چگونه می توان پارامترهای برش را در ماشینکاری تیتانیوم بهینه کرد؟

آلیاژهای تیتانیوم (مانند TC4 و TI-6AL-4V) دارای هدایت حرارتی کم (تقریباً یک پنجم از فولاد) ، استحکام عالی درجه حرارت بالا و فعالیت شیمیایی قابل توجهی هستند (مستعد پیوند با مواد ابزار). این خصوصیات به راحتی می تواند منجر به "سایش چسب درجه حرارت بالا" و "پچ پچ" در هنگام برش شود. بنابراین ، بهینه سازی هدفمند پارامترهای برش برای رفع این چالش ها ضروری است.

1. سرعت برش (VC) چقدر است؟

ابزارهای کاربید (مانند WC-Co مبتنی بر پوشش ، پوشش TIALN توصیه می شود): محدوده سرعت توصیه شده برای ماشینکاری خشن 50-100 متر در دقیقه است و برای اتمام سرعت می تواند به 80-150 متر در دقیقه افزایش یابد.

ابزارهای سرامیکی (مانند AL2O3-TIC) یا ابزارهای CBN: مناسب برای اتمام سرعت بالا ، سرعت برش را می توان به 150-300 متر در دقیقه افزایش داد.

محدودیت سرعت کم:از برش سرعت زیر 30 متر در دقیقه خودداری کنید ، زیرا نیروهای برش بیش از حد ممکن است باعث تراشیدن ابزار شوند.

محدودیت های اصلی ‌:هنگامی که آلیاژهای تیتانیوم با سرعت زیاد بریده می شوند ، درجه حرارت در منطقه برش به طرز چشمگیری بالا می رود (تا 800-1000 درجه) ، به طور بالقوه باعث می شود ابزار (مانند فولاد پر سرعت) به سرعت نرم شود. علاوه بر این ، آلیاژهای تیتانیوم مستعد واکنش های شیمیایی با مواد ابزار (مانند تنگستن و کبالت) هستند و یک لایه پیوند با قدرت کم تشکیل می دهند که باعث خرابی ابزار می شود.

2. نرخ خوراک (F)

تضاد اصلی:

سرعت خوراک بیش از حد باعث افزایش قابل توجهی نیروی برش خواهد شد (آلیاژ تیتانیوم دارای انعطاف پذیری بالا و مقاومت در برابر تغییر شکل قوی) است که ممکن است باعث تغییر شکل کار یا القای لرزش شود. در حالی که سرعت خوراک بسیار کمی باعث افزایش اصطکاک بین لبه برش و سطح قطعه کار می شود و در نتیجه "اثر شخم زدن" و افزایش زبری سطح ایجاد می شود.

دامنه بهینه سازی:میزان خوراک توصیه شده برای سخت گیری 0.15-0.3 میلی متر در ساعت است ،

اصل:اولویت بندی عمق برش کافی برای جلوگیری از لایه سخت شده در سطح قطعه کار (آلیاژهای تیتانیوم مستعد تشکیل یک لایه سخت کننده کار سرد هستند که بعد از پردازش آن را افزایش می دهد.

عمق برش (AP)

در نتیجه 20 ٪ -50 ٪) ، در نتیجه اصطکاک و سایش بین ابزار و لایه سخت شده را کاهش می دهد.

دامنه بهینه سازی:عمق برش توصیه شده برای خشن 2-5 میلی متر و برای به پایان رساندن ، 0.5-2 میلی متر است. برای جلوگیری از پچ پچ ناشی از عمق برش نامناسب ، استحکام دستگاه را در نظر بگیرید.

4. بهینه سازی کمکی

هندسه ابزار:برای کاهش نیروهای برش و زاویه پشتی کوچکتر (5 درجه -8 درجه) از زاویه بزرگتر (10 درجه -15 درجه) استفاده کنید تا قدرت تیغه را افزایش دهید.

خنک کننده و روغن کاری:خنک کننده فشار بالا (فشار 5-20 مگاپاسکال) + مایع برش فشار شدید (حاوی مواد افزودنی گوگرد و فسفر) برای افزایش حذف گرما و مهار چسبندگی.

پچ پچ خالی ناشی از عمق برش نامناسب.