Jako wiodący dostawca narzędzi do cięcia stopów tytanu byłem świadkiem na własne oczy złożonej zależności pomiędzy prędkością skrawania a morfologią wiórów podczas cięcia stopów tytanu. Stopy tytanu słyną z wyjątkowego stosunku wytrzymałości do masy, odporności na korozję i odporności na wysokie temperatury. Jednak te same właściwości sprawiają, że są one również trudne w obróbce. Jednym z kluczowych czynników znacząco wpływających na proces obróbki jest prędkość skrawania, która ma ogromny wpływ na powstającą morfologię wiórów.
Podstawy cięcia stopów tytanu
Stopy tytanu są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, medycznym i motoryzacyjnym ze względu na swoje doskonałe właściwości. Podczas cięcia stopów tytanu narzędzie skrawające podlega działaniu wysokich temperatur i sił. Ciepło powstające podczas skrawania może powodować szybkie zużycie narzędzia, a wysoka wytrzymałość stopów tytanu wymaga solidnego procesu skrawania. Wiór powstały podczas skrawania jest istotnym wskaźnikiem efektywności procesu skrawania i jakości obrabianej powierzchni.
Wpływ prędkości skrawania na powstawanie wiórów
Niskie prędkości skrawania
Przy niskich prędkościach skrawania, zwykle poniżej 20 m/min, powstające wióry są często ciągłe i długie. Stosunkowo powolny ruch narzędzia tnącego pozwala na bardziej kontrolowane odkształcenie plastyczne materiału. Naprężenie ścinające działające na materiał jest wystarczające, aby spowodować płynięcie materiału i utworzenie ciągłego wióra. Ma to jednak swoje wady. Niska prędkość skrawania skutkuje dużą siłą skrawania, ponieważ narzędzie musi pracować ciężej, aby usunąć materiał. Co więcej, długie, ciągłe wióry mogą owinąć się wokół narzędzia tnącego lub przedmiotu obrabianego, zakłócając proces cięcia i potencjalnie powodując uszkodzenie powierzchni.
Na przykład podczas niektórych operacji skrawania stopu tytanu przy niskiej prędkości ciągłe wióry mogą owijać się wokół boku narzędzia tnącego, zwiększając tarcie pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym. Prowadzi to nie tylko do zwiększonego zużycia narzędzia, ale może również powodować wibracje podczas skrawania, zmniejszając dokładność wymiarową obrabianej części.
Umiarkowane prędkości skrawania
W zakresie 20 - 60 m/min morfologia wiórów zaczyna się zmieniać. Żetony stają się segmentowane. Wyższa prędkość skrawania zwiększa stopień odkształcenia ciętego materiału. W efekcie materiał ulega okresowemu ścinaniu, rozbijając wiór na segmenty. Ta segmentacja jest korzystna, ponieważ zmniejsza siłę skrawania w porównaniu do cięcia przy niskiej prędkości. Segmentowane wióry są również łatwiejsze w zarządzaniu i można je skutecznie odprowadzać ze strefy skrawania, zapobiegając splątaniu wiórów.
Tworzenie się segmentowanych wiórów przy umiarkowanych prędkościach skrawania można przypisać zjawisku ścinania adiabatycznego. Cięcie z dużą prędkością generuje w krótkim czasie dużą ilość ciepła, zlokalizowanego w płaszczyźnie ścinania. Połączenie dużej szybkości odkształcania i szybkiego nagrzewania powoduje, że materiał w płaszczyźnie ścinania traci swoją wytrzymałość, co prowadzi do powstawania pasm ścinania adiabatycznego, a w konsekwencji wiórów segmentowych.
Wysokie prędkości skrawania
Gdy prędkość skrawania przekracza 60 m/min, wióry mogą stać się bardziej rozdrobnione i mieć nieregularny kształt. Przy tak dużych prędkościach wytwarzanie ciepła jest niezwykle szybkie, a materiał ulega bardzo dużym odkształceniom. Intensywne ciepło może spowodować stopienie lub przypalenie wiórów na krawędziach, co prowadzi do zmiany właściwości fizycznych i chemicznych chipa.
Bardzo rozdrobnione wióry mogą stwarzać problemy w zakresie ewakuacji wiórów. Chociaż nie splatają się one jak ciągłe wióry przy niskich prędkościach, mogą być na tyle małe, że zatykają kanały chłodziwa lub system usuwania wiórów. Dodatkowo wysokie temperatury podczas skrawania z dużą prędkością mogą przyspieszyć zużycie narzędzia, ponieważ materiał narzędzia może zmięknąć lub wejść w reakcję chemiczną ze stopem tytanu.
Konsekwencje dla dostawców cięcia stopów tytanu
Jako dostawca narzędzi do cięcia stopów tytanu, zrozumienie wpływu prędkości skrawania na morfologię wiórów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia klientom optymalnych rozwiązań. Musimy zalecić odpowiednią prędkość skrawania w oparciu o specyficzne wymagania operacji obróbki.
W zastosowaniach, w których wykończenie powierzchni ma ogromne znaczenie, np. w przypadku implantów medycznych, preferowana może być umiarkowana prędkość skrawania, aby uzyskać segmentowane wióry i zmniejszone siły skrawania, co skutkuje lepszą jakością powierzchni. Z drugiej strony, w przypadku produkcji wielkoseryjnej i mniej rygorystycznych wymagań dotyczących wykończenia powierzchni, można rozważyć wyższą prędkość skrawania w celu zwiększenia produktywności, chociaż mogą być konieczne dodatkowe środki w celu odprowadzania wiórów i chłodzenia narzędzia.
Nasze produkty i powiązane linki
Oferujemy szeroką gamę narzędzi skrawających i rozwiązań dostosowanych do cięcia stopów tytanu. Na przykład naszPiła taśmowa z końcówką z węglika wolframuzostał zaprojektowany, aby sprostać wyzwaniom związanym z skrawaniem stopów tytanu przy różnych prędkościach. Zapewnia doskonałą odporność na zużycie i wydajność cięcia, zapewniając wydajną i długotrwałą pracę.
NaszSpawanie brzeszczotów pił taśmowych z węglikami spiekanymiUsługa pozwala na naprawę i modyfikację brzeszczotów pił taśmowych, przedłużając ich żywotność i obniżając koszty dla naszych klientów. Dodatkowo jeśli jesteś zainteresowanyCięcie stali niskowęglowej, posiadamy wiedzę i produkty, które zaspokoją Twoje potrzeby.
Skontaktuj się z nami w sprawie zakupu i konsultacji
Jeśli działasz na rynku narzędzi lub usług skrawających ze stopów tytanu, zachęcamy do skontaktowania się z nami. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc Ci w wyborze odpowiedniej prędkości skrawania i narzędzi do konkretnego zastosowania. Niezależnie od tego, czy prowadzisz mały warsztat, czy zakład produkcyjny na dużą skalę, mamy rozwiązania, które spełnią Twoje wymagania.
Referencje
- Astachow, wiceprezes (2010). Teoria i praktyka skrawania metali. Prasa CRC.
- Shaw, Mc (2005). Zasady skrawania metali. Wydawnictwo Uniwersytetu Oksfordzkiego.
- Trent, EM i Wright, PK (2000). Cięcie metalu. Butterworth-Heinemann.