Советы по токарной обработке титана

Обработка титана часто обсуждается применительно к фрезерованию, но о токарной обработке титана имеется не так много информации. Хотя большинство титановых изделий обычно обрабатывается фрезерованием, нередко этот экзотический материал подвергается токарной обработке.

Токарная обработка титана часто используется для изготовления фланцев или труб, которые будут использоваться в агрессивных средах. Он также используется для изготовления прочных, легких деталей, которые должны выдерживать нагрузку, и в деталях турбин.

В этой статье я поделюсь некоторыми советами, которые помогут вам успешно обрабатывать титан на токарном станке.

Примечание: данная статья является переводом

Поскольку одно из наиболее типичных применений титана связано с облегчением веса, очень часто можно встретить очень тонкие титановые детали.

При обработке титана вы сразу же обнаружите одну вещь: он не сидит на месте. Очень редко удается использовать подход "грубо, чисто, грубо, чисто" при обработке всех сторон детали. Он значительно деформируется при удалении материала.

Возможно, вам уже знакомы некоторые из этих проблем, особенно если вы имели дело с тонким алюминием или нержавеющей сталью. Однако для титана следует ожидать еще большего коробления.

Тонкие титановые детали обычно необходимо зачистить с обеих сторон, затем разжать и обработать. Медленно подходите к готовым размерам, чтобы убедиться, что вы можете удерживать жесткие допуски.

На самом деле, возможно, имеет смысл попробовать провести цикл термообработки для снятия напряжения между черновой и чистовой обработкой. Это особенно удобно, если вы удаляете большое количество материала и требуется точность.

Обычно плоскостность очень сложна, если допуски жесткие. Поскольку деталь деформируется при повороте, отверстия также могут деформироваться так, что они становятся некруглыми и могут вмещать только штифты меньшего размера.

Cовет: не снимайте большое количество материала после достижения окончательных размеров; титан деформируется как сумасшедший. Сначала сделайте черновую обработку и потихоньку подбирайтесь к жестким допускам.

Совет профессионала: Использование чистового инструмента с малым радиусом носика (например, около .008″) может означать более длительный цикл чистовой обработки, но меньшее давление резания и меньший нагрев могут означать меньшее коробление при точной чистовой обработке.

Тепло от титана быстро не рассеивается. На самом деле, по сравнению с большинством других металлов, титан является скорее теплоизолятором, чем проводником.

Что это означает для токарной обработки?

Стружка не отводит тепло, как это происходит со сталью или алюминием.

На самом деле, если вы дадите агрессивную нагрузку, ваш резец быстро сгорит. Ваш инструмент - это то, что примет на себя большую часть тепла от резки. Ключ к успешному точению титана заключается в том, чтобы максимально снизить нагрев.

Вот как это проявляется при обработке титана:

• Используйте резцы, предназначенные для титана, которые обычно намного острее, чем те, которые вы бы использовали для стали. Такие резцы лучше режут и не выделяют столько тепла. Фрезы с отрицательным углом наклона или с закругленными режущими кромками не подходят для обработки титана;
• Используйте прореживание стружки. Если это вообще возможно, используйте вставки которые уменьшают размер стружки. Круглые вставки могут хорошо работать, как и при использовании 110-градусного угла вставки CNMG вместо 80-градусной стороны, когда это возможно;
• Хорошая подача охлаждающей жидкости имеет решающее значение! Тепло будет попадать в резак, и только охлаждающая жидкость предотвратит преждевременное выгорание твердого сплава. Мало того, что охлаждающая жидкость должна быть сильно направлена ​​в разрез, вам, вероятно, также понадобится более концентрированная смесь, чтобы получить необходимую смазывающую способность. Это подходящее время для того, чтобы поговорить с вашим торговым представителем охлаждающей жидкости, чтобы узнать, что они рекомендуют;
• Не нажимайте на обороты. Обычный SFPM для титана обычно составляет около 150 или около того, и вы можете получить немного больше для чистовой обработки, если ваш сплав позволяет это. Иногда даже изменение скорости вращения на 10% может привести к катастрофическому отказу фрезы, которая прослужила бы целый час. Титан неумолим;
• Нагрузка стружки важна, но не так важна, как число оборотов. Вы просто не сможете оттолкнуть 6- и 9-гранники толщиной .040″, как это можно сделать со сталью, но вы можете сделать это лучше, чем многие думают. Одно исследование показало, что изменение нагрузки на стружку от .002″ до .020″ привело к изменению температуры реза на 300 градусов по Фаренгейту. Если вы пытаетесь достичь максимальной производительности, увеличивайте подачу, а не скорость.

Титан является абразивным материалом для резки, и твердый сплав испытывает на себе его воздействие.

К распространенным проблемам относятся сколы и износ насечек на "коже" реза. Геометрия и марка пластины могут оказать огромное влияние на срок службы инструмента и стабильность процесса. Например, рассмотрите возможность использования пластины WNMG вместо CNMG.

Представители инструментальной промышленности обычно всегда хотят продемонстрировать свои новейшие и лучшие марки твердых сплавов для титана. Я бы настоятельно рекомендовал брать все бесплатные изделия, которые они готовы раздать, чтобы проверить, действительно ли это имеет значение.

Помимо правильного выбора резцов, есть несколько методов программирования, которые помогут вам продлить срок службы ваших инструментов.

Поскольку износ насечки - явление очень распространенное, попробуйте варьировать глубину резания, чтобы распределить его. Закапывайте фрезу, пока есть запас, и уменьшайте глубину реза по мере истончения заготовки.

Инструменты также не любят, когда их зарывают в углах. Даже при точении программирование интерполяции дуги и использование инструмента с меньшим радиусом наконечника, скорее всего, увеличат срок службы инструмента, чем полное погружение инструмента на одном шаге. Это особенно важно для отделки траекторий движения инструмента.

Многие производители оснастки демонстрируют свои собственные исследования о том, насколько им удалось повысить срок службы и эффективность инструмента с помощью новейших разработок. Честно говоря, трудно отделить маркетинговый ход от правды.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!