티타늄 가공 분야의 공급 업체로서 저는이 놀라운 금속으로 작업하는 데 따른 도전과 기회를 직접 목격했습니다. 티타늄은 강도 대 중량 비율, 탁월한 부식 저항성 및 생체 적합성으로 유명하여 항공 우주, 의료 및 자동차와 같은 산업에서 최고의 선택입니다. 그러나 가공 가능성은 상당한 장애물이 될 수 있습니다. 이 블로그에서는 티타늄의 가공 가능성을 향상시키기위한 효과적인 전략을 공유하겠습니다.
티타늄 가공의 과제 이해
솔루션을 탐구하기 전에 티타늄이 왜 악명 높은 이유를 이해하는 것이 중요합니다. 티타늄은 열전도율이 상대적으로 낮으며, 이는 가공 공정 동안, 최첨단에서 생성 된 열이 소산보다는 축적되는 경향이 있음을 의미합니다. 이 높은 열은 빠른 공구 마모를 유발하여 공구 수명이 줄어들고 표면 마감이 좋지 않습니다. 또한, 티타늄은 높은 온도에서 절단 도구와 높은 화학적 반응성을 가지므로, BUE (Bude-Up Edge) 형성을 초래할 수 있습니다. BUE는 일관되지 않은 절단력, 채터 및 궁극적으로 가공 부품의 품질이 감소 할 수 있습니다.
올바른 절단 도구 선택
티타늄의 가공성을 향상시키는 데있어 가장 중요한 요소 중 하나는 적절한 절단 도구를 선택하는 것입니다. 탄화물 도구는 경도가 높고 내마모성으로 인해 티타늄 가공에 일반적으로 사용됩니다. 그러나 모든 탄화물 도구가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 질화 티타늄 (TIN), 카보 이트리드 (TICN) 티타늄 (TICN) 또는 알루미늄 (ALAO₃) 코팅과 같은 코팅 탄화물 도구는 공구 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 코팅은 절단 가장자리에서 마찰과 열 생성을 줄여서 도구 수명을 확장시키는 단단하고 내마모성 층을 제공합니다.
작업 전환을 위해티타늄 CNC 회전 부품날카로운 절단 가장자리와 적절한 형상이있는 도구가 필요합니다. 음의 갈퀴 각도는 종종 더 강한 절단 가장자리와 더 나은 칩 제어를 제공하므로 선호됩니다. 밀링 작업을 위해티타늄 CNC 밀링 부품높은 나선 각도와 다중 플루트가있는 엔드 밀의 혜택. 높은 나선 각도는 칩 대피에 도움이되고 여러 플루트는 절단 효율을 증가시킵니다.
절단 매개 변수 최적화
티타늄 가공 가능성 향상의 또 다른 주요 측면은 절단 매개 변수를 최적화하는 것입니다. 가공 프로세스에서 모든 재생 속도, 피드 속도 및 깊이를 절단합니다.
절단 속도는 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 생산성을 향상시키기 위해 절단 속도를 높이고 싶은 유혹이 있지만 티타늄 가공의 과도한 열 발생과 빠른 도구 마모가 발생할 수 있습니다. 일반적으로 다른 금속에 비해 낮은 절단 속도를 사용하는 것이 좋습니다. 티타늄 가공 속도 절단을위한 좋은 출발점은 거친 작업을 위해서는 분당 약 30-60 표면 피트 (SFM), 마무리 작업을 위해서는 60-120 SFM입니다.
피드 속도도 신중하게 제어해야합니다. 공급 속도가 너무 낮 으면 공구가 공작물에 문지르면서 과도한 열이 발생하고 BUE 형성의 위험이 증가 할 수 있습니다. 반면에, 너무 높은 공급 속도는 높은 절단력과 표면 마감이 열악해질 수 있습니다. 티타늄 가공의 전형적인 공급 속도는 밀링의 경우 치아 당 0.002 ~ 0.010 인치, 회전을 위해 혁명 (IPR) 당 0.002 ~ 0.015 인치 범위입니다.
도구의 기능과 원하는 표면 마감에 따라 절단 깊이를 선택해야합니다. 거친 작업의 경우 더 큰 깊이의 컷을 사용하여 재료를 빠르게 제거 할 수 있지만 도구의 권장 한도를 초과해서는 안됩니다. 마무리 작업을 위해서는 매끄러운 표면 마감을 달성하기 위해 더 작은 깊이의 절단이 선호됩니다.
적절한 냉각 및 윤활을 구현합니다
티타늄 가공 가능성을 향상시키기 위해서는 냉각 및 윤활이 필수적입니다. 앞에서 언급했듯이 티타늄은 열전도율이 낮으므로 가공 중에 발생하는 열을 소산하려면 효과적인 냉각이 필요합니다. 홍수 냉각수 시스템은 일반적으로 티타늄 가공에 사용됩니다. 높은 윤활성 첨가제가있는 수용성 냉각제는 최첨단에서 마찰과 열을 줄이고 칩을 씻어내는 데 도움이 될 수 있습니다.
경우에 따라 최소 수량 윤활 (MQL) 시스템도 효과적 일 수 있습니다. MQL은 절단 영역에 직접 소량의 윤활제를 제공하여 냉각수 폐기물을 최소화하면서 마찰과 열을 줄입니다. 액체 질소 또는 이산화탄소를 사용하는 극저온 냉각은 티타늄 가공의 또 다른 새로운 기술입니다. 극저온 냉각은 절단 가장자리를 저온으로 유지함으로써 공구 마모를 크게 줄이고 표면 마감을 향상시킬 수 있습니다.
칩 제어
티타늄 가공에 적절한 칩 제어가 중요합니다. 길고 연속적인 칩은 칩 재밍, 공구 파손 및 표면 마감과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 우수한 칩 제어를 달성하려면 적절한 칩 차단기와 함께 도구를 사용하는 것이 중요합니다. 칩 브레이커는 칩을 절단 영역에서 쉽게 대피 할 수있는 작고 관리 가능한 작품으로 나누도록 설계되었습니다.
칩 차단기를 사용하는 것 외에도 절단 매개 변수는 칩 제어에서도 역할을합니다. 절단 속도, 사료 속도 및 절단 깊이의 적절한 조합은 짧고 파손 된 칩을 생성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 피드 속도를 약간 늘리면 때때로 칩을보다 효과적으로 파괴하는 데 도움이 될 수 있습니다.
공작물 준비
공작물 준비는 또한 티타늄 가공 가능성에 영향을 줄 수 있습니다. 가공 중에 진동과 수다를 방지하기 위해서는 공작물이 올바르게 고정되고 지원되는지 확인하는 것이 필수적입니다. 진동은 일관성이없는 절단력, 공구 마모 및 표면 마감이 좋지 않을 수 있습니다.
가공 전에 표면 결함 또는 하드 스팟에 대해 공작물을 검사하는 것이 중요합니다. 표면 결함은 도구가 절단력의 갑작스런 변화를 경험하여 공구 파손을 초래할 수 있습니다. 하드 스팟은 빠른 도구 마모를 일으킬 수 있으므로 특히 문제가 될 수 있습니다. 하드 스팟이 감지되면 더 낮은 절단 속도로 제거하거나 가공 할 수 있습니다.
운영자 교육 및 경험
마지막으로, 운영자의 기술과 경험은 간과 될 수 없습니다. 잘 훈련 된 연산자는 도구 선택, 절단 매개 변수 및 냉각수 사용에 관한 올바른 결정을 내릴 가능성이 높습니다. 또한 도구 마모, 칩 제어 문제 및 조기에 진동과 같은 문제를 감지하고 해결하여 비용이 많이 드는 가동 중지 시간 및 스크랩 부품을 방지 할 수 있습니다.
결론적으로, 티타늄의 가공성을 향상시키기 위해서는 올바른 절단 도구 선택, 절단 매개 변수 최적화, 올바른 냉각 및 윤활 구현, 우수한 칩 제어 보장, 공작물 준비 및 숙련 된 연산자가 포함 된 포괄적 인 접근 방식이 필요합니다. 이러한 전략을 따르면 티타늄 가공과 관련된 문제를 극복하고 고품질을 생산할 수 있습니다.티타늄 CNC 회전 부품그리고티타늄 CNC 밀링 부품.
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참조
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). 제조 엔지니어링 및 기술. 피어슨.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). 금속 절단. Butterworth-Heinemann.
- ASM 핸드북 볼륨 16 : 가공. ASM 국제.
