Titanlegeringsboring er en-bearbeidingsprosess med høy risiko. Dette materialet har lav varmeledningsevne ved ca. 7 W/m·K. Den fanger varme i skjæresonen under boring. Materialet har også høy styrke og aktive kjemiske egenskaper. Disse funksjonene fremskynder slitasje og limslitasje på skjæreverktøykanter. Fabrikkarbeidere står overfor et vanlig problem i faktisk drift. Arbeidere hever skjæreparametere for å øke produksjonseffektiviteten, men skjæreverktøy slites raskt ut. Arbeidere senker parametere for å forlenge verktøyets levetid, men bearbeidingssyklustiden blir lengre.
Folk trenger ikke velge en prioritet fremfor den andre. De trenger bare å balansere de to resultatene på en smart måte.
Skjærehastighet – Thermal Governor
Kuttehastigheten påvirker kuttetemperaturen mest i titanlegeringsboring. Stålbearbeiding tillater høyere hastigheter for å løfte produktiviteten med mindre verktøyslitasje. Maskinering av titanlegering krever streng hastighetskontroll. For høy skjærehastighet forårsaker rask temperaturøkning i skjæresonen. Arbeidsstykkets overflate vil danne arbeidsherdende lag. Skjæreggen vil få alvorlig flankeslitasje og oppbygde-kantskader på kort tid.
Solid karbidverktøy fungerer godt innenfor et stabilt hastighetsområde på 25 til 45 m/min. Bor med TiAlN-belegg kjører med lave hastighetsverdier i dette området. De viser stabile slitasjeregler og produserer hull med jevn kvalitet. Hastighetsverdier utenfor dette området gjør at verktøyslitasjen øker kraftig. Overdreven termisk belastning overskrider varmeavledningskapasiteten til skjæreverktøy.
Feed Rate – Chipformasjonsvariabelen
Matehastighet kontrollerer spontykkelse, sponfjerningstilstand og aksial skjærekraft direkte. Matehastighet har den største innvirkningen på hulloverflatens ruhet blant alle maskineringsparametere for Ti-6Al-4V-boring. Lav matehastighet reduserer boremoment og aksialkraft. Men ekstremt lav matehastighet vil føre til at titanoverflaten herder. Den klarer heller ikke å bryte og fjerne sjetonger effektivt. Høy matehastighet hjelper til med å dele flis i vanlige segmenter. Men det øker det mekaniske trykket på borespissen.
Det beste matehastighetsområdet for konvensjonell boring er 0,03 til 0,12 mm/rev. Spindelhastighet og verktøyspissvinkel endrer arbeidsstykkets temperatur ved titanboring. Matehastighet skaper ikke åpenbare temperaturendringer. Denne praktiske regelen forteller brukerne tydelig. Optimalisering av matehastighet forbedrer hovedsakelig sponform og mekaniske kraftforhold. Det har liten effekt på varmereguleringen.
Kjølevæskestrategi – Enableren
Vanlig flomkjølevæske kan ikke støtte effektiv titanlegeringsboring. Temperaturen på skjæresonen er for høy til at tradisjonelle smøremidler kan fungere normalt. Verktøyet og sponkontaktområdet mister effektiv termisk beskyttelse. Høy-tilførsel av kjølevæske forbedrer maskineringstilstanden fullstendig.
Verktøy med interne kjølevæskekanaler sender-høytrykkskjølevæske rett til skjærekanten. Denne designen kontrollerer skjæretemperaturen godt og holder sponfjerningen jevn. Profesjonelle kjølevæskekanalstrukturer leverer fire ganger mer kjølevæske under samme trykk. Standard høytrykkspumper når det laveste effektive trykket. Dette trykket presser kjølevæske inn i verktøyets-spongap og danner et stabilt smørende lag.
Titanboring med høy-produktivitet må bruke verktøy med interne-høytrykkskjølevæskekanaler. Denne konfigurasjonen er en nødvendig betingelse for stabil og effektiv maskinering.
Verktøygeometri – Kraftmultiplikatoren
Parameteroptimalisering kan ikke fungere uten tilpasset verktøygeometri. X-formet tynningsdesign senker skjæremotstanden. Det forbedrer også hullkvaliteten og effektiviteten til fjerning av spon. Dobbel-tuppdesign med 118 graders og 90 graders sammensatte vinkler bryter spon jevnt og styrer sponutslippet jevnt. Karbidverktøysubstrater med profesjonelle belegg gir stabil høy-temperaturhardhet og oksidasjonsmotstand.
Ulike verktøygeometrier gir svært forskjellige maskineringsresultater. En profesjonell test viser at en spesiell viskerverktøystruktur kan bore 75 hull med en hastighet på 50 m/min og 0,10 mm/omdreiningshastighet. Levetiden er tre ganger så lang som andre vanlige verktøygeometrier. Verktøygeometri spiller en nøkkelrolle i ytelsesforskjeller, mer enn verktøybelegg og underlag.
Det praktiske rammeverket
Følgende parametersystem gir en pålitelig referanse for fabrikker som bearbeider Ti-6Al-4V titanlegering.
- Kuttehastighet: 25–45 m/min for solid hardmetallverktøy. Velg lave hastighetsverdier for periodisk skjæring eller ustabile bearbeidingsforhold.
- Matehastighet: 0,03–0,12 mm/rev. Bruk lave matehastigheter for bedre overflatefinish. Bruk høye matehastigheter for bedre sponbrytende ytelse.
- Kjølevæske: Ta i bruk intern-høytrykkskjølevæskeforsyning. Minste anbefalte trykk er 1000 psi (7 MPa).
- Punktgeometri: 118 grader –140 graders spissvinkel med tynningsbehandling. Velg design med dobbel-vinkel for presis brikkekontroll.
- Belegg: TiAlN PVD-belegg på finkornede-karbidunderlag.
Brukere kan justere parameterkombinasjoner basert på faktiske maskineringsbehov. Prioriter lave matehastigheter og moderate hastigheter hvis overflatefinish er kjernekravet. Prioriter høy-bearbeiding med høy-kjølevæske hvis produksjonseffektivitet er hovedmålet. Boring med intermitterende retardasjon er en annen effektiv metode. Det kan forbedre effektiviteten til fjerning av spon i titanlegeringsboring.
