Некоторые компании, которые обрабатывают титан, могут быть менее обеспокоены расходами. Например, OEM может передать стоимость титановых деталей на потребителя. Типичная компания по изготовлению аэрокосмический деталей не имеет такой возможности. Единственный способ выиграть и сохранить контракты - это внедрить технологию, которая позволяет эффективно обрабатывать с достаточным запасом.
Предоставление этой технологии является компетенцией поставщиков, обслуживающих стакни, занимающиеся обработкой титана. Ряд строителей станков, производителей режущих инструментов и связанных с ними компаний фокусируют значительные усилия на разработке продукта на этом рынке. Одним из таких производителей станков является Makino. Эта компания недавно спонсировала «День титана», чтобы продвигать титановую обработку и демонстрировать свою продукцию.
На этом мероприятии компания представила комплексный подход к обработке титана. Он сочетает в себе ряд технических разработок с явными последствиями для экономики производства титановых деталей. Этот подход заслуживает более пристального взгляда, поскольку он подчеркивает особый характер обработки титана.
Например, уникальные характеристики титана налагают ограничения на параметры обработки, которые затрудняют оптимизацию скорости удаления металла, качество обработанной поверхности, точность размеров и срок службы инструмента. Обычно это сводится к компромиссу между коэффициентами удаления металла и сроком службы инструмента.
Многоцелевой подход Makino, называемый ADVANTiGE Machining Technologies, стремится вырваться из этого замкнутого круга. Он учитывает производительность шпинделя; объем и давление охлаждающей жидкости; демпфирование вибрации; жесткость станка; и стратегии сокращения в комплексной, синергетической манере. Эти технологии приводят к увеличению скорости удаления металла и увеличению срока службы инструмента. Существенные улучшения обоих этих факторов являются ключевыми для продуктивной, прибыльной обработки титана. Макино предлагает новый подход для повышения в четыре раза выше производительности и в два раза больше срока службы инструмента.
Технология обработки титановых сплавов
Центральным элементом разработок, представленных на мероприятии, был пятиосеваой ЧПУ HMC T4. В настоящее время это крупнейший станок в серии T, предназначенная специально для деталей из титана, таких как крановые рамы, пилоны и переборки. (Также доступна несколько меньшая модель в этой серии, T2). T4 оснащен всеми пятью технологиями обработки, которые работают вместе, чтобы обеспечить преимущество, которое позволяет преодолеть ограниченный уровень удаления металла и недостаточный ресурс инструмента.
T4 - большой станок. Он обеспечивает перемещение X, Y и Z на 4200, 2000 и 1000 мм, соответственно, и может обрабатывать заготовки весом до 5000 кг. Добавление к этому впечатляющему размера обрабатываемых деталей - массивные конструкции колонн и стола, которые, по мнению компании, добавляют жесткости.
Шпиндель описан как компактный, но это по сравнению с зубчатым шпинделем с равными возможностями. Прямоходный шпиндель T4 является самым мощным в линейке производителя, обеспечивающим более высокий крутящий момент, мощность и силу зажима. Головка шпинделя также обеспечивает вращательное движение для пятиосевой обработки. Вращение составляет ± 110 градусов по оси A и 360 градусов, непрерывное по оси C.
Шпиндель также представляет собой новую технологию для управления вибрацией, вызывающей вибрацию, от сильных усилий резания.Это важно, потому что чрезмерная вибрация является основным виновником износа ножа и разрушения при обработке титана.
Режущие инструменты для титана являются значительными расходами на процесс обработки, поэтому увеличение срока службы инструмента напрямую влияет на нижнюю линию. Технология автономного шпинделя Makino позволяет решить проблему вибрации шпинделя.
Датчики, встроенные в смещение мера шпинделя, вызванные чрезмерными усилиями резания и передают данные в блок управления. Алгоритмы в программном обеспечении управления обрабатывают эти данные с высокой скоростью, а параметры обработки корректируются почти мгновенно. Реакция обычно представляет собой более низкую скорость вращения шпинделя (об / мин), но более высокая скорость вращения шпинделя возможна, если она приближается к «сладкому пятну» в динамическом резонансе машины.
Активная система демпфирования вибрации на направляющих станка дополняет технологию шпинделя. Регулируя силы трения на основе низкочастотного вибрационного зондирования, система подавляет вибрацию, возникающую из-за структурных резонансов в реальном времени. Машина «подтягивает» свои системы автоматически, чтобы задушить болтовню, так сказать.
Что касается охлаждающей жидкости при обработке титана
Две другие разработки, встроенные в машины серии T, связаны с охлаждающей жидкостью. Титан легко повреждается теплом, поэтому быстрое удаление теплоносителей из зоны резания имеют решающее значение. Аналогичным образом, агрессивные скорости подачи с помощью фрезерных огнетушителей требуют принудительной эвакуации стружки, чтобы предотвратить упаковку чипов, которая может сломать резак.
Частью ответа является система подачи хладагента при высоком давлении и объеме непосредственно в зону резания. Это включает подачу охлаждающей жидкости через верхний душ, из сопел вокруг носа шпинделя и через отверстие шпинделя. Давление охлаждающей жидкости может достигать 1500 фунтов на квадратный дюйм и 55 галлонов в минуту. Другая часть решение проблемы охлаждения - это система, которая варьирует это давление и объем, чтобы соответствовать операции механической обработки. Это осуществляется с помощью расширенных функций M-кода в блоке управления.
Компания также изучает способы «микроразмера» охлаждающей жидкости. Концепция заключается в уменьшении размера химических частиц в эмульсии хладагента, чтобы они могли более эффективно проникать в зону резания инструмента/ заготовки, тем самым улучшая функции охлаждения и смазки формулы.
Режущие стратегии
По данным компании, совокупный эффект этих технологий обработки имеет два общих значения для использования режущего инструмента. Подавление источников вибрации в шпинделе и станочных конструкциях существенно улучшает срок службы инструмента. Благодаря увеличенному сроку службы инструмента высокопроизводительные режущие инструменты, специально предназначенные для титана, становятся экономичным выбором в калькуляции затрат. Управление вибрацией также позволяет повысить скорость подачи и скорость шпинделя для повышения скорости удаления металла.
Хорошим примером является использование режущих инструментов с длинной режущей кромкой, то есть фрезерные инструменты с рифленой кромкой. Чтобы воспользоваться преимуществами таких возможностей, производители режущих инструментов разрабатывают конструкции, такие как фрезы с переменным шагом и с переменными угловыми углами зубьев.
Изменение поддонов
Наконец, T4 предназначен для уменьшения времени без обработки. Машина имеет две поддоны, каждая из которых имеет наклонную вертикальную поверхность. При вертикальном наклоне, большие детали могут быть загружены с мостового крана. При вертикальном поднятии поддон может представить заготовку на шпиндель в горизонтальной ориентации для улучшения зазора чипа и потока охлаждающей жидкости.
Заготовка может быть загружена и выгружена, пока обрабатывается заготовка на втором поддоне. По данным компании, время чипа до кристалла составляет две минуты.
