A titánötvözet fúrása nagy-kockázatú megmunkálási folyamat. Ennek az anyagnak alacsony a hővezető képessége, körülbelül 7 W/m·K. Fúrás közben felfogja a hőt a vágási zónában. Az anyag nagy szilárdságú és aktív kémiai tulajdonságokkal is rendelkezik. Ezek a tulajdonságok felgyorsítják a csiszolókopást és a ragasztókopást a vágószerszám élein. A gyári munkások gyakori problémával szembesülnek a tényleges működés során. A munkások emelik a forgácsolási paramétereket a termelés hatékonyságának növelése érdekében, de a vágószerszámok gyorsan elhasználódnak. A dolgozók csökkentik a paramétereket a szerszám élettartamának meghosszabbítása érdekében, de a megmunkálási ciklusidő hosszabb lesz.
Az embereknek nem kell választaniuk az egyik prioritást a másikkal szemben. Csak okos módon kell egyensúlyba hozniuk a két eredményt.
Vágási sebesség – A hőszabályzó
A vágási sebesség leginkább a titánötvözet fúrásánál befolyásolja a vágási hőmérsékletet. Az acélmegmunkálás nagyobb sebességet tesz lehetővé a termelékenység növeléséhez kisebb szerszámkopással. A titánötvözet megmunkálása szigorú sebességszabályozást igényel. A túl nagy vágási sebesség gyors hőmérséklet-emelkedést okoz a vágási zónában. A munkadarab felülete keményedő rétegeket képez. A vágóél rövid időn belül erős oldalkopást és{5}}beépült élkárosodást szenved.
A tömör keményfém szerszámok jól működnek stabil, 25-45 m/perc sebességtartományban. A TiAlN bevonattal ellátott fúrók ebben a tartományban alacsony fordulatszámon futnak. Stabil kopási szabályokat mutatnak, és egyenletes minőségű lyukakat készítenek. Az ezen a tartományon túli sebességértékek a szerszámkopást jelentősen megnövelik. A túlzott hőterhelés meghaladja a vágószerszámok hőleadó képességét.
Előtolási sebesség – A forgácsképződési változó
Az előtolás közvetlenül szabályozza a forgácsvastagságot, a forgácseltávolítás állapotát és az axiális vágóerőt. A Ti-6Al-4V fúráshoz használt összes megmunkálási paraméter közül az előtolásnak van a legnagyobb hatása a furat felületi érdességére. Az alacsony előtolás csökkenti a fúrási nyomatékot és az axiális erőt. De a rendkívül alacsony előtolási sebesség a titán felületi megkeményedését okozza. Nem töri és távolítja el a forgácsot sem. A magas előtolási sebesség segít a forgácsok szabályos szegmensekre osztásában. De növeli a mechanikai nyomást a fúró hegyére.
A legjobb előtolási sebességtartomány a hagyományos fúráshoz 0,03-0,12 mm/fordulat. Az orsó fordulatszáma és a szerszámcsúcs szöge megváltoztatja a munkadarab hőmérsékletét titánfúrásnál. Az előtolás nem okoz nyilvánvaló hőmérsékletváltozásokat. Ez a gyakorlati szabály világosan megmondja a felhasználóknak. Az előtolás optimalizálása elsősorban a forgács alakját és a mechanikai erőviszonyokat javítja. Kevés hatással van a hőszabályozásra.
Hűtőfolyadék-stratégia – Az Enabler
A közönséges elárasztó hűtőfolyadék nem támogatja a hatékony titánötvözet fúrást. A vágási zóna hőmérséklete túl magas ahhoz, hogy a hagyományos kenőanyagok normálisan működjenek. A szerszám és a forgács érintkezési területe elveszíti a hatékony hővédelmet. A nagy-nyomású hűtőfolyadék-ellátás teljes mértékben javítja a megmunkálási feltételeket.
A belső hűtőfolyadék-csatornákkal rendelkező szerszámok a nagynyomású{0}}hűtőfolyadékot egyenesen a vágóélhez juttatják. Ez a kialakítás jól szabályozza a vágási hőmérsékletet, és simán tartja a forgácseltávolítást. A professzionális hűtőfolyadék-csatorna szerkezetek négyszer több hűtőfolyadékot szállítanak ugyanazon a nyomáson. A szabványos nagynyomású-szivattyúk elérik a minimális effektív nyomást. Ez a nyomás a hűtőfolyadékot a szerszám{6}}forgácsközébe nyomja, és stabil kenőréteget képez.
A nagy{0}}termelékenységű titánfúráshoz belső nagynyomású hűtőfolyadék-csatornákkal rendelkező szerszámokat kell használni. Ez a konfiguráció szükséges feltétele a stabil és hatékony megmunkálásnak.
Szerszámgeometria – Az Erőszorzó
A paraméterek optimalizálása nem működik megfelelő szerszámgeometria nélkül. Az X-alakú vékonyítás csökkenti a vágási ellenállást. Javítja a furatok minőségét és a forgácseltávolítás hatékonyságát is. A dupla-szögű csúcskialakítások 118 fokos és 90 fokos összetett szöggel folyamatosan törik a forgácsot, és simán vezetik a forgácskiürítést. A professzionális bevonattal ellátott keményfém szerszámhordozók stabil magas hőmérsékletű-keménységet és oxidációállóságot biztosítanak.
A különböző szerszámgeometriák nagyon eltérő megmunkálási eredményeket hoznak. Egy professzionális teszt bizonyítja, hogy egy speciális ablaktörlő szerszámszerkezet 75 lyukat képes fúrni 50 m/perc sebességgel és 0,10 mm/fordulat előtolási sebességgel. Élettartama háromszorosa más szokásos szerszámgeometriáknak. A szerszámgeometria kulcsszerepet játszik a teljesítménybeli különbségekben, sokkal inkább, mint a szerszámbevonatok és az aljzatok.
A gyakorlati keret
A következő paraméterrendszer megbízható referenciaként szolgál a Ti-6Al-4V titánötvözetet feldolgozó gyárak számára.
- Vágási sebesség: 25–45 m/perc tömör keményfém szerszámokhoz. Válasszon alacsony sebességértékeket szakaszos forgácsoláshoz vagy instabil megmunkálási körülményekhez.
- Előtolási sebesség: 0,03–0,12 mm/ford. Használjon alacsony előtolási sebességet a jobb felületminőség érdekében. Használjon nagy előtolási sebességet a jobb forgácstörési teljesítmény érdekében.
- Hűtőfolyadék: Használjon belső nagynyomású-hűtőfolyadék-ellátást. A minimális ajánlott nyomás 1000 psi (7 MPa).
- Pontgeometria: 118 fok – 140 fok csúcsszög ritkító kezeléssel. Válasszon kettős-szögű kialakítást a forgács pontos vezérléséhez.
- Bevonat: TiAlN PVD bevonat finom{0}}szemcsés keményfém felületeken.
A felhasználók a tényleges megmunkálási igények alapján állíthatják be a paraméterkombinációkat. Előnyben részesítse az alacsony előtolási sebességet és a mérsékelt sebességet, ha a felületkezelés az alapvető követelmény. Ha a termelés hatékonysága a fő cél, akkor előnyben részesítse a nagy-sebességű megmunkálást nagynyomású hűtőfolyadékkal-. A szakaszos lassító előtolás egy másik hatékony módszer. Javíthatja a forgácseltávolítás hatékonyságát a titánötvözet fúrásánál.
