JS Precision

La lega di titanio, un metallo tecnologico noto come "metallo spaziale", è oggi un materiale di elezione nel settore aerospaziale, medico e nella produzione di alta gamma grazie al suo elevato rapporto resistenza/peso, alla resistenza alla corrosione e alla biocompatibilità. Ma prima che venisse fresato con macchine CNC, gli ingegneri ne temevano la complessità.

Offre il massimo in termini di prestazioni e il giusto compromesso in termini di prezzo: vibrazioni, scheggiature degli utensili, problemi di gestione termica. Tutti questi problemi non solo intaccano il budget dedicato agli utensili, ma mettono anche spietatamente in ginocchio l'efficienza produttiva. Ma la verità è che il titanio non è ingestibile. Si tratta di comprenderne il comportamento e di utilizzare parametri di processo precisi.

Questo libro vi guiderà attraverso le difficoltà superate nella fresatura CNC del titanio, dall'ottimizzazione dei parametri alla selezione delle attrezzature, passando per il controllo dei costi, per poter ottenere una lavorazione più economica ed efficace.

Riepilogo delle risposte chiave

Cosa c'è al centro della fresatura del titanio? JS Precision fornisce un'analisi approfondita dei cinque parametri più critici

Per avere successo nella fresatura del titanio, è necessario innanzitutto apprezzare il valore di una solida fonte di esperienza. JS Precision ha una solida esperienza nella fresatura CNC da quasi 10 anni, realizzando oltre 3.000 tipi di componenti fresati CNC per la lavorazione delle leghe di titanio.

Tra queste, la lavorazione di staffe per motori aeronautici in Ti-6Al-4V per oltre 200 produttori di componenti aeronautici e la produzione di impianti in titanio puro per aziende produttrici di dispositivi medici. Questo ha generato oltre 50.000 ore di dati effettivi sulla fresatura del titanio.

Ad esempio, JS Precision ha ridotto i tempi di lavorazione di un componente in Ti-5553 di un cliente di componenti per auto . Regolando la profondità di taglio radiale e i refrigeranti, ha raddoppiato la durata dell'utensile da otto a 14 pezzi e ridotto i tempi di lavorazione del 25%.

Questo manuale è il frutto dell'impegno del team di JS Precision nel riunire casi pratici e dati di processo. Ogni parametro consigliato è stato convalidato in condizioni reali di officina. Vi permetterà di comprendere appieno la natura della fresatura del titanio con fresatrici CNC e fornirà supporto teorico per le successive soluzioni di produzione personalizzate con fresatura CNC.

Le fresatrici CNC di JS Precision vantano una notevole esperienza nella fresatura del titanio e possono lavorare una vasta gamma di componenti con fresatura CNC con elevata precisione. Comunicateci prima le vostre esigenze di lavorazione e vi guideremo attraverso il normale processo di elaborazione del vostro ordine e vi offriremo un servizio professionale.

Perché la lega di titanio è il "test definitivo" per le fresatrici CNC?

Mentre, nella lavorazione delle leghe di titanio, la maggior parte degli ingegneri si chiede: perché i requisiti per le fresatrici CNC sono così rigidi? La risposta sta in quattro caratteristiche che le rendono il "test definitivo" per le fresatrici CNC e impongono requisiti ancora più elevati alle prestazioni dei componenti delle fresatrici CNC.

1. Bassa conduttività termica: la conduttività termica della lega di titanio è solo 1/5 di quella dell'acciaio. Il calore è difficile da rimuovere dai trucioli durante la lavorazione e la maggior parte di esso si concentra sul bordo dell'utensile, causando facilmente craterizzazione e rapida usura dell'utensile.

2. Durezza e alta resistenza: la lega di titanio è resistente e, durante la lavorazione, si forma uno strato superficiale indurito . Il taglio successivo è come se si lavorasse attraverso questo "guscio duro", accelerando ulteriormente l'usura dell'utensile.

3. Affinità chimica: ad alte temperature, il titanio reagisce chimicamente con i rivestimenti degli utensili (ad esempio, i carburi), causando usura da diffusione e adesione, influenzando la durata dell'utensile e la finitura superficiale del pezzo.

4. Basso modulo elastico: i pezzi in lavorazione "rimbalzano" quando sottoposti a forze di taglio, riducendo la precisione di lavorazione e causando facilmente vibrazioni durante il taglio di parti con pareti sottili. Ciò richiede componenti per fresatrici CNC con una maggiore resistenza alle vibrazioni.

Superare le sfide: metodi e tecniche pragmatiche per una lavorazione efficace delle leghe di titanio

Considerata la difficoltà della lavorazione delle leghe di titanio, esistono metodi e strategie efficaci per superare questi problemi? La risposta è affermativa. JS Precision, presente da decenni nel settore della fresatura CNC, ha sintetizzato quattro strategie chiave per consentire di lavorare con successo le leghe di titanio, sia per componenti di routine che per componenti complessi.

1. La gestione termica è di massima priorità: tutte le attività di ottimizzazione devono ruotare attorno alla riduzione della generazione di calore e al raggiungimento della massima dissipazione del calore, come selezionando metodi di raffreddamento appropriati per evitare l'accumulo di calore sul tagliente dell'utensile.

2. Carico sostenuto: metodologie di programmazione come la fresatura trocoidale e la fresatura dinamica impediscono violente variazioni di carico in entrata e in uscita dall'utensile, limitando i danni all'utensile e mantenendo la fresatrice con CNC in funzione in modo stabile.

3. La rigidità è la priorità: garantire la corretta rigidità al sistema di processo, come macchina utensile , attrezzature, utensili e pezzo in lavorazione, è fondamentale per contrastare rimbalzi e vibrazioni del pezzo ed è fondamentale per garantire la precisione della lavorazione. Richiede componenti di fresatura CNC di alta qualità.

4. L'affilatura è importante: le forze di taglio vengono ridotte utilizzando geometrie di taglio e taglienti con angoli di spoglia positivi e affilati, che trasformano il taglio in un processo di cesoiatura anziché in un processo di compressione e che induriscono meno.

JS Precision si concentra sulla gestione termica e sulla rigidità per superare le sfide della lavorazione delle leghe di titanio con fresatrici CNC. Se avete bisogno di componenti di fresatura CNC personalizzati, contattateci via e-mail per effettuare un ordine. Utilizzate la semplice procedura per ordinare e avviare rapidamente la produzione.

La scienza della sequenza di ottimizzazione: ottimizzare i parametri più importanti

Una volta padroneggiate le tecniche, l'ordine di ottimizzazione dei parametri è fondamentale. La maggior parte delle persone regolerebbe prima la velocità di taglio, ma JS Precision, con numerosi anni di esperienza nella fresatura CNC, ha scoperto che l'ordine corretto di ottimizzazione deve essere "risolvere prima i parametri 'geometrici' e ottimizzare poi i parametri 'cinematici'".

Può garantire le migliori prestazioni della fresatrice con CNC e soddisfare in modo più adeguato i requisiti di efficienza del servizio di fresatura CNC online.

Fase 1: Scegliere la profondità di taglio. In base alle proprietà del pezzo e alla rigidità del sistema di processo, determinare innanzitutto profondità di taglio assiali e radiali sicure e fattibili. Questo pone le basi per l'ottimizzazione dei parametri rimanenti. Se la profondità di taglio è impostata in modo errato, modificare altri parametri in un secondo momento non migliorerà l'efficienza.

Fase 2: Selezionare l'avanzamento per dente. A seconda dei requisiti di qualità superficiale del pezzo e della durata dell'utensile , scegliere una velocità di avanzamento che eviti attrito e incrudimento. Nella finitura, ad esempio, l'avanzamento deve essere mantenuto il più basso possibile per non compromettere la levigatezza della superficie.

Fase 3: Impostare la velocità di taglio. Questo è il parametro più importante. Partendo dai due passaggi precedenti, impostare valori conservativi e testarli. Attraverso il monitoraggio della durata dell'utensile, è possibile ottimizzare passo dopo passo e trovare il miglior compromesso tra efficienza e costi.

Basandosi su un processo scientifico di ottimizzazione dei parametri, lo staff tecnico di JS Precision elaborerà una soluzione per la vostra fresatrice CNC in base alle vostre esigenze. Se avete bisogno di servizi di fresatura CNC online, non esitate a contattarci quando preferite. La nostra procedura d'ordine è semplice e ci consente di soddisfare le vostre esigenze di lavorazione in pochissimo tempo.

Ottimizzazione dettagliata dei cinque parametri principali: dalla teoria alla pratica

Ora che abbiamo determinato l'ordine di ottimizzazione, passiamo a esaminare i metodi di ottimizzazione per i cinque parametri di base. Basati sull'esperienza pratica di JS Precision con la fresatura CNC, questi metodi vi permetteranno di collegare la teoria alla pratica della fresatura CNC .

Velocità di taglio: l'arma a doppio taglio della gestione termica

Una velocità di taglio troppo alta o troppo bassa non è accettabile. Una velocità eccessiva causerà un accumulo di impatto, con conseguente scarsa qualità della superficie e rottura dell'utensile a causa dell'usura abrasiva, mentre una velocità insufficiente causerà un aumento anomalo della temperatura di taglio, con conseguente deformazione plastica e usura chimica dell'utensile.

Suggerimento per l'ottimizzazione: iniziare con una velocità di 70-100 m/min quando si taglia Ti6Al4V, registrare la durata dell'utensile per taglio e quindi aumentare di 5 m/min fino a trovare la velocità migliore.

Avanzamento per dente: controllo dello spessore del truciolo - The Art

Esiste una regola d'oro: assicurarsi che lo spessore minimo del truciolo sia maggiore del raggio del tagliente dell'utensile, altrimenti si sfrega e si schiaccia il materiale anziché tagliarlo come dovrebbe.

Suggerimento per l'ottimizzazione: per la finitura, iniziare da 0,05-0,1 mm/z, per la sgrossatura, provare 0,15-0,25 mm/z. La fresatura ad alto avanzamento è uno strumento aggressivo per la sgrossatura delle leghe di titanio e può aumentare l'efficienza dei pezzi fresati CNC.

Profondità di taglio assiale: un equilibrio tra forza di taglio e stabilità

È vietato il taglio completo. Evitare di utilizzare la larghezza totale della scanalatura (profondità di taglio radiale = diametro dell'utensile) e il taglio a tutto tagliente.

Suggerimento per l'ottimizzazione: provare a eseguire la fresatura in rampa con una profondità di taglio bassa (0,5-1xD) e una larghezza di taglio elevata (0,7-0,8xD), oppure una fresatura laterale con una profondità di taglio elevata e una larghezza di taglio bassa (10-30% di D). In questo modo si distribuiranno meglio il calore e le forze di taglio.

Profondità di taglio radiale: regolatore della durata dell'utensile

Suggerimento per l'ottimizzazione: nella fresatura laterale, impostare la profondità di taglio radiale al 30%-50% del diametro dell'utensile. Questo ottimizza il raggio della punta dell'utensile, ottimizza il volume di dissipazione del calore e migliora significativamente la durata dell'utensile. Questo è un metodo utilizzato da JS Precision nella lavorazione di componenti di fresatura CNC e può essere applicato alle condizioni di elaborazione batch nei servizi di fresatura CNC online .

Lubrificazione e raffreddamento: il "sesto parametro" poco celebrato

La pressione è la chiave del raffreddamento. Sono necessari almeno 70 bar di pressione interna del refrigerante per rompere la barriera d'aria e immettere il fluido da taglio nella zona di taglio.

Suggerimento per l'ottimizzazione: utilizzare un metodo di raffreddamento misto olio-aria per lubrificare e microraffreddare. Utilizzare un fluido da taglio specifico per leghe di titanio per garantire protezione dalle pressioni estreme.

JS Precision è in grado di regolare con precisione i cinque parametri di fresatura critici nelle leghe di titanio. La nostra fresatrice CNC può gestire avanzamenti per dente di 0,05-0,25 mm/z. Contattateci per maggiori informazioni sulle opzioni di produzione di fresatura CNC personalizzate e per ordinare prodotti adatti alle vostre esigenze.

Equazione dei costi: come l'ottimizzazione dei parametri influisce sul costo totale della lavorazione

Ogni azienda è attenta ai costi di lavorazione e l'ottimizzazione dei parametri di fresatura del titanio ha un impatto proporzionale sui costi totali di lavorazione. Per calcolare i costi, la formula è semplice: Costo totale = (costo manodopera + tariffa oraria macchina) × tempo di lavorazione + costo utensile.

Per mostrare più chiaramente l'impatto dell'ottimizzazione dei parametri , JS Precision ha fornito dati di confronto dei costi per un cliente che lavora componenti in Ti-6Al-4V:

Come mostra la tabella, l'aumento dell'avanzamento e della profondità di taglio riduce drasticamente i tempi di lavorazione, riducendo direttamente i costi della macchina e della manodopera; l'ottimizzazione della velocità e del raffreddamento può aumentare la durata dell'utensile e ridurne i costi.

L'esperienza di JS Precision non si limita a perseguire la massima velocità o la massima durata dell'utensile, ma cerca di trovare il punto di equilibrio che minimizzi la somma "costo tempo+costo utensile". JS Precision fornisce prezzi trasparenti per la fresatura CNC in base ai diversi requisiti dei pezzi, in modo da poter controllare i costi in anticipo.

Differenze di materiali sfumati: regolazioni dei parametri per diversi gradi di lega di titanio

Le condizioni di lavorazione per i diversi gradi di leghe di titanio devono essere personalizzate, non possono essere universali. JS Precision ha sviluppato metodi di regolazione specifici per la fresatura CNC di componenti realizzati con diversi gradi di leghe di titanio, come mostrato nella tabella seguente:

Per alcuni tipi di leghe di titanio, personalizziamo ulteriormente i parametri integrando la funzionalità dei componenti della fresatrice CNC, al fine di bilanciare qualità di lavorazione ed efficienza.

Scegliere la macchina giusta: cinque fattori chiave per scegliere una fresatrice CNC per la lavorazione del titanio

Nonostante parametri e procedure corretti, la giusta fresatrice CNC è fondamentale. JS Precision, azienda con anni di esperienza nella fresatura CNC, ha elencato cinque fattori critici per la scelta di una fresatrice CNC per la lavorazione del titanio, per aiutarvi a fare la scelta giusta:

Rigidità e peso: più pesante e rigido è il telaio della macchina, meno la macchina vibrerà, riducendo le vibrazioni durante la fresatura e mantenendo la precisione dei pezzi.

Potenza e coppia del mandrino: la lavorazione del titanio richiede una coppia elevata, non un'alta velocità. È necessario soddisfare la capacità di coppia del mandrino a velocità bassa e media per ottenere una forza di taglio sufficiente.

Sistema di raffreddamento interno ad alta pressione: il "biglietto d'ingresso" per la lavorazione del titanio ed essenziale. Più è alta, meglio è (ottimale sopra i 100 bar), per garantire un raffreddamento adeguato della zona di taglio.

Stabilità e precisione: includono caratteristiche quali motori lineari, guide a rulli e altre che garantiscono elevata precisione dinamica e stabilità e sono adatte alla lavorazione di parti di precisione in leghe di titanio.

Sistema di controllo e software: i controller avanzati sono in grado di gestire meglio i percorsi utensile complessi e di fornire un controllo proattivo per ottenere un processo di lavorazione fluido e ridurre l'usura degli utensili.

JS Precision offre fresatrici CNC di elevata rigidità e refrigerante interno ad alta pressione per la lavorazione del titanio, garantendone la stabilità. Se necessitate di parti di fresatura CNC personalizzate, contattateci per un preventivo. Seguiremo la normale procedura d'ordine per garantire un servizio di lavorazione di qualità.

Caso di studio: come JS Precision ha fatto risparmiare ai clienti di Aerospace Brackets il 40% dei costi degli utensili grazie all'ottimizzazione dei parametri

Punti critici del cliente

In passato, JS Precision ha collaborato con un'azienda di droni che presentava i classici punti deboli:

Quando è stato utilizzato il Ti-6Al-4V per lavorare la staffa ad alta resistenza della fusoliera (150 × 80 × 30 mm), le condizioni iniziali del processo erano conservative, utilizzando una fresa da φ10 mm per la fresatura di scanalature a taglio completo con una velocità di avanzamento di soli 0,08 mm/z.

Il tempo di lavorazione per un pezzo arrivava fino a 45 minuti e la durata dell'utensile era altamente instabile. Il consumo medio di un inserto per pezzo era di 1,5, e quindi il costo dell'utensile era di 90 dollari al pezzo, mentre il costo complessivo veniva mantenuto elevato.

Trattandosi di un componente fondamentale della lavorazione CNC, l'efficacia della lavorazione e il costo della staffa hanno influito direttamente sul programma di produzione del cliente.

Soluzione di precisione JS

Il personale di JS Precision ha condotto un audit di processo al ricevimento dell'ordine e ha rilevato che la fresatura a taglio completo generava forze di taglio concentrate e un forte attrito, causa principale dell'usura violenta degli utensili. È stata quindi sviluppata la seguente soluzione specifica:

• La fresatura completa è stata sostituita dal metodo di fresatura dinamica, con una fresa da φ12 mm per garantire un carico di taglio uniforme.
• La velocità di taglio è stata aumentata da 60 m/min a 85 m/min e l'avanzamento per dente da 0,08 mm/z a 0,18 mm/z. È stata utilizzata la rampa con profondità di taglio ridotta (0,8xD) e ampia larghezza di taglio (0,7xD).
• Inoltre, il sistema di raffreddamento interno da 120 bar della fresatrice con CNC è stato sfruttato al massimo livello possibile per consentire una facile rimozione del calore.

Confronto dei risultati

I risultati dell'ottimizzazione sono stati straordinari: il tempo di lavorazione per pezzo è stato ridotto da 45 minuti a 28 minuti, con un aumento della produttività del 38%. Anche la durata dell'utensile è risultata notevolmente aumentata, con un singolo inserto in grado di lavorare tre pezzi. Il costo dell'utensile per pezzo è sceso da 90 a 40 dollari, con una diminuzione del 55%.

Testimonianza del cliente: "Gli ingegneri di JS Precision non hanno consigliato utensili più costosi. Hanno effettivamente affrontato i punti critici con un'ottimizzazione dei parametri eseguita scientificamente. I risparmi sui costi reali derivano dall'intelligenza di processo, che offre prestazioni migliori rispetto all'ottimizzazione dei componenti delle fresatrici CNC."

Domande frequenti

D1: Nella lavorazione delle leghe di titanio, utilizziamo fluido da taglio o aria compressa?

Il fluido da taglio ad alta pressione è il fluido più appropriato per la lavorazione delle leghe di titanio nelle operazioni di sgrossatura, poiché rimuove efficacemente gran parte del calore dall'area di taglio, mantenendo l'utensile saldamente in posizione e riducendo l'usura. Una miscela aria-olio o aria compressa sono sufficienti per alcune operazioni di finitura, ma non sono in grado di resistere all'elevato calore generato dalle operazioni di sgrossatura. Il fluido da taglio è quindi più adatto a tali operazioni.

D2: Conosco la "fresatura ad alto avanzamento". È adatta alle leghe di titanio?

La fresatura ad alto avanzamento è davvero molto adatta alla lavorazione di leghe di titanio. La fresatura ad alto avanzamento utilizza inserti speciali, lavorando a profondità di taglio assiale ridotte e ad elevati avanzamenti per dente, con trucioli sottili e spessi. Questa scheggiatura favorisce la rimozione del calore e riduce le forze di taglio radiali, rendendola un metodo efficace per la sgrossatura delle leghe di titanio, con una migliore efficienza di lavorazione.

D3: Quali sono le modalità di guasto più comuni degli utensili nella lavorazione delle leghe di titanio?

L'usura del fianco è una comune modalità di cedimento progressivo nella lavorazione delle leghe di titanio ed è prevedibile. Tuttavia, scheggiature, cricche termiche o intagli anomali, essendo insoliti, saranno molto probabilmente dovuti a velocità di taglio, velocità di avanzamento o condizioni di raffreddamento errate, la cui correzione deve essere eseguita tempestivamente per prevenire il cedimento.

D4: Posso eseguire esperimenti di ottimizzazione dei parametri in modo indipendente?

È possibile tentare autonomamente esperimenti di ottimizzazione dei parametri, ma è necessario prestare attenzione. È necessario adottare un approccio a variabile singola, in cui si modifica un solo parametro alla volta (ad esempio, la velocità di taglio) e si annotano la durata dell'utensile e la qualità della superficie. Gli esperimenti devono essere avviati in condizioni sicure e conservative e condotti in un ambiente di lavorazione sicuro per evitare pericoli. In caso di dubbi, contattate il nostro team di esperti per una consulenza personalizzata sulla produzione di fresatura CNC.

Riepilogo

Superare i limiti della fresatura del titanio è un confronto personale con le proprietà fisiche del materiale. Ciò richiede il passaggio da "operatore macchina" a "ingegnere di processo". Padroneggiare la regolazione di questi cinque parametri vi porterà a non dover più sostenere silenziosamente costi elevati, ma a gestire attivamente l'efficienza e la redditività della produzione, con una maggiore facilità di scelta nella produzione di fresatura CNC personalizzata .

Tuttavia, le conoscenze teoriche devono essere confermate su macchine reali. Se state lottando con costi ed efficienza nella lavorazione delle leghe di titanio, o vi chiedete se i vostri parametri attuali siano ottimali, JS Precision è il vostro supporto tecnico.

Lasciati dare potere!

Inviaci un disegno del tuo componente in lega di titanio più difficile e riceverai due documenti utili:

• Una "Proposta di ottimizzazione dei parametri di lavorazione della lega di titanio" basata sui dati per il tuo componente.
• Un "Piano di analisi di producibilità e ottimizzazione dei costi" elaborato dai nostri esperti ingegneri di processo, con un preventivo preciso per la fresatura CNC , in modo da poter pianificare in anticipo le tue esigenze di lavorazione.