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      鈦合金加工為什么這么難?


      鈦合金絲錐(如TC4)比大多數合金材料加工更困難,但選擇合適的絲錐還是可行的。鈦的材料既硬又輕便,是一種非常有吸引力的金屬,適用于航空航天、醫療和其他行業。

        然而,鈦合金的材料特點讓很多加工工廠面臨挑戰,很多工程師們也正在為這種材料的尋找合適的解決方案。

        例如,鈦不能很好地導熱。加工鈦時,熱量往往會積聚在刀具的表面和邊緣,而不是通過零件和機器結構散發。當攻絲時尤其如此,因為孔的內表面和絲錐之間的接觸比工件和鉆頭、立銑刀或其他工具之間的接觸更多。這種保留的熱量會導致切削刃產生缺口并縮短絲錐壽命。

        此外,鈦相當低的彈性模量使其具有“彈性”,因此工件在絲錐上往往會“回彈”。這種影響會導致螺紋磨損和撕裂。它還增加了絲錐上的扭矩,縮短了絲錐的使用壽命(所以很多時候不太建議去淘一些進口二手絲錐的原因也在此,絲錐已經經過強大扭力后,如果再去絲錐風險會很大的)。

        為了在攻絲鈦合金時獲得最佳效果,請使用品牌的專用絲錐,將其安裝在攻絲刀柄中,并在具有良好進給控制的機床上選配適當的參數。

        1、使用適當的速度

        攻絲速度對于切削鈦合金螺紋至關重要。速度不足或過快會導致絲錐故障和絲錐壽命縮短。對于進入和離開螺紋孔,這里還是建議參考品牌樣本選用合理的 攻絲速度。雖然比攻絲大多數其他材料慢,但該系列已被證明可提供最一致的絲錐壽命和最大的生產率。

        2、使用合適的切削液

        切削液(冷卻液/潤滑劑)會影響絲錐壽命。雖然用于鈦合金其他操作的相同切削液是攻絲的一種選擇,但這種切削液不一定能產生所需的螺紋質量和絲錐壽命。我們推薦使用含油量更高的優質乳液,或者更好的是使用攻絲油。

        在攻絲中,切削液的潤滑特性通常比冷卻更重要,因為絲錐以相對較低的速度運行并且不會去除大量材料。潤滑性有助于延長絲錐壽命并保護螺紋的表面光潔度。

        對極難加工的鈦合金進行攻絲可能需要使用含有添加劑的攻絲膏。這些添加劑旨在粘附在切削表面,盡管在刀具和工件界面產生高加工力。攻絲膏的缺點是必須手動涂抹,不能通過機器的冷卻系統自動涂抹。

        3、使用數控機床CNC

        盡管任何能夠加工鈦合金的機床都應該能夠有效地對這些材料進行攻絲,但數控機床最適合對鈦進行攻絲。 通常,這些較新的設備提供剛性(同步)攻絲循環。

        較舊的 CNC 單元通常缺少此功能。況且這些老舊的設備精度也不佳,不太推薦去攻絲,因為攻絲屬于精加工,在設備的選擇還是有點講究的,在很多現場也遇到過由于設備老化精度不達標,絲錐經常出現斷刀的問題,所以這個問題企業主也應該重視。

        4、使用攻絲刀柄

        絲錐特別容易受到振動的影響,這會降低螺紋質量并縮短絲錐壽命。出于這個原因,應該使用高性能攻絲刀柄來提供剛性設置。剛性/同步攻絲循環在 CNC 加工中心上是可能的,因為主軸的旋轉可以在順時針和逆時針方向上與絲錐進給軸精確同步。

        這種能力使得可以在絲錐中生產無長度補償的螺紋。

        某些攻絲刀柄旨在補償即使是最好的 CNC 設備也可能出現的輕微同步誤差(建議選擇品牌的攻絲刀柄)。

        5、關于夾具

        為了獲得最高的精度和可重復性,請檢查您零件的夾具,以確保您的工件夾持系統能夠充分固定在零件上。 該建議對于小批量加工車間和大批量汽車生產廠尤為重要,它們比以往任何時候都更有可能遇到涉及鈦工件的工作。

        這些工件中有許多都具有薄壁和復雜的特征,有利于振動。 在這些應用中,剛性設置有利于每個加工操作,包括攻絲。

        出于這些原因,我們建議與您的工作夾具供應商合作,以便他們清楚的了解目前的問題。 這樣做將有助于避免溝通不暢并降低總體項目成本。

        6、提前計劃確定攻絲設備要求

        絲錐壽命取決于許多因素,包括機床的能力、進給控制的精度、攻絲刀柄的質量、鈦合金的牌號等級、冷卻液或潤滑劑的類型等。

        優化所有這些因素將確保攻絲操作經濟高效。

        對鈦進行攻絲時,一個好的經驗法則是:對于一個兩倍于其直徑的深度的孔,每次攻絲預計可以打出 250-600 個孔。保持良好的記錄以監控絲錐的壽命。(當然,無論你的被加工的材料是什么類型,使用新絲錐參與加工做好記錄總是很重要的。)

        絲錐壽命的意外變化可能表明必須調整關鍵變量。攻絲操作的問題也可能表示對其他操作有負面影響的情況。

        最后的最后,小編還要啰嗦幾句。由于鈦的材料通常比較貴,換言之對原材料的大量投資和大量的增值加工,整體成本也會增加很多,因此關注攻絲是非常值得的,如果方法得當可以讓老板們多省下一些銀子。


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