La perforació d'aliatge de titani és un procés de mecanitzat d'alt{0}}risc. Aquest material té una conductivitat tèrmica baixa a uns 7 W/m·K. Atrapa la calor a la zona de tall durant la perforació. El material també té una alta resistència i propietats químiques actives. Aquestes característiques acceleren el desgast abrasiu i el desgast de l'adhesiu a les vores de les eines de tall. Els treballadors de les fàbriques s'enfronten a un problema comú en el funcionament real. Els treballadors augmenten els paràmetres de tall per augmentar l'eficiència de la producció, però les eines de tall es desgasten ràpidament. Els treballadors redueixen els paràmetres per allargar la vida útil de l'eina, però el temps de cicle de mecanitzat s'allarga.
La gent no ha de triar una prioritat sobre l'altra. Només necessiten equilibrar els dos resultats d'una manera intel·ligent.
Velocitat de tall: el governador tèrmic
La velocitat de tall afecta més la temperatura de tall en la perforació d'aliatge de titani. El mecanitzat d'acer permet velocitats més altes per augmentar la productivitat amb un desgast menor de l'eina. El mecanitzat d'aliatge de titani necessita un estricte control de velocitat. La velocitat de tall massa alta provoca un augment ràpid de la temperatura a la zona de tall. La superfície de la peça formarà capes d'enduriment. La vora de tall patirà un desgast greu dels flancs i danys-a la vora en poc temps.
Les eines de carbur sòlid funcionen bé en un rang de velocitat estable de 25 a 45 m/min. Els trepants amb recobriment de TiAlN funcionen a baixa velocitat en aquest rang. Mostren regles de desgast estables i produeixen forats amb una qualitat constant. Els valors de velocitat més enllà d'aquest rang fan que el desgast de l'eina augmenti bruscament. La càrrega tèrmica excessiva supera la capacitat de dissipació de calor de les eines de tall.
Velocitat d'alimentació: la variable de formació de xips
La velocitat d'alimentació controla directament el gruix de l'encenall, l'estat d'eliminació d'encenall i la força de tall axial. La velocitat d'alimentació té el major impacte en la rugositat de la superfície del forat entre tots els paràmetres de mecanitzat per a la perforació Ti-6Al-4V. La baixa velocitat d'alimentació redueix el parell de perforació i la força axial. Però la velocitat d'alimentació extremadament baixa provocarà un enduriment de la superfície de titani. Tampoc aconsegueix trencar i eliminar les fitxes de manera eficaç. L'alta velocitat d'alimentació ajuda a dividir les fitxes en segments regulars. Però augmenta la pressió mecànica a la punta del trepant.
El millor rang de velocitat d'alimentació per a la perforació convencional és de 0,03 a 0,12 mm/rev. La velocitat de l'eix i l'angle de la punta de l'eina canvien la temperatura de la peça en la perforació de titani. La velocitat d'alimentació no crea canvis de temperatura evidents. Aquesta regla pràctica ho diu clarament als usuaris. L'optimització de la velocitat d'alimentació millora principalment la forma de l'encenall i les condicions de força mecànica. Té poc efecte en el control de la calor.
Estratègia del refrigerant: l'habilitador
El refrigerant d'inundació normal no pot suportar una perforació eficient d'aliatge de titani. La temperatura de la zona de tall és massa alta perquè els lubricants tradicionals funcionin amb normalitat. L'àrea de contacte de l'eina i el xip perd una protecció tèrmica efectiva. El subministrament de refrigerant d'alta pressió-millora completament les condicions de mecanitzat.
Les eines amb canals de refrigerant interns envien refrigerant d'alta-pressió directament a la vora de tall. Aquest disseny controla bé la temperatura de tall i manté l'eliminació d'encenalls suau. Les estructures de canals de refrigerant professionals proporcionen quatre vegades més refrigerant a la mateixa pressió. Les bombes estàndard d'alta pressió-assoleixen la pressió efectiva mínima. Aquesta pressió empeny el refrigerant a l'espai-de l'encenall i forma una capa lubricant estable.
La perforació de titani d'alta-productivitat ha d'utilitzar eines amb canals interns de refrigeració d'alta pressió-. Aquesta configuració és una condició necessària per a un mecanitzat estable i eficient.
Geometria de l'eina: el multiplicador de forces
L'optimització de paràmetres no pot funcionar sense la geometria de l'eina coincident. El disseny d'aprimament en forma de X-redueix la resistència al tall. També millora la qualitat del forat i l'eficiència d'eliminació d'encenalls. Els dissenys de punta de doble -angle amb angles compostos de 118 graus i 90 graus trenquen els xips de manera constant i guien la descàrrega de l'encenall sense problemes. Els substrats d'eines de carbur amb recobriments professionals proporcionen una duresa estable a alta temperatura i resistència a l'oxidació.
Les diferents geometries d'eines proporcionen resultats de mecanitzat molt diferents. Una prova professional demostra que una estructura d'eina de neteja especial pot perforar 75 forats a una velocitat de 50 m/min i una velocitat d'alimentació de 0,10 mm/rev. La seva vida útil és tres vegades superior a la d'altres geometries d'eines habituals. La geometria de l'eina té un paper clau en les diferències de rendiment, més que els recobriments i els substrats d'eines.
El marc pràctic
El següent sistema de paràmetres proporciona una referència fiable per a les fàbriques que mecanitzan l'aliatge de titani Ti-6Al-4V.
- Velocitat de tall: 25–45 m/min per a eines de carbur massís. Trieu valors de velocitat baixa per a condicions de tall intermitent o mecanitzat inestables.
- Velocitat d'alimentació: 0,03–0,12 mm/rev. Utilitzeu velocitats d'alimentació baixes per obtenir un millor acabat superficial. Utilitzeu velocitats d'alimentació elevades per a un millor rendiment de trencament d'encenalls.
- Refrigerant: Adopteu un subministrament intern de refrigerant d'alta pressió-. La pressió mínima recomanada és de 1.000 psi (7 MPa).
- Geometria de punts: Angle de punta de 118 graus a 140 graus amb tractament d'aprimament. Trieu dissenys de doble -angle per a un control precís dels xips.
- Revestiment: recobriment de TiAlN PVD sobre substrats de carbur{0}}de gra fi.
Els usuaris poden ajustar les combinacions de paràmetres en funció de les necessitats reals de mecanitzat. Prioritzeu velocitats d'alimentació baixes i velocitats moderades si l'acabat de la superfície és el requisit bàsic. Prioritzeu el mecanitzat d'alta-velocitat amb refrigerant d'alta-pressió si l'eficiència de producció és l'objectiu principal. La perforació d'alimentació de desacceleració intermitent és un altre mètode eficaç. Pot millorar l'eficiència d'eliminació d'encenalls en la perforació d'aliatge de titani.
