Titanium Grade 5, žinomas kaip Ti-6Al-4V, tapo kertiniu aviacijos ir kosmoso inžinerijos akmeniu. Dėl išskirtinio stiprumo ir svorio santykio, puikaus atsparumo korozijai ir stabilumo aukštoje temperatūroje jis puikiai tinka komponentams, tokiems kaip variklio laikikliai, konstrukcinės atramos ir hidraulinės sistemos dalys. Tačiau, nors jo savybės yra naudingos našumui, jos kelia didelių iššūkių apdirbant CNC.
Kodėl Ti-6Al-4V taip sunku apdirbti?
Problemos esmė yra mažas titano šilumos laidumas, maždaug vienas{0}}šeštadalis aliuminio. Apdirbimo metu šiluma kaupiasi pjovimo briaunoje, o ne išsisklaido per ruošinį. Dėl to įrankis labai susidėvi, ypač esant didesniam pjovimo greičiui. Be to, dėl didelio medžiagos stiprumo ir mažo elastingumo modulio ji linkusi į spyruokles ir šnibždėjimą, o tai kenkia paviršiaus apdailai ir matmenų stabilumui.
Įrankių susidėvėjimas ir proceso neefektyvumas
Praktiškai titano įrankiai susidėvi iki 3–5 kartų greičiau, palyginti su įprastais aviacijos ir kosmoso aliuminio lydiniais. Net ir naudojant didelio našumo-karbido įdėklus arba polikristalinio deimantinio (PCD) įrankius, išlaidos, susijusios su įrankių keitimu ir prastovomis, labai padidėja. Be to, susidėvėję įrankiai gali sukietėti, o tai dar labiau padidina problemą, nes susidaro vietinės kietos zonos, kurias vėlesniais važiavimais dar sunkiau iškirpti.
Dėl to būtina taikyti konservatyvius apdirbimo parametrus-mažesnius pastūmos greičius, mažesnius pjovimo gylius ir didelius aušinimo skysčio srautus-, kad būtų galima valdyti šilumą ir pailginti įrankio tarnavimo laiką. Nors tai apsaugo įrangą, labai sumažina medžiagų pašalinimo greitį, todėl gamyba lėtėja ir brangsta.
Darbo laikymas ir vibracijos valdymas
Dėl titano elastingumo savybių reikia tiksliai apskaičiuoti suspaudimo strategijas. Dėl netinkamo tvirtinimo pjovimo metu gali atsirasti mikro{1}}judesių, dėl kurių gali atsirasti vibracijų arba netikslūs matmenys. Tai ypač svarbu aviacijos ir erdvėlaivių dalims, kurių leistinieji nuokrypiai yra griežti ir sudėtingos geometrijos.
Daugeliu atvejų parduotuvės investuoja į specializuotus vibraciją{0}}slopinančius įrankių laikiklius, didelio-tvirtumo mašinų sąrankas ir prisitaikančias valdymo sistemas, kad kompensuotų titano elgesį veikiant pjovimo jėgoms. Šios investicijos padidina pradines gamybos sąnaudas, bet yra būtinos ilgalaikiam apdirbimo stabilumui ir pakartojamumui užtikrinti.
Pjovimo skysčio ir drožlių pašalinimas
Kitas svarbus veiksnys yra aušinimo skysčio strategija. Įprasto potvynio aušinimo gali nepakakti. Aukšto-slėgio per-verpstės aušinimo sistemos dažniausiai naudojamos pjovimo zonai vėsinti ir drožlėms efektyviai pašalinti. Prastas drožlių pašalinimas ne tik paveikia paviršiaus apdailą, bet ir gali sukelti perpjovimą bei įrankio sulūžimą.
Kai kuriais atvejais, siekiant pagerinti našumą, bandomi hibridiniai apdirbimo metodai, tokie kaip kriogeninis aušinimas arba minimalaus kiekio tepimas (MQL) su nano{0}}priedais, nors jie susiję su sudėtingumu ir stačiomis mokymosi kreivėmis.
Esmė
Ti-6Al-4V apdirbimas yra ne tik medžiagos pašalinimas – tai šilumos valdymas, įrankio vientisumo išsaugojimas ir geometrinio tikslumo užtikrinimas. Orlaivių ir kosmoso gamintojai, dirbantys su šia medžiaga, dažnai ieško apdirbimo partnerių, turinčių ne tik įrankių trajektorijos strategijos, bet ir mašinos sąrankos optimizavimo bei kokybės kontrolės patirties.
Parduotuvės, kurios specializuojasi titano apdirbimo srityje, daug investuoja į mokslinius tyrimus ir plėtrą, įrankių naujoves ir pažangią CAM programinę įrangą, kad išliktų konkurencingos. Klientams, kuriems reikalingos didelio-patikimos dalys, šios galimybės išskiria perspektyvų tiekėją nuo brangaus.
