Категория: Разное

Обработка титана на токарном станке режимы резания: Токарная обработка титана: режимы резания, резцы, видео

   14.01.2023  Комментировать

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

Совет №1: Титан двигается

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.

Совет №2: Титан изолирует

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.

Совет №3: Титан съедает твердый сплав заживо

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.

Исследования по токарной обработке титана:

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!

Обработка титана, приемы обработки титана :: ТОЧМЕХ

Фрезерование титана требует определенных условий

По сравнению с большинством других металлов, механическая обработка титана предъявляет более высокие требования и накладывает больше ограничений. Титановые сплавы обладают свойствами, способными существенно влиять как на процесс резания, так и на режущий материал. Если инструмент и режимы резания выбраны правильно, а также при хорошей жесткости станка и надежности закрепления заготовки, процесс обработки титана будет высокоэффективным.

Многих проблем, которые традиционно возникают при обработке титана, можно избежать. Нужно лишь преодолеть то влияние, которое свойства титана оказывают на процесс обработки.

Многие из тех свойств, которые делают титан таким привлекательным материалом для изготовления деталей, оказывают влияние на его обрабатываемость, а именно:

  • высокое отношение прочности к весу, причем его плотность составляет, как правило, всего 60 процентов плотности стали,
  • имеет более низкий модуль упругости и более податлив, чем сталь,
  • обладает более высокой стойкостью к коррозии, чем нержавеющая сталь,
  • низкая теплопроводность.

Эти свойства означают, что титан генерирует относительно высокие и концентрированные силы резания при обработке. Это вызывает вибрацию в процессе обработки, что ведет к быстрому износу режущей кромки. Кроме того, титан плохо проводит тепло. Поэтому обработка титана требует от материала инструмента высокой красностойкости.

Трудности обработки титана

Принято считать, что титан с трудом поддается эффективной механической обработке. Но это не типично для современных инструментов и методов обработки. Трудности отчасти возникают оттого, что механическая обработка титана — новая область, и в ней не накоплено достаточно опыта. Кроме того, проблемы нередко носят относительный характер — в сравнении с ожиданиями или иным опытом, особенно в тех случаях, когда этот опыт касается обработки таких материалов, как чугун или низколегированные стали, которые предъявляют более низкие требования и прощают больше ошибок. Титан также может представляться трудным в обработке по сравнению с некоторыми сортами нержавеющей стали.

Хотя обработку титана, как правило, приходится выполнять при других скоростях и подачах, а также с соблюдением ряда предосторожностей, по сравнению с иными материалами, он может быть довольно легким в обработке. Если жесткая деталь из титана надежно зажата на станке соответствующей мощности, в хорошем состоянии и оборудованном шпинделем с конусом ISO 50 с коротким вылетом инструмента, проблем не должно возникать — при условии, что правильно выбран режущий инструмент.

Но идеальные, стабильные условия не всегда присутствуют при фрезеровании. Кроме того, многие детали из титана имеют сложную форму с мелкими, узкими или большими и глубокими карманами, тонкими стенками и фасками. Для успешной обработки этих форм неизбежно требуется инструмент более длинного исполнения, что может вести к деформации инструмента. Потенциальные проблемы с вибрацией чаще возникают при обработке титана.

Боремся с вибрацией и теплом

Прочие факторы, присутствующие в менее чем идеальных условиях, включают в себя тот факт, что большинство станков оснащены шпинделями с конусом ISO 40. Из-за интенсивности эксплуатации этих станков они недолго остаются новыми. Кроме того, конструктивные особенности обрабатываемой детали нередко затрудняют ее эффективное крепление на станке. Проблему усугубляет и то, что обработка, как правило, включает в себя прорезание канавок, контурную обработку или обработку кромок, а эти операции способны — хотя и не должны — приводить к вибрации. Поэтому необходимо постоянно принимать меры для ее предотвращения, по возможности повышая жесткость закрепления детали. Одним из способов решения проблемы является многоступенчатое крепление заготовок, при котором заготовки располагаются ближе к шпинделю, что ослабляет вибрацию.

Поскольку титан сохраняет твердость и прочность при высоких температурах, на режущую кромку пластины воздействуют мощные силы и нагрузки. При этом в зоне резания вырабатывается значительное количество тепла, а это означает опасность деформационного упрочения детали. Поэтому ключевое значение для успешной обработки приобретает правильный выбор марки сплава и геометрии сменной пластины. Исторически, мелкозернистые марки твердых сплавов без покрытия отлично зарекомендовали себя при обработке титана, и сегодня пластины с покрытием PVD способны существенно повысить эффективность.

Необходимые условия для расчетов режимов резания

Точность радиального и торцевого биения инструментов также имеет большое значение. Например, если пластины неправильно установлены в корпусе фрезы, возможно быстрое повреждение всех режущих кромок. Низкие допуски при изготовлении корпусов фрез или державок, степень их изношенности, наличие дефектов или низкое качество державки или износ шпинделя станка сильнее влияют на стойкость инструмента при обработке титана. Из-за этих факторов наблюдалось снижение стойкости до 80 %.

Хотя в целом предпочтение отдается геометрии с положительным передним углом, инструмент с несколько более отрицательным передним углом способен вести обработку при существенно более высоких подачах, которые могут достигать 0,5 мм на зуб. В этом случае очень важна жесткость станка и надежность закрепления заготовки.

При фрезеровании глубоких карманов полезно использовать инструмент различной длины с помощью адаптеров вместо того, чтобы выполнять всю операцию одним инструментом большой длины.

Минимальная рекомендуемая подача при фрезеровании титана обычно составляет 0,1 мм на зуб. Частоту вращения шпинделя также можно уменьшить с тем, чтобы получить исходную скорость подачи. Неверно выбранная частота вращения шпинделя способна сократить стойкость на 95 % при минимальной подаче на зуб.

Как только стабильные условия обеспечены, частоту вращения шпинделя и подачу можно пропорционально увеличивать для достижения оптимальной эффективности. Еще одно решение — убрать несколько пластин из фрезы или выбрать фрезу с меньшим количеством пластин.

Советы по токарной обработке титана – сделайте его из металла

Обработка титана часто обсуждается при фрезеровании, но доступной информации о токарной обработке титана не так много. Хотя большая часть титана обычно обрабатывается фрезерованием, этот экзотический материал нередко подвергают токарной обработке.

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

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

Table of Contents

Совет № 1: Титан движется

Поскольку одно из наиболее распространенных применений титана связано с облегчением веса, очень часто можно найти очень тонкие детали из титана.

При обработке титана вы сразу же обнаружите, что он не стоит на месте. Очень редко вы сможете использовать черновой, чистовой, черновой, чистовой подход, когда обрабатываете все стороны детали. Он значительно деформируется, когда вы снимаете запас.

Возможно, вам уже знакомы некоторые из этих проблем, особенно если вы имели дело с тонким алюминием или нержавеющей сталью. Однако для титана ожидайте еще большей деформации.

Тонкие детали из титана обычно требуют черновой обработки с обеих сторон, затем разжима и окончательной обработки. Сползайте на готовые размеры, чтобы гарантировать, что вы можете выдержать жесткие допуски.

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

Обычно плоскостность является очень сложной задачей, если допуски жесткие. Поскольку деталь деформируется при повороте, отверстия также могут деформироваться так, что они станут некруглыми и могут вместить только штифты меньшего размера.

Подводя итог этому совету: не удаляйте большое количество материала после достижения окончательных размеров; титан деформируется как сумасшедший. Сначала сделайте черновую обработку, а затем постепенно увеличивайте допуски.

Совет для профессионалов: Использование инструмента для чистовой обработки с малым радиусом при вершине (например, около 0,008″) может означать более длительный цикл чистовой обработки, но меньшее давление резки и меньший нагрев могут означать меньшую деформацию при прецизионных чистовых резах.

Совет № 2. Титан обеспечивает изоляцию

Титан не рассеивает тепло быстро. На самом деле, по сравнению с большинством других металлов, титан является скорее теплоизолятором, чем проводником.

Что это значит для токарной обработки?

Чипсы не отводят тепло, как сталь или алюминий.

На самом деле, если вы возьмете агрессивную нагрузку на стружку, ваш карбид быстро сгорит. Ваш инструмент — это то, что примет на себя большую часть тепла от резки. Ключ к успешному точению титана заключается в максимально возможном снижении нагрева.

Вот как это относится к точению титана:

  • Используйте пластины, предназначенные для титана , которые обычно намного острее, чем те, которые вы используете для стали. Это означает, что они лучше режут и не выделяют столько тепла. Отрицательный передний угол или закругленные режущие кромки не будут хорошо работать с титаном.
  • Используйте истончение стружки. По возможности используйте пластину с геометрией, уменьшающей толщину стружки. Круглые пластины могут работать хорошо, то же самое с использованием 110-градусного угла пластины CNMG вместо 80-градусной стороны, когда это возможно.
  • Хорошая подача охлаждающей жидкости имеет решающее значение! Тепло будет передаваться вашему резцу, и только охлаждающая жидкость не позволит вашему карбиду преждевременно сгореть. Мало того, что ваша охлаждающая жидкость должна быть сильно направлена ​​в разрез, вам, вероятно, также понадобится более концентрированная смесь, чтобы получить необходимую смазывающую способность. Поговорите с торговым представителем охлаждающей жидкости с пользой для себя, чтобы узнать, что они порекомендуют.
  • Не повышайте обороты. Обычный SFPM для титана обычно составляет около 150 или около того, и вы можете получить немного больше для чистовой обработки, если это позволяет ваша марка пластины. Это тот, который обычно не прощает. Иногда даже 10-процентное изменение оборотов может привести к катастрофическому отказу фрезы, которая проработала бы час. Титан неумолим.
  • Нагрузка на стружку важна, но не так важна, как число оборотов в минуту . Вы просто не можете оттолкнуть эти шестерки и девятки толщиной 0,040 дюйма, как со сталью, но вы можете добиться большего, чем думает большинство людей. Одно исследование показало, что изменение толщины стружки от 0,002″ до 0,020″ привело к изменению температуры реза всего на 300 градусов по Фаренгейту. Если вы пытаетесь максимально увеличить свою производительность, увеличивайте подачу, а не скорость.

Совет № 3. Титан съедает карбид заживо

Титан является абразивным материалом для резки, а карбид терпит от него абсолютное поражение.

Распространенные проблемы включают выкрашивание и износ на «коже» разреза. Геометрия пластины и сплав могут иметь огромное влияние на стойкость инструмента и стабильность процесса. Например, рассмотрите возможность использования вставки WNMG вместо вставки CNMG.

Торговые представители обычно всегда хотят продемонстрировать свои новейшие и лучшие сплавы карбида для титана. Я настоятельно рекомендую взять все бесплатные подарки, которые они готовы раздать, чтобы проверить, действительно ли они имеют значение.

Помимо правильного выбора фрезы, существует несколько методов программирования, которые могут помочь вам увеличить срок службы ваших инструментов.

Так как насечки очень распространены, попробуйте изменить глубину резания, чтобы распределить их. Закапывайте фрезу, пока есть запас, и уменьшайте глубину резания по мере утончения заготовки.

Инструменты тоже не любят зарываться в углы. Даже для токарной обработки программирование дуговой интерполяции и использование инструмента с меньшим радиусом вершины, скорее всего, продлит срок службы инструмента, чем полное заглубление инструмента на шаг. Это особенно важно для чистовой обработки траекторий.

Титановые токарные исследования

Многие производители инструментов продемонстрируют свои собственные исследования того, насколько они смогли улучшить срок службы и эффективность инструмента с помощью новейших и лучших разработок. Честно говоря, довольно сложно отделить то, что просто является маркетингом, от того, что законно.

Компания TechSolve провела действительно интересное исследование, в ходе которого они протестировали различные покрытия, подачи и скорости при токарной обработке титана. Если вы хотите углубиться в сорняки на эту тему, я настоятельно рекомендую прочитать ее. Вы можете найти копию их тестов и результатов здесь.

Если вам нужны заметки Клиффа вместо глубокого погружения, вот некоторые из основных выводов:

  • Суперобработанные кромки инструмента (подобные тому, что вы можете получить от Microtek MMP) привели к удвоению срока службы инструмента. Это процесс, который дает чрезвычайно гладкую режущую поверхность, что снижает трение.
  • Скорость резания оказала огромное влияние на стойкость инструмента, особенно по сравнению с нагрузкой на стружку. Изменение с 20 до 150 SFM привело к разнице примерно в 900 градусов по Фаренгейту против всего лишь 300 градусов по Фаренгейту при изменении загрузки стружки с 0,002″ до 0,020″.
  • Большое количество охлаждающей жидкости имело большое значение для большинства режущих инструментов.
  • Необходимы острые режущие инструменты, а поломка инструмента происходит очень быстро, как только на инструменте появляются признаки износа. Они отображали изображения каждого режущего инструмента после каждого

Если вы только начинаете обрабатывать титан и хотите получить практические советы по фрезерованию, обязательно ознакомьтесь с моим руководством о том, как обрабатывать его как профессионал.

Резка титана на токарном станке | Главная Форум машинистов моделей двигателей

В 45
Известный член