CNC apdirbimo titano lydinys: Procesas, Paraiškos ir iššūkiai

11,906 Peržiūros 2024-10-24 13:38:56

Šiuolaikinėje gamyboje, CNC (Skaitmeninis kompiuterio valdymas) apdirbimo technologija vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį apdirbant titano lydinius.

CNC apdirbimo titano privalumai

• Didelis stiprumo ir svorio santykis:

Titano lydiniai pasižymi itin dideliu stiprumu ir santykinai mažu tankiu, Tai reiškia, kad dalys, pagamintos iš titano lydinių, gali išlaikyti puikias mechanines savybes net ir esant lengvos konstrukcijos reikalavimams.

• Puikus atsparumas korozijai:

Titano lydiniai yra labai atsparūs daugumai rūgščių ir šarmų, todėl jie tinka atšiaurioms aplinkoms, tokioms kaip vandenynas ir cheminio apdorojimo įrenginiai.

CNC apdirbimo titano lydiniai

• Biologinis suderinamumas:

Titano lydiniai yra labai tinkami naudoti žmogaus implantams, nes jie nesukelia imuninio atmetimo ir yra labai suderinami su žmogaus audiniais.

• Didelis atsparumas dilimui:

Titano lydiniai po apdirbimo gali gauti labai lygų paviršių, ir šis paviršius turi labai didelį atsparumą dilimui, kuri tinka ilgalaikiam naudojimui skirtoms dalims.

• Geros apdirbimo savybės:

Nors titano lydinius sunku apdirbti, sudėtingos formos gali būti tiksliai apdirbamos naudojant CNC technologiją, atitinkantys griežtus geometrinio tikslumo reikalavimus detalėms tokiose pramonės šakose kaip aviacija.

• Nemagnetinis:

Titano lydiniai yra nemagnetiniai, Tai yra svarbus kai kurių elektroninių prietaisų ir medicinos programų pranašumas.

• Veikimas aukštoje temperatūroje:

Titano lydiniai gali išlaikyti savo mechanines savybes aukštoje temperatūroje, o tai labai svarbu aukštoje temperatūroje, pvz., aviaciniams varikliams.

• Geras lankstumas:

Titano lydiniai turi gerą lankstumą ir gali būti formuojami ir apdorojami nepažeidžiant medžiagos vientisumo.

• Atsparumas nuovargio įtrūkimų plitimui:

Titano lydinių mikrostruktūra padeda atsispirti nuovargio įtrūkimų plitimui, pagerinti dalių patikimumą ir eksploatavimo trukmę.

• Aplinkai – draugiškas:

Titano lydinių CNC apdirbimas gali sumažinti medžiagų atliekas, o šiuolaikinėse apdirbimo technologijose dažniausiai naudojami aplinkai nekenksmingi aušinimo skysčiai ir tepalai.

Nuolat tobulėjant apdirbimo technologijai, titano lydinių apdirbimo sąnaudos ir efektyvumas taip pat palaipsniui gerėja, toliau plečiant jų taikymo sritis.

Įvairios titano klasės CNC apdirbimui

CNC apdirbimo kontekste, Skirtingos titano rūšys siūlo unikalius savybių derinius, dėl kurių jie tinka įvairiems tikslams. Pateikiame įprastų titano rūšių, naudojamų CNC apdirbimui, ir jų charakteristikų apžvalgą:

• Įvertinimas 1 Titanas

Įvertinimas 1 yra vienas iš komerciškai grynų (CP) titano klasės, puikiai atsparios smūgiams ir korozijai, taip pat geras suvirinamumas. Jis pasižymi aukščiausiu plastiškumo ir formavimo lygiu tarp CP klasių, todėl idealiai tinka tais atvejais, kai šios savybės yra būtinos.

• Įvertinimas 2 Titanas

Panašus į Grade 1, Įvertinimas 2 yra dar viena CP klasė, turinti šiek tiek mažesnį lankstumą, tačiau vis tiek pasižymi geru atsparumu korozijai ir suvirinamumu. Jis dažnai naudojamas bendrose pramonės srityse, kur reikalingas vidutinio stiprumo ir atsparumo korozijai lygis.

• Įvertinimas 5 Titanas (Ti-6Al-4V)

Įvertinimas 5, taip pat žinomas kaip Ti-6Al-4V, yra plačiausiai naudojamas alfa-beta titano lydinys dėl didelio stiprumo derinio, geras atsparumas korozijai, ir puikus biologinis suderinamumas. Jis dažniausiai naudojamas kosminėje erdvėje, kariškiai, ir medicinos reikmėms, kai šios savybės yra labai svarbios.

• Įvertinimas 7 Titanas (Ti-6Al)

Įvertinimas 7 yra alfa-beta titano lydinys, panašus į Grade 5 bet su didesniu aliuminio kiekiu, kuris užtikrina geresnį atsparumą šliaužimui aukštesnėje temperatūroje. Dėl to jis tinkamas naudoti, kai reikalingas konstrukcijos stabilumas aukštoje temperatūroje.

• Įvertinimas 12 Titanas (Ti-3Al-2,5V)

Įvertinimas 12 yra alfa-beta titano lydinys, pasižymintis didesniu stiprumu ir kietumu, palyginti su CP klasėmis. Jis naudojamas tais atvejais, kai reikalinga stiprumo ir formavimo pusiausvyra, pavyzdžiui, automobilių pramonėje.

CNC apdirbimo vibracijos priežastys ir sprendimai

Renkantis titano rūšį CNC apdirbimui, svarbu atsižvelgti į konkrečius paraiškos reikalavimus, įskaitant norimą stiprumą, atsparumas korozijai, darbinė temperatūra, ir biologinis suderinamumas. Kiekviena klasė siūlo unikalų savybių rinkinį, kuris turi būti suderintas su programos poreikiais, kad būtų užtikrintas optimalus gatavos dalies veikimas ir ilgaamžiškumas..

Dažni titano lydinio apdirbimo sunkumai

Titano lydinio apdirbimo sunkumai daugiausia apima:

• Žemas šilumos laidumas:

Titano lydinio šilumos laidumas yra labai mažas, todėl sunku greitai išsisklaidyti pjovimo proceso metu susidariusią šilumą. Dėl to, šiluma lengvai kaupiasi sąlyčio tarp įrankio ir ruošinio srityje, dėl to įrankio temperatūra per aukšta ir pagreitėja įrankio nusidėvėjimas .

• Didelis cheminis aktyvumas:

Esant aukštai temperatūrai, titano lydinys yra linkęs į chemines reakcijas su ore esančiu deguonimi ir azotu, formuojant sukietėjusį sluoksnį, o tai padidina apdirbimo sudėtingumą .

• Darbas – grūdinimasis:

Tikėtina, kad titano lydinys susidurs su darbu – sukietėjimu pjovimo metu, tai yra, apdirbimo proceso metu vykstant deformacijai didėja medžiagos kietumas. Tam reikia naudoti didesnio našumo įrankius ir griežtesnius pjovimo parametrus .

• Greitas įrankių nusidėvėjimas:

Dėl aukščiau paminėtų savybių, įrankis labai greitai susidėvi apdirbant titano lydinį, ypač šalia pjovimo briaunos ir įrankio galo .

Dažni titano lydinio apdirbimo sunkumai

• Sunkus lustų šalinimas:

Titano lydinio lustas turi didelį kontaktinį plotą su įrankio grėbliu paviršiumi ir jį lengva apvynioti aplink įrankį, kuris trukdo normaliai pjauti. Be to, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas drožlių pašalinimui, kad nebūtų pakenkta apdirbimo kokybei .

• Žemas tamprumo modulis:

Titano lydinio tamprumo modulis yra palyginti mažas, ir apdirbimo metu lengva sukurti elastinę deformaciją. Ypač apdirbant plonasienes ar žiedines detales, gali atsirasti ruošinio deformacija .

• Apdirbimo vibracija:

Titano lydinio apdirbimo metu sukuriama vibracija yra dešimt kartų didesnė nei įprasto plieno, o tai ne tik padidina įrankių susidėvėjimą, bet ir gali pabloginti ruošinio paviršiaus kokybę .

• Įrankių parinkimo ir dengimo technologija:

Norint pagerinti titano lydinio apdirbimo efektyvumą ir įrankio tarnavimo laiką, labai svarbu pasirinkti tinkamas įrankių medžiagas ir dengimo technologijas. .

Vakuuminis padengimas

• Ruošinio suspaudimas ir deformacija:

Titano lydinio suspaudimo deformacija ir įtempiai apdirbimo metu yra dideli, todėl ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas ruošinio tvirtinimo būdui, kad būtų išvengta deformacijos apdirbimo proceso metu .

• Pjovimo skysčio pasirinkimas:

Netinkamo pjovimo skysčio naudojimas gali sukelti chemines reakcijas arba turėti įtakos drožlių pašalinimui. Todėl, Tinkamo pjovimo skysčio parinkimas taip pat yra titano lydinio apdirbimo iššūkis .

Atsakant į šiuos sunkumus, apdirbant titano lydinį reikia imtis tam tikrų priemonių, pvz., naudojant didelio našumo pjovimo įrankius, pjovimo parametrų optimizavimas, tinkamų aušinimo ir tepimo strategijų priėmimas, ir užtikrinti tinkamą ruošinio prispaudimą, siekiant pagerinti apdirbimo efektyvumą ir kokybę.

CNC apdirbimo titano taikymas ir iššūkiai

Titano lydinio CNC apdirbimo taikymas

Aviacijos erdvė:

Dėl savo korozijai atsparių savybių ir didelio stiprumo, titano lydinys tinka aviacijos ir kosmoso reikmėms, pavyzdžiui, variklio mentės, važiuoklės, velenai, ir vidines struktūras.

CNC apdirbimo titano taikymas ir iššūkiai

Medicinos pramonė:

Titano lydinys pasižymi cheminiu inertiškumu ir biologiniu suderinamumu, todėl gali būti naudojamas medicininiams implantams ir chirurginei įrangai gaminti, pavyzdžiui, kaulų augimo stimuliatoriai, stuburo suliejimo prietaisai, ir kaulų plokštelės.

Laivų statyba:

Titano lydinio CNC apdirbimas taip pat svarbus jūrų pramonėje, pavyzdžiui, deniai, pančiai, spyruokliniai kabliukai, slėginiai indai, ir povandeninių laivų detektoriai.

Automobilių pramonė:

Titano metalas, dėl savo atsparumo smūgiams ir ilgaamžiškumo, plačiai naudojamas sportiniuose ir prabangiuose automobiliuose, pavyzdžiui, transporto priemonių rėmai, tvirtinimo detalės, duslintuvai, išmetimo vamzdžiai, variklio vožtuvai, ir apkrovą – laikančiosios spyruoklės.

Titano lydinių medžiagų taikymas automobiliuose

Kitos pramonės šakos:

Titano CNC apdirbimas taip pat taikomas alyvai ir dujoms, statyba, papuošalai, sporto, ir elektromobilių pramonėje.

Titano lydinio CNC apdirbimo iššūkiai

Nors titano lydinio CNC apdirbimas turi daug privalumų, jis taip pat susiduria su tam tikrais iššūkiais apdirbimo proceso metu:

1. Didelis cheminis reaktyvumas ir ekstruzija:

Apdorojant titano lydinį, kai kurios dujos gali su ja reaguoti, dėl to kyla problemų, tokių kaip paviršiaus oksidacija ir trapumas.

1. Šilumos akumuliacija ir pjovimo jėga:

Titano lydinys turi mažą šilumos laidumą, todėl ruošinys greitai įkaista šalia pjovimo vietos. Dėl to įrankis greičiau susidėvės ir gali turėti neigiamos įtakos pjovimo paviršiaus kokybei.

1. Likęs stresas ir kietėjantis stresas:

Dėl savo kristalinės struktūros, titano lydinys gali sukelti problemų apdirbant, didinant pjovimo jėgą, sumažinant apdirbimo patogumą, ir padidina liekamojo streso tikimybę.

CNC apdirbimo parametrų nustatymas

• Išsiaiškinkite apdirbimo reikalavimus

Nustatykite ruošinio medžiagą, dydis, forma, ir tikslumo reikalavimus, ir tt.

• Pasirinkite Įrankiai

Pasirinkite įrankio tipą, skersmens, ilgio, ir tt. pagal ruošinio medžiagos ir apdirbimo reikalavimus.

• Nustatykite apdirbimo koordinačių sistemą

Nustatykite apdirbimo koordinačių sistemą CNC valdymo sistemoje.

• Nustatykite apdirbimo parametrus

Nustatykite tokius parametrus kaip pjovimo greitis, padavimo greitis, ir pjovimo gylį pagal ruošinį, įrankiai, ir reikalavimus.

• Apžiūrėkite ir patikrinkite

Prieš apdirbdami atidžiai patikrinkite parametrus. Patikrinti galima naudoti imitacinį apdirbimą arba bandomąjį pjovimą.

• Stebėkite apdirbimo procesą

Stebėkite įrankių nusidėvėjimą, pjovimo jėga, pjovimo temperatūra, ir tt. realiu laiku ir prireikus koreguokite parametrus.

• Prižiūrėkite stakles

Reguliariai prižiūrėkite CNC stakles, kad užtikrintumėte jos tikslumą ir našumą.

• Saugus veikimas

Laikykitės saugos darbo procedūrų.

CNC staklių struktūros schema

Išvada

Galimybė CNC apdirbti titano lydinius buvo nuolat tobulinama, medžiagų mokslo pažangos dėka, mechanikos inžinerija ir skaičiavimo technologija. Taikant naujausius apdirbimo būdus ir optimizavimo strategijas, gamintojai gali gaminti titano lydinio dalis su didesniu efektyvumu ir geresne kokybe.

Tobulėjant technologijoms, Tikimasi, kad CNC apdirbimo titano lydinių ekonomiškumas ir poveikis aplinkai ateityje bus dar geresnis.