Le difficoltà della lavorazione CNC della lega di titanio sono spesso concentrate inIntensitàcon quelloCostodi equilibrio. Il Titanio (come Ti-6Al-4V) ad alta resistenza, ad alta resistenza, resistenza alla corrosione, adatta per impianti medici, parti strutturali aerospaziali, fissaggi automobilistici ad alte prestazioni e altri scenari; ma con scarsa conduttività termica, alta attività chimica, usura rapida dell 'utensile, i processi tradizionali in alto tasso di scarto, singolo costo di produzione di leghe di alluminio fino a 3 - 5 volte.[-] Questo articolo si concentra su "come controllare il costo di lavorazione CNC della lega di titanio senza sacrificare la precisione", la scelta del materiale di smontaggio, i parametri di taglio, la strategia dell 'utensile, il controllo di montaggio e deformazione termica, il post-trattamento e test cinque punti e dà l'intervallo di parametri di atterraggio e metodo di elusione del guasto.
L'impatto delle caratteristiche del materiale e della selezione delle leghe di titanio sui costi
La differenza dei gradi di lega di titanio influenza significativamente la difficoltà di lavorazione della macchina e il costo dei materiali utilizzati comunemente.Riferimento: Ti-6al-4V(TC4, resistenza circa 900 - 980 MPa, duttilità ≥ 10%); possibili scenari resistenti alla corrosione o biocompatibiliTi-5Al-2.5Sn o puro titanio.Grade 2(TC2, più morbido e lavorabile) Lo stato del materiale (ricottura, ricottura + linkato a freddo) determina direttamente le forze di taglio.
- Lo stato di ricottura TC4: durezza 32 - 36 HRC o inferiore, forza di taglio più alta, ma migliore tenacità, adatta per cavità complesse.
- Freddo a freddo o invecchiamento TC4: durezza fino a 38 - 42 HRC, maggiore usura dell 'utensile, velocità di taglio ridotta e maggiore efficienza di raffreddamento.
La fase di acquisto deve chiarire i requisiti di rintracciabilità del materiale, dello stato e del numero di fornace se il disegno non specifica lo stato, l'offerta ricottura predefinita sarà più stabile; se il cliente specifica la forma ad alta resistenza, è necessario valutare in anticipo la vita dell 'utensile e il battito nella fase DFM.
Il costo dei materiali è superiore a quello dello smaltimento
Nella produzione di piccole e medie quantità di parti in titanio, le spese materiali rappresentano solitamente il 30 - 45% del costo diretto, il tempo di lavorazione rappresenta il 35 - 50% ottimizzando le dimensioni del grezzo (come la sostituzione di piastre piatte con barrette, l'uso di materiale annidato) può aumentare il tasso di utilizzo del materiale dal 55% a oltre il 70%, riducendo significativamente il costo di un singolo pezzo per un complesso 5 assi carico, riducendo il processo intermedio e riducendo indirettamente la perdita del materiale e l'errore di riempimento.
Parametri di taglio che limitano la durata e la precisione dell 'utensile
La conduttività termica della lega di titanio è solo 1/7 del acciaio al carbonio, la concentrazione del calore di taglio, facile da causare l'usura a diffusione dell 'utensile e l'usura del legame con gli intervalli di parametri raccomandati (taglio a secco o micro-lubrificazione MQL, raffreddamento senza colata):
| Parametri di | fresatura a 3 assi (ricottura TC4) | 4/5 assi di contorno complesso | Il giro (esterno) |
|---|---|---|---|
| Velocità del mandrino N | Capacità 800 - 1500 RPM | 600 - 1200 giri/min di velocità | fino a 300 - 600 rpm |
| Profondità AP | tra 0,5 e 2,0 mm | 0,3 - 1,5 mm (a strati) | tra 0,5 e 3,0 mm |
| Raggiungere F | fino a 50 - 150 mm/min | fino a 30 - 100 mm/min | 0,1 - 0,3 mm/rev Risoluzione: |
| taglio fluido | Taglio/MQL | Taglio/MQL | MQL o il taglio |
| Consiglio i coltelli. | Fresa integrale in metallo duro rivestito (TiAlN/AlTin) | Macina per percorso microtagliente + pulizia coltello | utensili di metallo duro prestabile (tipo CCMT/TDCR) |
Principi chiave:Ridurre la pressione, evitare tagli continuiL'asportazione di truciolo (come la scanalatura discontinua, l'apertura) farà scattare la temperatura dell 'utensile, si consiglia di utilizzare la strategia del percorso del coltello più volte o di controllare l'ampiezza della scanalatura nel diametro dell' utensile entro 1,5 volte il percorso di decontaminazione dopo ogni coltello deve essere confermato per evitare che il truciolo causi un secondo graffi.
Controllo morphing e deflessione termica: un killer stealth di precisione
Il modulo elastico della lega di titanio è di circa 105 GPa (solo il 60% dell 'acciaio), con una forza di serraggio troppo grande per causare ferite e rimbalzo; una forza di serraggio insufficiente è raccomandata per il coltello a vibrazione.Assorbimento da vuoto + supporto di posizionamento oppurePilota idraulico espandibileLe sollecitazioni da contatto sono distribuite in modo uniforme per le pareti sottili (spessore parete 1,6 μ m), aumentando il tempo di finitura in una fase ragionevole, in modo che ogni utensile si trovi nelle condizioni migliori:
- lavorazione grossolana: grande taglio e profondità, bassa velocità, massima rimozione del bersaglio, margine lasciato 0,3 mm.
- Lavorazione semi-fineMediamente tagliato e profondo, elimina la concentrazione di stress di elaborazione grossolana, lasciando un margine di 0,1 - 0,15 mm.
- Fine lavorazioneTraforo del coltello (2 - 4 mm), avanzamento a bassa velocità elevata e obiettivo Ra ≤ 0,4 μ m per garantire una tolleranza dimensionale di ± 0,01 mm.
Per i pezzi complessi contenenti la cavità interna, il collegamento 4/5 asse può ridurre il numero di giri, ad esempio, una staffa in titanio con 5 fori all 'interno dell' angolo, 3 assi richiedono 3 clip di montaggio (l'errore di posizionamento cumulativo può accumulare 0,03 - 0,05 mm), e un morsetto 5 assi può controllare la coassiale entro ± 0,02 mm, allo stesso tempo risparmiare 2 volte e trovare il tempo, il costo complessivo è ancora più basso.
Selezionare e mantenere gli utensili: economia dalla curva di perdita
Il modello di caduta del titanio èDiffondere il dannocon quelloLuna cattivaper il Signore, Priorità di scelta del rivestimento: AlTin> TiAlN> CVD Tin (a taglio secco/MQL) mantiene la stabilità chimica a> 800 ° C ed è adatto per la lavorazione di titanio ad alte temperature in termini di angolo geometrico dell 'utensile, con un angolo frontale di 8 °-12 ° (sia per la truciolo che per la forza del collo) e punta con arco R0,5 - 1,0 mm (fresa verticale), che può aumentare significativamente la durata della vita del 30 - 50%.
Stabilire un registro della vita dell 'utensile per attivare il cambio della lama in base alla doppia soglia "tempo + metri di elaborazione", evitando di attendere fino al crollo per ordini di lotti ≥ 500 pezzi, è possibile adottare la strategia mista "nuovo coltello + coltello semi-affilato" e ridurre il costo di ammortamento dell' utensile di circa il 20%.
Post-trattamento e trattamento delle superfici: il limite dei costi per uniformità dell 'aspetto
Superfici in lega di titanio con prugne e sbavature microscopiche, se il disegno richiede un 'elevata finitura senza graffi (Ra ≤ 0,8 μ m senza striature visibili), deve essere aggiunto dopo la finituraSKIMMING + lucidatura manuale o a macchina Il processo, ma la lucidatura eccessiva rimuoverà le dimensioni in traccia, deve essere dedotta in anticipo nel rapporto CMM se la tolleranza di ossidazione o sabbiatura anodizzata è necessaria per confermare l'impatto dell 'uniformità di spessore del film sulla superficie di adattamento; per la scanalatura ad anello O con requisiti di tenuta, la membrana di ossidazione può rendere la vasca largo ingrandimento di 0,05 - 0,1 mm, si consiglia di riservare un compenso prima dell' ossidazione.
La parte di prova deve contenere100% di controllo completo con quelloControllo completo esternoCon tre coordinate, strumenti di ruvidità e specchio di ispezione di ispezione prima della spedizione e 4 ore di riposo in ambiente termostatico, può efficacemente intercettare il lotto di deriva termica se i clienti hanno problemi con DFM, si può fare riferimento alle nostre istruzioni di processo di trattamento superficiale o titanio macchina elaborazione libreria, allineare lo spessore della membrana, la rugosità e il livello visivo in anticipo.
Esempi di guasto frequente ed elenco di evitamento
- Coltelli da taglio: taglio + scanalatura con avanzamento troppo grande: utilizzare il coltello per eseguire più volte l'avanzamento fino a meno del 60 percento.
- Dimensionamento rimbalzo·Evadere le pareti sottili: utilizzare il vuoto o mandrino flessibile per mantenere la forza di presa a 1 - 2 kN/m ².
- Superficie di SchengenElimina i graffi: attiva la MQL, aumenta l'angolo frontale dell 'utensile a 12 ° e allunga lo slot antigraffio.
- Troppo poco coeso.Errore cumulativo: evitare l'errore cumulativo della clip multipla: 5 assi una volta caricato, o trovare la posizione giusta con il foro centrale.
Il Faq
Quanto costa la lavorazione CNC della lega di titanio rispetto alla lega di alluminio?
Tempo di lavoro combinato e ammortamento utensile, lega di titanio costo singolo è di solito 3 - 5 volte quello della lega di alluminio; se la quantità di componenti
