Ti-6Al-4V apdirbimas: ką nurodyti dėl aušinimo skysčio, įrankių ir pjovimo metodo — ir ką gali nuspręsti tik pjovimo bandymas

Pradėkite nuo šilumos, ne nuo kietumo

Ti-6Al-4V nėra visų pirma sunki medžiaga. Jo mažas šiluminis laidumas palaiko pjovimo metu susidariusią šilumą įrankio zonoje, o ne leidžia jai išnešti su drožle, ir būtent ta sulaikyta šiluma degraduoja briauną^1,15–17.

Vienas tiekėjas nurodo laidumą maždaug penktadaliu plieno, todėl drožlė išeja vėsi, o plakštė — ne¹⁶. Tai laikykite viso proceso projektavimo prielaida.

Kiekvienas vėlesnis sprendimas — aušinimo skysčio privadimas, markė, greitis, įrankio trajektorija — yra bandymas nuvesti šilumą nuo briaunos arba sumažinti jo susidarymą. Jei dirbtuvei pateikite užduotį tarsi titanas būtų lėtas aliuminis, gausite planą, kurio pagrindas yra pažaros greitis, o ne terminis valdymas.

Paskelbti sunkumo įverčiai rodo tą patį. Ti-6Al-4V turi 22% apdirbamumo įvertį, kai 12L14 plieno bazė yra 100%²⁶.

O vienas tiekėjas suteikia jam 2,2x sunkumo daugiklį, palyginti su 6061-T6 aliuminiu, kurio vertė yra 1,0x, remdamasis mažu šiluminiu laidumu ir dideliu įrankio nuokrypiu¹. Tai tiekėjų lygio skaičiai, naudingi lūpesių planavimui, o ne ribos.

Prieš lygindami pasiūlymus atmeskite sausrą ir tik užliejamą aušinimą

Aušinimo skystis yra vienintelis punktas, kuriame šaltiniai sutampa, todėl įtraukite jį į specifikaciją, o ne palikite dirbtuvės numatytajai nuostatai. Sausas titano apdirbimas aprašomas kaip sukeliantis įrankio gedimą per sekundes²⁵, o didelio slėgio aušinimas per įrankio vidų arba per veleną yra visose šaltiniuose nurodoma priemonė^3,5,14,17.

Perdavimas per veleną yra pageidaujamas šaltam sunkių medžiagų ir gilių ertmių apdirbimui, nes jis pagerina ne tik aušinimą, bet ir drožlių pašalinimą⁵. Vienas tiekėjas nurodo, kad 5 klases titanui reikia aušinimo per įrankio vidų 1000+ psi slėgiu¹⁴.

Laikykite tai to tiekėjo skaičiumi, o ne reikalavimu, kurį galima pirkėją laikyti; nė vienas šaltinis šiame rinkinyje nepateikia srautų L/min. Ir nė vienas nepalygina MQL arba kriogeninio aušinimo su didelio slėgio aušinimu titano atveku.

Ką galite nurodyti, tai privadimo būdą — aušinimo skystį, nukreiptą į pjovimo briauną per įrankio vidų — ir paprašyti kiekvieną dirbtuvę nurodyti slėgį, kurį jo mašina gali išlaikyti įrankio vietoje. Išgauna nurodomas, o ne garantuojamas: vienas šaltinis dokumentuoja 2-3x didesnį įrankio gyvavimo laiką, palyginti su įprastu užliejamuoju aušinimu titano tekinimo operacijose³.

Tai vieno leidėjo tekinimo stebėjimas, todėl naudokite jį aušinimo sistemos apmokėjimo pagrindimui, o ne savo įrankio gyvavimo laiko prognozei.

Suskelstykite įrankio markę pagal šaltą ir baigiamąjį apdirbimą

Dengtas kietmetalis yra pagrindinė titano įrankių šeima, o titano ir HRSA darbams paskelbta markių grandinė atskiria markes pagal pjovimo sąlygas, o ne vien pagal medžiagą^2,10. Sandvik savo S30T — vidutinio kietumo PVD markę su plona danga — pozicionuoja baigiamajam iki lengvo šalto apdirbimo, kai sąlygos gana stabilios, nurodydamas briaunos atsparumą ir paviršiaus šiurkštumą¹⁰.

Jo S40T, atspari vidutinio storio CVD markė, pozicionuojama šaltam apdirbimui, kai reikalingas atsparumas¹⁰. Abu nurodomi veikiantys drėgnai arba sausiai¹⁰.

Ko šaltiniai nepateikia, tai priežasties, kodėl plona danga tinka baigiamajam apdirbimui. Jie pateikia pozicionavimą, o ne mechanizmą, todėl paprašykite savo įrankių tiekėjo paaiškinti, kokią ėdintuvo geometriją ir dangos storį jis rekomenduoja jūsų operacijai, ir pagrįsti tai Ti-6Al-4V nusidėvėjimo duomenimis.

Dangelės klausimas yra tikrai atviras. Vienas šaltinis rekomenduoja AlTiN titanui¹⁷; kitas pataria mažo aliuminio kiekio TiAlN variantą arba nedengtą kietmetalį ir įspėja, kad aliuminiu turtingos dangos skatina adheziją dėl titano afiniteto dangai¹⁸.

Nė vienas šaltinis šiame rinkinyje nepateikia AlTiN ir nedengto kietmetalo palyginamųjų nusidėvėjimo duomenų Ti-6Al-4V atveju. Todėl neleiskite dirbtuvės atsargų dangai nustatyti už jūsų specifikacijos — kaip tai išspręsti, žemiau pateiktame konfliktų lentelėje.

Tikėkite, kad aliuminui būdingi greičiai bus dideliu mastu neteisingi

Titano pjovimo greičiai nurodomi kaip 20-40% aliuminio, o tai smarkiai pailgina apdirbimo laiką¹⁶. Orientaciniai dydžiai: paskelbti aliuminio šalto marimo pradiniai greičiai galingame 3 ašių mašinoje yra 200-600 m/min, o 1045 plieno — 80-150 m/min⁴.

Taikydami 20-40% santykį aliuminio diapazonui, gaunate maždaug 40-240 m/min, tačiau tai yra aritmetika pagal santykį, o ne paskelbtas titano parametras, ir jis neturėtų atsirasti procesiniame lape¹⁶ (tiekėjo nurodytas dydis). Nurodytas ciklo laikas, pagrįstas aliuminio klasių greičiais, yra aiškiausias ženklas, kad dirbtuvė neplanavo titano.

Mažesni greičiai ir didesnis įrankių sunaudojimas abu didina kainą^24,26, o 22% apdirbamumo įvertis yra ta lūkestė, kuri už tai stovi²⁶. Šaltiniai neįrodo, kad tam tikrai detaliai ciklo laikas ir įrankų sąnaudos svarbesnės už metalo kainą, todėl paprašykite išskaidymo, o ne nemanykite.

Didelis pažaras bei trochoidinė arba kylančio pjovimo trajektorija yra įprastas būdas išlaikyti medžiagos pašalinimą, kai paviršiaus greitis lieka mažas, tačiau nė vienas šaltinis šiame rinkinyje nepaskelbia Ti-6Al-4V pjovimo gylio ar žingsnio pločio verčių. Vietoj diagramos vertės reikalaukite dirbtuvės bandymo duomenis konkrečiai operacijai.

Valdykite drebėjimą per nustatymą ir įrankio geometriją

Drebėjimas šaltame apdirbime dažniausiai yra befogimo ar nustatymo standumo, o ne pjovimo parametrų problėma, nors parametrai gali rikliai padėti. Ilgi įrankio išsikišimai, nepakankamas prispaudimas ir plonos ruošinio sienos yra dažniausios fizinės priežastys⁵.

Pats drebėjimas lemia blogą paviršiaus šiurkštumą, sumažintą įrankio gyvavimo laiką ir matmenų klaidą⁷. Šaltiniai nurodo dvi priešpriemones.

Rekomenduojama naudoti kintamo sanjų skaičiaus įrankius drebėjimui slopinti⁷. Atskirai vienas tiekėjas teigia, kad 5 ašių apdirbimas su pasvirimu sumažina vibraciją ir 20-40% padidina įrankio gyvavimo laiką didelio stiprumo lydiniuose, tokiuose kaip titanas, o medžiagos pašalinimo greitis yra 25-50% didesnis nei 3 ašių atveju^{20 16}.

Šie procentai yra to tiekėjo deklaracija, ne nepriklausomas matavimas, o šaltiniai neįrodo, kad būtent titano pjovimo jėgos sukelia drebėjimą. Jūsų specifikacijai praktinis klausimas yra, ar leidžia detalės geometrija ir dirbtuvės befogimas trumpą, standų įrankį bei pasvirusį įsikišimą.

Jei ne, lieka tik kintamo sanjų skaičiaus įrankis ir standesnis nustatymas.

Ką reikalauti, kol išsiunčiate kainos užklausą

Tai yra punktai, kuriuos paskelbti šaltiniai palieka atvirus, todėl kiekvienam iš jų turi atsakyti dirbtuvės pačios procesinis planas ar bandymas, o ne diagrama.

• ✓Aiškiai nurodytas aušinimo skysčio privadimo būdas: per įrankio vidų arba per veleną, nukreiptas į pjovimo briauną, su slėgiu, kurį mašina išlaiko įrankio vietoje
• ✓Sausas apdirbimas atmestas visoms titano operacijoms
• ✓Markė nurodyta atskirai šaltam ir baigiamajam apdirbimui, danga nurodyta ir pagrįsta Ti-6Al-4V atveku
• ✓Drebėjimo valdymas sprendžiamas per befogimą, įrankio išsikišimą ir kintamo sanjų skaičiaus įrankius arba, kai leidžia geometrija, per pasvirusį 5 ašių įsikišimą
• ✓Pjovimo bandymas jūsų geometrijoje, kuris praneša pasiektą įrankio gyvavimo laiką, paviršiaus šiurkštumą ir matmenų rezultatą, nes šiame įrodymų rinkinyje nėra patikintos parametrų lentelės
• ✓Ciklo laikas pateikiamas titanui tinkamais greičiais, nurodant greičio pagrindą

Kur šaltiniai nesutinka ir kaip tai išspręsti

Dvi nesutikimo vietos svarbios specifikacijai, ir nė vienos neišspręstų iš paskelbtų duomenų. Sprendėju naudokite savo geometrijoje atliktą bandymą.

Before you request a quote

• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.