Технологія професійної токарної обробки титану пов'язана з низкою труднощів. Вони обумовлені початковими властивостями матеріалу, які напряму впливають на вибір режиму роботи та інструменту.
Труднощі обробки титану Титан - це легкий метал з сріблястим відтінком. Крім чудовою механічної стійкості практично не схильний ржавлению. Це пов'язано з формуванням Пасивуючі оксидної плівки TiO2. Процес руйнування відбувається тільки в лужних середовищах.
Перед обробкою титану слід ознайомитися з його властивостями. Головна проблема полягає у високих характеристиках міцності цього металу. До недавнього часу вважалося, що неможливо виконати ефективний процес різання титану на звичайному токарному верстаті. У більшості випадків інструмент швидко зношувався, а якість обробки залишало бажати кращого. Це прямо пов'язано з наступними факторами: • високий показник в'язкості. У процесі різання відбувається значне підвищення температури у вузькій області. В результаті цього відбувається налипання частинок металу на фрезу або свердло; • титанова пил має властивість вибухати. Це ж відноситься і до стружці. Тому під час обробки слід дотримуватися всіх заходів безпеки; • мінімальна потужність обладнання. Для оптимізації процесів рекомендовано застосовувати комплексні обробні верстати. Вони виконують одночасно кілька операцій, тим самим зменшуючи ймовірність появи вищеописаних факторів. Однак це тягне за собою подорожчання обладнання.
Крім цього, слід враховувати низьку теплопровідність матеріалу. Практично всі марки металів і абразивів розчиняються в титані. Тому слід вибрати спеціальний різальний інструмент, а також попередньо розрахувати режим його застосування. Після остаточного виготовлення деталі вона повинна пройти процес високотемпературного оксидування. Заготівлю нагрівають, а потім вона проходить процес охолодження на відкритому повітрі, це підвищує зносостійкість.
Режими токарної обробки титану Токарна обробка виробів з титану виконується із застосуванням спеціальних ріжучих інструментів. Існують три основні етапи робіт: попередній, проміжний і остаточний. Для вибору оптимального режиму роботи необхідно знати основні технічні параметри обробки. Вони залежать від кута розташування інструменту в плані (Kr), величини подачі (Fn) і швидкості різання (Ve). Для контролю температурного нагріву можна змінювати швидкість обертання заготовки, товщину утворилася стружки і глибину різання.
Рекомендації за значеннями основних параметрів токарної обробки титану в залежності від області застосування: • чорнова - до 10 мм. Вона застосовується для видалення нерівномірної кірки на титані. З її допомогою відбувається формування кільця-свідка, яке відрізається для аналізу стану матеріалу по всій глибині заготовки. Рекомендовані параметри: Kr - 3-10 мм; Fn - 0,3-0,8 мм; Ve - 25 м / хв; • проміжна - від 0,5 до 4 мм. Цей етап необхідний для підготовки деталі до остаточного резанию. У процесі може змінюватися глибина різання, матеріал не повинен містити кірки. Обов'язково необхідно залишити припуск 1 мм для остаточного етапу. Рекомендовані параметри: Kr - 0,5-4 мм; Fn - 0,2-0,5 мм; Ve - 40-80 м / хв;
• остаточна - 0,2-0,5 мм. На цьому етапі виконується остаточне видалення припусків, відбувається формування деталі. До нього пред'являються високі вимоги. Під час його виконання слід максимально точно розрахувати режими: Kr - 0,25-0,5 мм; Fn - 0,1-0,4 мм; Ve - 80-120 м / хв. Для всіх вищеописаних режимів рекомендується застосовувати спеціальні охолоджуючі рідини. Це дозволить зменшити вплив температурного налипання стружки до поверхні різці. При збільшенні глибини різання необхідно знижувати значення подачі. На криволінійних ділянках значення цього параметра може скласти 50% від номінального.
Вибір інструмента для токарної обробки титанових сплавів Важливим моментом є правильний вибір токарного інструменту. Найчастіше для цього застосовують різці зі змінною ріжучої частиною. Вони можуть мати різну форму, яка визначає кут і ступінь обробки титану. Вибір певної моделі різця залежить від поточного режиму роботи і характеристик обладнання. Але існують загальні рекомендації за формою і матеріалом виготовлення ріжучого інструменту: • попередня. Застосовуються пластини квадратної або круглої форми (з великим діаметром). Рекомендований розмір - iC19. В якості матеріалу виготовлення найкраще використовувати сплав H13A без покриття; • проміжна. Оптимальним варіантом є круглі пластини. Для зменшення теплового ефекту глибина входження різця не повинна перевищувати 25% від діаметра інструменту. Використовувані сплави для виготовлення - H13A (без покриття) і GC1115 з PDV покриттям. Останній варіант дозволить домогтися оптимального співвідношення точності і зносостійкості інструменту;
• остаточна. Застосовуються пластини з шліфованими ріжучими крайками. Сплави що H13A (без покриття); GC1105 (PVD, з гострими крайками); CD10 (PCD). Для виконання останнього етапу необхідний точний верстат з функцією подачі охолодженої рідини під високим тиском. При формуванні тонкостінних деталей знижується радіальна складова сили різання.
