Bušenje legure titana visoko je{0}}rizičan proces obrade. Ovaj materijal ima nisku toplinsku vodljivost od oko 7 W/m·K. On zadržava toplinu u zoni rezanja tijekom bušenja. Materijal također ima visoku čvrstoću i aktivna kemijska svojstva. Ove značajke ubrzavaju abrazivno i adhezivno trošenje na rubovima alata za rezanje. Tvornički radnici suočavaju se s uobičajenim problemom u stvarnom radu. Radnici podižu parametre rezanja kako bi povećali učinkovitost proizvodnje, ali se alati za rezanje brzo troše. Radnici snižavaju parametre kako bi produžili vijek trajanja alata, ali vrijeme ciklusa obrade postaje dulje.
Ljudi ne moraju birati jedan prioritet nad drugim. Samo trebaju na pametan način uravnotežiti dva ishoda.
Brzina rezanja – regulator topline
Brzina rezanja najviše utječe na temperaturu rezanja kod bušenja legure titana. Strojna obrada čelika omogućuje veće brzine za povećanje produktivnosti uz manje trošenje alata. Strojna obrada legure titana zahtijeva strogu kontrolu brzine. Prevelika brzina rezanja uzrokuje nagli porast temperature u zoni rezanja. Površina izratka formirat će slojeve za otvrdnjavanje. Rezna oštrica će u kratkom vremenu pretrpjeti ozbiljno trošenje bočne strane i nakup-oštećenje ruba.
Alati od tvrdog metala dobro rade unutar stabilnog raspona brzina od 25 do 45 m/min. Svrdla s TiAlN premazom rade pri niskim vrijednostima brzine u ovom rasponu. Pokazuju stabilna pravila trošenja i proizvode rupe s dosljednom kvalitetom. Vrijednosti brzine izvan ovog raspona naglo povećavaju trošenje alata. Prekomjerno toplinsko opterećenje premašuje kapacitet rasipanja topline alata za rezanje.
Brzina posmaka – varijabla formiranja strugotine
Brzina posmaka izravno kontrolira debljinu strugotine, stanje uklanjanja strugotine i aksijalnu silu rezanja. Brzina posmaka ima najveći utjecaj na hrapavost površine rupe među svim parametrima obrade za Ti-6Al-4V bušenje. Mala brzina napredovanja smanjuje moment bušenja i aksijalnu silu. No iznimno niska brzina napredovanja uzrokovat će otvrdnjavanje površine titana. Također ne uspijeva učinkovito razbiti i ukloniti strugotine. Visoka brzina dodavanja pomaže podijeliti strugotine u pravilne segmente. Ali povećava mehanički pritisak na vrh svrdla.
Najbolji raspon brzine napredovanja za konvencionalno bušenje je 0,03 do 0,12 mm/okr. Brzina vretena i kut vrha alata mijenjaju temperaturu izratka kod bušenja titana. Brzina punjenja ne stvara očite temperaturne promjene. Ovo praktično pravilo jasno govori korisnicima. Optimizacija brzine posmaka uglavnom poboljšava oblik strugotine i uvjete mehaničke sile. Malo utječe na kontrolu topline.
Strategija rashladne tekućine – Omogućivač
Obična tekućina za hlađenje ne može podržati učinkovito bušenje legure titana. Temperatura zone rezanja je previsoka da bi tradicionalna maziva radila normalno. Područje kontakta alata i strugotine gubi učinkovitu toplinsku zaštitu. Visok{3}}opskrba rashladnim sredstvom pod visokim pritiskom potpuno poboljšava uvjete obrade.
Alati s unutarnjim kanalima za rashladno sredstvo šalju-rashladno sredstvo pod visokim pritiskom ravno do oštrice. Ova konstrukcija dobro kontrolira temperaturu rezanja i omogućuje glatko uklanjanje strugotine. Profesionalne strukture kanala za rashladno sredstvo isporučuju četiri puta više rashladnog sredstva pod istim pritiskom. Standardne visokotlačne-pumpe postižu minimalni učinkoviti tlak. Ovaj pritisak gura rashladno sredstvo u-razmak strugotine alata i formira stabilan sloj za podmazivanje.
Visoko{0}}produktivno bušenje titana mora koristiti alate s unutarnjim visoko{1}}tlačnim kanalima za rashladno sredstvo. Ova konfiguracija je nužan uvjet za stabilnu i učinkovitu obradu.
Geometrija alata – Multiplikator sile
Optimizacija parametara ne može funkcionirati bez usklađene geometrije alata. Oblik stanjivanja u obliku slova X- smanjuje otpornost na rezanje. Također poboljšava kvalitetu rupa i učinkovitost uklanjanja strugotine. Dizajn vrha s dvo-kutom sa složenim kutovima od 118 stupnjeva i 90 stupnjeva ravnomjerno lomi strugotinu i glatko usmjerava pražnjenje strugotine. Podloge alata od tvrdog metala s profesionalnim premazima pružaju stabilnu visoko{8}}temperaturnu tvrdoću i otpornost na oksidaciju.
Različite geometrije alata donose vrlo različite rezultate obrade. Profesionalni test dokazuje da jedna posebna struktura alata za brisanje može izbušiti 75 rupa brzinom od 50 m/min i posmakom od 0,10 mm/ok. Njegov životni vijek je tri puta veći od ostalih uobičajenih geometrija alata. Geometrija alata igra ključnu ulogu u razlikama u izvedbi, više od premaza i podloga alata.
Praktični okvir
Sljedeći sustav parametara pruža pouzdanu referencu za tvornice koje obrađuju Ti-6Al-4V leguru titana.
- Brzina rezanja: 25–45 m/min za alate od tvrdog metala. Odaberite niske vrijednosti brzine za isprekidano rezanje ili nestabilne uvjete obrade.
- Brzina dodavanja: 0,03–0,12 mm/okretaj Koristite niske brzine napredovanja za bolju završnu obradu površine. Koristite visoke brzine posmaka za bolju izvedbu lomljenja strugotine.
- Rashladno sredstvo: Usvojite unutarnji visoko{0}}tlačni dovod rashladne tekućine. Minimalni preporučeni tlak je 1000 psi (7 MPa).
- Geometrija točke: Kut vrha od 118 stupnjeva do 140 stupnjeva sa stanjivanjem. Odaberite dizajn s dvo-kutom za preciznu kontrolu strugotine.
- Premazivanje: TiAlN PVD premaz na fino{0}}zrnatim karbidnim podlogama.
Korisnici mogu prilagoditi kombinacije parametara na temelju stvarnih potreba obrade. Dajte prednost malim brzinama napredovanja i umjerenim brzinama ako je završna obrada temeljni zahtjev. Dajte prednost visoko{2}}brzinskoj obradi s visoko{3}}tlačnim rashladnim sredstvom ako je učinkovitost proizvodnje glavni cilj. Bušenje s isprekidanim usporenjem još je jedna učinkovita metoda. Može poboljšati učinkovitost uklanjanja strugotine pri bušenju legure titana.
