JS Precision

Титановый сплав — технологичный металл, называемый «космическим металлом», — сегодня является предпочтительным материалом в аэрокосмической промышленности, медицине и высокотехнологичном производстве благодаря высокой прочности, коррозионной стойкости и биосовместимости. Но до того, как его начали обрабатывать на станках с ЧПУ, инженеры опасались его сложности.

Он обеспечивает максимальную производительность и компромисс в цене: вибрация, выкрашивание инструмента, проблемы с терморегулированием. Все эти проблемы не только поглощают ваш бюджет на инструмент, но и безжалостно снижают эффективность производства. Но правда в том, что титан не так уж и неуправляем. Важно понимать его поведение и использовать точные параметры процесса.

В этой книге вы узнаете о преодолении трудностей при фрезерной обработке титана с ЧПУ , от оптимизации параметров до выбора оборудования и контроля затрат, что позволит повысить экономичность и эффективность обработки.

Краткое изложение ключевых ответов

Что лежит в основе фрезерования титана? JS Precision проводит углубленный анализ пяти важнейших параметров

Чтобы добиться успеха в фрезеровании титана, необходимо прежде всего оценить ценность солидного опыта. Компания JS Precision уже почти 10 лет активно использует фрезерование на станках с ЧПУ, изготовив более 3000 типов деталей для обработки титановых сплавов.

В рамках проекта выполняется обработка кронштейнов авиационных двигателей из сплава Ti-6Al-4V для более чем 200 производителей авиационных деталей, а также производство имплантатов из чистого титана для компаний, производящих медицинские приборы. В результате было накоплено более 50 000 часов фактических данных о фрезеровании титана.

Например, компания JS Precision сократила время обработки детали из сплава Ti-5553 для клиента, производящего автокомпоненты . Благодаря регулировке радиальной глубины резания и подачи СОЖ стойкость инструмента увеличилась вдвое — с восьми до 14 деталей, а время обработки сократилось на 25%.

Это руководство – кульминация работы команды JS Precision по объединению практических примеров и данных о процессах. Все рекомендации по параметрам были проверены в реальных цеховых условиях. Оно позволит вам чётко понять особенности фрезерования титана на фрезерном станке с ЧПУ и предоставит теоретическую поддержку для последующих индивидуальных решений в области фрезерования с ЧПУ.

Фрезерный станок с ЧПУ JS Precision обладает обширным опытом фрезерования титана и может обрабатывать широкий спектр деталей с ЧПУ с высокой точностью. Пожалуйста, сначала сообщите нам о ваших требованиях к обработке, и мы проведем вас через стандартный процесс обработки заказа и предложим профессиональное обслуживание.

Почему титановый сплав является «окончательным испытанием» для фрезерных станков с ЧПУ?

В то время как при обработке титановых сплавов большинство инженеров задаются вопросом: почему требования к фрезерным станкам с ЧПУ столь строгие? Ответ кроется в четырёх характеристиках , которые делают этот процесс «окончательным испытанием» для фрезерных станков с ЧПУ и предъявляют ещё более высокие требования к производительности компонентов таких станков.

1. Низкая теплопроводность: теплопроводность титанового сплава составляет всего 1/5 от теплопроводности стали. Тепло трудно отвести стружкой при обработке, и большая его часть стекает к кромке инструмента, что легко приводит к образованию лунок и быстрому износу инструмента.

2. Твёрдость и высокая прочность: титановый сплав прочен, и при обработке на нём образуется закалённый поверхностный слой . Последующий рез похож на резку через эту «твёрдую оболочку», что ещё больше ускоряет износ инструмента.

3. Химическое сродство: При высоких температурах титан вступает в химическую реакцию с покрытиями инструментов (например, карбидами), вызывая диффузионный износ и адгезию, что влияет на срок службы инструмента и качество поверхности детали.

4. Низкий модуль упругости: заготовки будут «отскакивать» под действием сил резания, что снижает точность обработки и может привести к вибрации при обработке тонкостенных деталей. Для фрезерных станков с ЧПУ требуются компоненты с повышенной вибростойкостью.

Преодоление трудностей: прагматичные методы и приемы эффективной обработки титановых сплавов

Учитывая сложность обработки титановых сплавов, существуют ли эффективные методы и стратегии для решения этих проблем? Ответ утвердительный. Компания JS Precision, работающая в сфере фрезерной обработки на станках с ЧПУ уже несколько десятилетий, разработала четыре ключевые стратегии , позволяющие успешно обрабатывать титановые сплавы как для стандартных, так и для сложных деталей.

1. Управление температурным режимом имеет наивысший приоритет: все действия по оптимизации должны быть направлены на снижение тепловыделения и достижение максимального рассеивания тепла, например: выбор соответствующих методов охлаждения для предотвращения накопления тепла на режущей кромке инструмента.

2. Постоянная нагрузка: Методы программирования, такие как трохоидальное фрезерование и динамическое фрезерование, предотвращают резкие колебания нагрузки при входе и выходе инструмента, что ограничивает повреждение инструмента и обеспечивает стабильную работу фрезерного станка с ЧПУ.

3. Жёсткость — приоритет: обеспечение надлежащей жёсткости системы технологического процесса, включая станок , оснастку, инструмент и заготовку, имеет решающее значение для предотвращения вибрации и колебаний заготовки, а также для обеспечения точности обработки. Для этого требуются высококачественные компоненты фрезерных станков с ЧПУ.

4. Острота важна: усилия резания уменьшаются за счет использования острой геометрии режущих кромок с положительным передним углом, что превращает процесс резки в процесс сдвига, а не сжатия, и в процесс, который меньше упрочняется при обработке на станке.

Компания JS Precision уделяет особое внимание терморегулированию и жесткости, чтобы решить проблемы обработки титановых сплавов на фрезерных станках с ЧПУ. Если вам требуются детали, изготовленные на заказ с помощью фрезерования с ЧПУ, свяжитесь с нами по электронной почте, чтобы оформить заказ. Воспользуйтесь простой процедурой заказа и быстро запустите производство.

Наука оптимизации последовательности: оптимизируйте наиболее важные параметры

После освоения техники критически важен порядок оптимизации параметров. Большинство сначала настраивают скорость резания, но компания JS Precision, имеющая многолетний опыт фрезерования на станках с ЧПУ, обнаружила, что правильный порядок оптимизации должен быть следующим: «сначала определить параметры геометрии, а затем оптимизировать параметры кинематики».

Он способен обеспечить наилучшую производительность фрезерного станка с ЧПУ и более полно удовлетворить потребность в эффективности онлайн-сервиса фрезерования с ЧПУ.

Шаг 1: Выбор глубины резания. Исходя из свойств детали и жёсткости технологической системы, сначала определите безопасную и допустимую осевую и радиальную глубину резания. Это заложит основу для оптимизации остальных параметров. Если глубина резания задана неправильно, последующее изменение других параметров не повысит эффективность.

Шаг 2: Выберите подачу на зуб. В зависимости от требований к качеству поверхности детали и стойкости инструмента выберите подачу, которая позволит избежать трения и упрочнения. Например, при чистовой обработке подача должна быть максимально низкой, чтобы не жертвовать чистотой поверхности.

Шаг 3: Установите скорость резания. Это самый важный параметр. Начиная с двух предыдущих шагов, установите консервативные значения и протестируйте их. Мониторинг срока службы инструмента позволит вам оптимизировать процесс шаг за шагом и найти наилучший компромисс между эффективностью и стоимостью.

Основываясь на научном подходе к оптимизации параметров, технические специалисты JS Precision разработают решение для вашего фрезерного станка с ЧПУ в соответствии с вашими потребностями. Если вам нужны услуги онлайн-фрезерования с ЧПУ, свяжитесь с нами в удобное для вас время. Наша простая процедура заказа позволяет нам выполнять обработку в кратчайшие сроки.

Детальная оптимизация пяти основных параметров: от теории к практике

Теперь, когда мы определили порядок оптимизации, перейдем к методам оптимизации пяти основных параметров. Основываясь на практическом опыте JS Precision в области фрезерования с ЧПУ, эти методы позволят вам связать теорию с практикой фрезерования с ЧПУ .

Скорость резки: палка о двух концах терморегулирования

Слишком высокая или слишком низкая скорость резания недопустима. Чрезмерная скорость приведет к накоплению ударов, что приведет к ухудшению качества поверхности и поломке инструмента из-за абразивного износа, в то время как недостаточная скорость вызовет аномальное повышение температуры резания, что приведет к пластической деформации и химическому износу инструмента.

Совет по оптимизации: начните со скорости 70–100 м/мин при резке Ti6Al4V, запишите срок службы инструмента за один рез, а затем увеличивайте ее на 5 м/мин, пока не найдете оптимальную скорость.

Подача на зуб: контроль толщины стружки — искусство

Существует золотое правило: следите за тем, чтобы минимальная толщина стружки была больше радиуса кромки инструмента, в противном случае вы будете тереть и дробить материал, а не резать его должным образом.

Совет по оптимизации: для чистовой обработки начните с 0,05–0,1 мм/зуб, для черновой — с 0,15–0,25 мм/зуб. Высокоскоростное фрезерование — агрессивный инструмент для черновой обработки титановых сплавов, который может повысить эффективность обработки деталей на станках с ЧПУ.

Осевая глубина резания: баланс между силой резания и стабильностью

Резка по всей ширине канавки запрещена. Избегайте использования полной ширины канавки (радиальная глубина реза = диаметру инструмента) и резки по всей кромке.

Совет по оптимизации: попробуйте фрезеровать наклонные поверхности с малой глубиной резания (0,5–1 x D) и большой шириной резания (0,7–0,8 x D) или боковое фрезерование с большой глубиной резания и малой шириной резания (10–30% от D). Это позволит равномерно распределить тепло и силы резания.

Радиальная глубина резания: контроллер стойкости инструмента

Совет по оптимизации: при боковом фрезеровании установите радиальную глубину резания 30–50% от диаметра инструмента. Это оптимизирует радиус режущей кромки инструмента, оптимизирует теплоотвод и значительно увеличивает срок службы инструмента. Этот метод используется компанией JS Precision при обработке деталей на фрезерных станках с ЧПУ и может быть применен в условиях пакетной обработки в онлайн-сервисах по фрезерованию с ЧПУ .

Смазка и охлаждение: невоспетый «шестой параметр»

Давление — ключ к охлаждению. Для преодоления воздушного барьера и подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания требуется внутреннее давление охлаждающей жидкости не менее 70 бар .

Совет по оптимизации: используйте масляно-воздушную смесь для одновременной смазки и микроохлаждения. Используйте смазочно-охлаждающую жидкость, специально предназначенную для титановых сплавов, чтобы обеспечить защиту от экстремального давления.

Компания JS Precision может точно регулировать пять критических параметров фрезерования титановых сплавов. Наш фрезерный станок с ЧПУ обеспечивает подачу на зуб от 0,05 до 0,25 мм/зуб. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о возможностях изготовления фрезерных станков с ЧПУ на заказ и оформить заказ, соответствующий вашему технологическому процессу.

Уравнение стоимости: как оптимизация параметров влияет на общую стоимость обработки

Каждую компанию волнует стоимость обработки, и оптимизация параметров фрезерования титана оказывает пропорциональное влияние на общую стоимость обработки. Вот простая формула для расчёта стоимости: Общая стоимость = (стоимость труда + ставка станко-часа) × время обработки + стоимость инструмента.

Чтобы более наглядно продемонстрировать влияние оптимизации параметров , компания JS Precision предоставила данные по сравнению затрат для заказчика, обрабатывающего детали из сплава Ti-6Al-4V:

Как видно из таблицы, увеличение подачи и глубины резания значительно сокращает время обработки за счет непосредственного снижения затрат на станок и рабочую силу, а оптимизация скорости и охлаждения может продлить срок службы инструмента и снизить затраты на инструмент.

Опыт JS Precision заключается не просто в достижении максимальной скорости или максимального срока службы инструмента, а в поиске баланса , минимизирующего сумму «временных затрат + стоимости инструмента». JS Precision предлагает прозрачные цены на фрезерную обработку с ЧПУ, основанные на различных требованиях к деталям, что позволяет вам заранее контролировать расходы.

Тонкие различия в материалах: корректировка параметров для разных марок титанового сплава

Условия обработки для различных марок титановых сплавов должны быть адаптированы и не могут быть универсальными. Компания JS Precision разработала специальные методы настройки для фрезерования деталей из различных марок титановых сплавов на станках с ЧПУ, как показано в следующей таблице:

Для некоторых типов титановых сплавов мы дополнительно персонализируем параметры, интегрируя функциональность компонентов фрезерных станков с ЧПУ, чтобы сбалансировать качество обработки и эффективность.

Выбор подходящего станка: пять ключевых факторов выбора фрезерного станка с ЧПУ для обработки титана

Помимо правильных параметров и процедур, правильный фрезерный станок с ЧПУ имеет решающее значение. Компания JS Precision, имеющая многолетний опыт в области фрезерной обработки титана, перечислила пять важнейших факторов, влияющих на выбор фрезерного станка с ЧПУ для обработки титана, чтобы помочь вам сделать правильный выбор:

Жесткость и вес: чем тяжелее и жестче рама станка, тем меньше он будет вибрировать, что снижает вибрацию во время фрезерования и обеспечивает точность деталей.

Мощность и крутящий момент шпинделя: обработка титана требует высокого крутящего момента, а не высокой скорости. Для обеспечения достаточной силы резания необходимо обеспечить крутящий момент шпинделя в диапазоне низких и средних скоростей.

Система внутреннего охлаждения высокого давления: «входной билет» для обработки титана и её необходимость. Чем выше давление, тем лучше (оптимально выше 100 бар), чтобы обеспечить достаточное охлаждение зоны резания.

Стабильность и точность: сюда входят такие функции, как линейные двигатели, роликовые направляющие и другие, которые обеспечивают высокую динамическую точность и стабильность и подходят для обработки прецизионных деталей из титановых сплавов.

Система управления и программное обеспечение: усовершенствованные контроллеры способны лучше справляться со сложными траекториями движения инструмента и обеспечивать упреждающее управление для достижения плавного процесса обработки и снижения износа инструмента.

Компания JS Precision предлагает фрезерные станки с ЧПУ высокой жёсткости и внутренней подачей СОЖ под высоким давлением для обработки титана, обеспечивая стабильную обработку. Если вам требуются детали, изготовленные на заказ с ЧПУ , свяжитесь с нами для обсуждения. Мы выполним стандартную процедуру оформления заказа, чтобы гарантировать высокое качество обработки.

Пример: как JS Precision сэкономила клиентам аэрокосмической промышленности 40% затрат на инструменты за счет оптимизации параметров

Болевые точки клиентов

Ранее компания JS Precision сотрудничала с компанией, занимающейся производством дронов, у которой были классические проблемы:

При использовании сплава Ti-6Al-4V для обработки высокопрочного кронштейна фюзеляжа (150 × 80 × 30 мм) начальные условия процесса были консервативными: для фрезерования пазов по всей длине использовалась концевая фреза φ10 мм с подачей всего 0,08 мм/зуб.

Время обработки одной детали достигало 45 минут, а стойкость инструмента была крайне нестабильной. Средний расход пластины на деталь составлял 1,5, а Таким образом, стоимость инструмента составила 90 долларов за штуку, при этом общая стоимость оставалась высокой.

Поскольку кронштейн является ключевой деталью станка с ЧПУ, эффективность и стоимость обработки напрямую влияют на производственный график заказчика.

Точное решение JS

После получения заказа специалисты JS Precision провели аудит технологического процесса и установили, что фрезерование по всей длине приводит к концентрированным силам резания и сильному трению, что является основной причиной интенсивного износа инструмента. В результате было разработано следующее конкретное решение:

• Метод сплошного фрезерования был заменен на метод динамического фрезерования с использованием концевой фрезы φ12 мм для обеспечения равномерной нагрузки при резании.
• Скорость резания была увеличена с 60 м/мин до 85 м/мин , а подача на зуб — с 0,08 мм/зуб до 0,18 мм/зуб. Наклонное фрезерование использовалось с малой глубиной резания (0,8xD) и большой шириной резания (0,7xD).
• Кроме того, внутренняя система охлаждения фрезерного станка с ЧПУ на 120 бар использовалась максимально возможной мощности для облегчения отвода тепла.

Сравнение результатов

Результаты оптимизации оказались впечатляющими: время обработки одной детали сократилось с 45 до 28 минут, что привело к росту производительности на 38%. Стойкость инструмента также значительно увеличилась: одной режущей пластиной можно обрабатывать три детали. Стоимость инструмента на одну деталь снизилась с 90 до 40 долларов США, то есть на 55%.

Отзыв клиента: «Инженеры JS Precision не рекомендовали более дорогие инструменты. Они действительно решили проблемы, оптимизировав параметры с помощью научного подхода. Реальная экономия средств достигается за счёт интеллектуального процесса, который работает эффективнее, чем оптимизация компонентов фрезерных станков с ЧПУ».

Часто задаваемые вопросы

В1: При обработке титановых сплавов мы используем смазочно-охлаждающую жидкость или сжатый воздух?

СОЖ высокого давления является наиболее подходящим средством для черновой обработки титановых сплавов, поскольку она эффективно отводит большое количество тепла из зоны резания, надежно фиксируя инструмент и снижая износ. Для некоторых чистовых операций достаточно воздушно-масляной смеси или сжатого воздуха, но они не выдерживают высоких температур, возникающих при черновой обработке. Поэтому для таких операций лучше подходит СОЖ.

В2: Мне знакомо понятие «высокоскоростное фрезерование». Подходит ли оно для титановых сплавов?

Высокопроизводительное фрезерование действительно отлично подходит для обработки титановых сплавов. Высокопроизводительное фрезерование использует специальные пластины, обеспечивая обработку с малой осевой глубиной резания и высокой подачей на зуб, образуя тонкую и толстую стружку. Такое стружкование способствует отводу тепла и снижает радиальные силы резания, что делает этот метод эффективным средством черновой обработки титановых сплавов с повышенной эффективностью.

В3: Каковы наиболее распространенные виды поломок инструмента при обработке титановых сплавов?

Износ по задней поверхности — распространённый прогрессирующий вид отказа при обработке титановых сплавов, и его можно ожидать. Однако выкрашивание, термические трещины или аномальные зазубрины, хотя и встречаются редко, скорее всего, связаны с неправильной скоростью резания, подачей или условиями подачи СОЖ. Для предотвращения отказа необходимо своевременно устранять эти проблемы.

В4: Могу ли я проводить эксперименты по оптимизации параметров самостоятельно?

Вы можете самостоятельно провести эксперименты по оптимизации параметров, но следует соблюдать осторожность. Необходимо использовать однопараметрический подход, при котором за раз изменяется только один параметр (например, скорость резания), а также учитывать стойкость инструмента и качество поверхности. Эксперименты должны проводиться в безопасных и консервативных условиях и с соблюдением требований безопасности при обработке, чтобы избежать рисков. В случае сомнений обратитесь к нашим экспертам за консультацией по изготовлению фрезерных станков с ЧПУ на заказ.

Краткое содержание

Расширение границ возможностей фрезерования титана — это личный диалог с физическими свойствами материала. Это требует от вас перехода от роли оператора станка к роли инженера-технолога. Освоение этих пяти параметров позволит вам больше не нести скрытые высокие затраты, а активно управлять эффективностью и рентабельностью производства, а выбор в пользу фрезерования на станках с ЧПУ на заказ станет проще.

Однако теоретические знания необходимо подтверждать на реальных станках. Если вы столкнулись с проблемой стоимости и эффективности обработки титановых сплавов или сомневаетесь, насколько хороши ваши текущие параметры, JS Precision — ваша техническая поддержка.

Позвольте нам дать вам силы!

Отправьте нам чертеж вашей самой сложной детали из титанового сплава, и вы получите два полезных документа:

• Основанное на данных «Предложение по оптимизации параметров обработки титанового сплава» для вашей детали.
• «Анализ технологичности и план оптимизации затрат» от наших опытных инженеров-технологов с точной сметой на фрезерную обработку с ЧПУ , чтобы вы могли заранее спланировать свои потребности в обработке.