация заготовки является важной причиной вибрации. Давление резания заставляет «упругую» заготовку отходить от инструмента и отскакивать, так что трение между инструментом и заготовкой превышает силу резания. В процессе трения также выделяется тепло, что усугубляет проблему плохой теплопроводности титановых сплавов.
Эта проблема становится еще более серьезной при обработке тонкостенных или кольцеобразных деталей, которые легко деформируются. Обработка тонкостенных деталей из титановых сплавов с ожидаемой размерной точностью — непростая задача. Поскольку, когда материал заготовки отталкивается инструментом, локальная деформация тонкой стенки превышает диапазон упругости и происходит пластическая деформация, а прочность материала и твердость точки резания значительно увеличиваются. В этот момент обработка с заранее определенной скоростью резания становится слишком высокой, что приводит к резкому износу инструмента. Можно сказать, что «нагрев» является «первопричиной», затрудняющей обработку титановых сплавов.
Являясь лидером в отрасли режущего инструмента, компания Sandvik Coromant тщательно собрала ноу-хау процесса обработки титановых сплавов и поделилась ими со всей отраслью. Sandvik Coromant сообщил, что на основе понимания механизма обработки титановых сплавов и добавления прошлого опыта основные технологические ноу-хау обработки титановых сплавов заключаются в следующем:
(1) Пластины с положительной геометрией используются для уменьшения силы резания, нагревания при резании и деформации заготовки.
(2) Поддерживайте постоянную подачу, чтобы избежать затвердевания заготовки, инструмент всегда должен находиться в состоянии подачи во время процесса резания, а величина радиального резания ae должна составлять 30% от радиуса во время фрезерования.
(3) СОЖ под высоким давлением и большим расходом используется для обеспечения термической стабильности процесса обработки и предотвращения деградации поверхности заготовки и повреждения инструмента из-за чрезмерной температуры.
(4) Держите лезвие острым, тупые инструменты являются причиной перегрева и износа, что может легко привести к выходу инструмента из строя.
(5) Обработка титанового сплава в максимально мягком состоянии, поскольку после закалки материал становится труднее обрабатывать, а термообработка увеличивает прочность материала и увеличивает износ вставки.
(6) Для резки используйте большой радиус при вершине или фаску и вставьте в разрез как можно больше режущих кромок. Это снижает силу резания и нагрев в каждой точке и предотвращает локальные поломки. При фрезеровании титановых сплавов среди параметров резания наибольшее влияние на стойкость инструмента vc оказывает скорость резания, за которой следует радиальная величина резания (глубина фрезерования) ae.
Время публикации: 06 апреля 2022 г.