Boring i titanlegeringer er en høj-bearbejdningsproces. Dette materiale har lav varmeledningsevne ved ca. 7 W/m·K. Det fanger varme i skærezonen under boring. Materialet har også høj styrke og aktive kemiske egenskaber. Disse egenskaber fremskynder slibende slid og klæbende slid på skæreværktøjets kanter. Fabriksarbejdere står over for et almindeligt problem i den faktiske drift. Arbejdere hæver skæreparametre for at øge produktionseffektiviteten, men skæreværktøjer slides hurtigt. Arbejdere sænker parametrene for at forlænge værktøjets levetid, men bearbejdningscyklustiden bliver længere.
Folk behøver ikke at vælge den ene prioritet frem for den anden. De behøver kun at balancere de to resultater på en smart måde.
Skærehastighed – Thermal Governor
Skærehastigheden påvirker skæretemperaturen mest ved boring af titanlegeringer. Stålbearbejdning tillader højere hastigheder for at løfte produktiviteten med mindre værktøjsslid. Titaniumlegeringsbearbejdning kræver streng hastighedskontrol. For høj skærehastighed forårsager hurtig temperaturstigning i skærezonen. Arbejdsemnets overflade vil danne arbejdshærdende lag. Skærkanten vil lide alvorligt flankeslid og opbygget-kantskader på kort tid.
Værktøjer af hårdmetal fungerer godt inden for et stabilt hastighedsområde på 25 til 45 m/min. Bor med TiAlN-belægning kører ved lave hastighedsværdier i dette område. De viser stabile slidregler og producerer huller med ensartet kvalitet. Hastighedsværdier ud over dette område får værktøjsslid at øges kraftigt. For stor termisk belastning overstiger skæreværktøjets varmeafledningskapacitet.
Feed Rate – Chipdannelsesvariablen
Tilspændingshastighed styrer spåntykkelse, spånfjernelsestilstand og aksial skærekraft direkte. Tilspændingshastigheden har den største indflydelse på huloverfladeruheden blandt alle bearbejdningsparametre til Ti-6Al-4V-boring. Lav tilspændingshastighed reducerer boremoment og aksial kraft. Men ekstremt lav tilførselshastighed vil forårsage hærdning af titanium overfladearbejde. Den formår heller ikke at bryde og fjerne chips effektivt. Høj tilførselshastighed hjælper med at opdele spåner i almindelige segmenter. Men det øger det mekaniske tryk på borespidsen.
Det bedste tilspændingsområde for konventionel boring er 0,03 til 0,12 mm/omdrejninger. Spindelhastighed og værktøjsspidsvinkel ændrer emnetemperaturen ved titaniumboring. Foderhastigheden skaber ikke tydelige temperaturændringer. Denne praktiske regel fortæller brugerne klart. Optimering af tilspænding forbedrer hovedsageligt spånformen og betingelserne for mekanisk kraft. Det har ringe effekt på varmestyringen.
Kølevæskestrategi – Enableren
Almindelig oversvømmelseskølevæske kan ikke understøtte effektiv titanlegeringsboring. Skærezonens temperatur er for høj til, at traditionelle smøremidler kan fungere normalt. Værktøjet og spånkontaktområdet mister effektiv termisk beskyttelse. Kølevæskeforsyning med-højtryk forbedrer bearbejdningstilstanden fuldstændigt.
Værktøjer med interne kølevæskekanaler sender højtrykskølevæske- direkte til skærkanten. Dette design styrer skæretemperaturen godt og holder spånfjernelsen jævn. Professionelle kølevæskekanalstrukturer leverer fire gange mere kølevæske under samme tryk. Standard højtryks-pumper når det minimale effektive tryk. Dette tryk skubber kølevæske ind i værktøjets-spånåbning og danner et stabilt smørende lag.
Høj-produktiv titaniumboring skal bruge værktøjer med interne-højtrykskølevæskekanaler. Denne konfiguration er en nødvendig betingelse for stabil og effektiv bearbejdning.
Værktøjsgeometri – Kraftmultiplikatoren
Parameteroptimering kan ikke fungere uden tilpasset værktøjsgeometri. X-formet udtyndingsdesign sænker skæremodstanden. Det forbedrer også hulkvaliteten og effektiviteten til fjernelse af spåner. Dobbelt-vinklet spidsdesign med 118 graders og 90 graders sammensatte vinkler bryder spånerne støt og styrer spånudledningen jævnt. Karbidværktøjssubstrater med professionelle belægninger giver stabil høj-temperaturhårdhed og oxidationsbestandighed.
Forskellige værktøjsgeometrier giver meget forskellige bearbejdningsresultater. En professionel test viser, at en speciel viskerværktøjsstruktur kan bore 75 huller ved 50 m/min hastighed og 0,10 mm/omdrejningshastighed. Dens levetid er tre gange så lang som andre almindelige værktøjsgeometrier. Værktøjsgeometri spiller en nøglerolle i ydeevneforskelle, mere end værktøjsbelægninger og underlag.
Den praktiske ramme
Følgende parametersystem giver en pålidelig reference for fabrikker, der bearbejder Ti-6Al-4V titanlegering.
- Skærehastighed: 25–45 m/min for hårdmetalværktøjer. Vælg lave hastighedsværdier til intermitterende skæring eller ustabile bearbejdningsforhold.
- Foderhastighed: 0,03–0,12 mm/omdr. Brug lave tilspændingshastigheder for bedre overfladefinish. Brug høje tilspændingshastigheder for bedre spånbrydningsydelse.
- Kølevæske: Brug intern kølevæskeforsyning med-højtryk. Det anbefalede minimumstryk er 1.000 psi (7 MPa).
- Punktgeometri: 118 grader –140 graders spidsvinkel med udtyndingsbehandling. Vælg design med dobbelte-vinkler for præcis chipkontrol.
- Belægning: TiAlN PVD-belægning på fint-karbidunderlag.
Brugere kan justere parameterkombinationer baseret på faktiske bearbejdningsbehov. Prioriter lave tilspændingshastigheder og moderate hastigheder, hvis overfladefinish er kernekravet. Prioriter høj-bearbejdning med høj-kølevæske, hvis produktionseffektivitet er hovedmålet. Boring med intermitterende deceleration er en anden effektiv metode. Det kan forbedre effektiviteten til fjernelse af spåner i titanlegeringsboring.
