加工中に発生する高温は、チタン合金「熱伝導率が低く、蓄熱能力が高い」という材料固有の特性に由来します。熱はチップから放散されにくく、刃先に大量に蓄積されます。この問題に対処するには、冷却、切削工具、切削戦略に焦点を当てた 3 つの側面からのアプローチが必要です。-
I. ツールの最適化
1. 材料の選択
タングステン-コバルト超硬合金工具を優先してください。熱伝導率が高く、チタン合金との化学親和性が低いため、工具の固着が軽減され、摩耗速度が遅くなります。
ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素工具は、高温でチタンと化学反応を起こしやすく、刃先の腐食を引き起こす可能性があるため、使用を避けてください。
2. 幾何学的パラメータの設計
切削抵抗を低減し、熱の蓄積を最小限に抑えるために、ポジティブアングルのインサートを使用してください。{0}
刃先は鋭く、定期的に再研磨する必要があります。鈍い工具を使用すると、摩擦による温度上昇がさらに悪化します。{0}}
II.チタンワークピースの切削パラメータの制御
1. 主軸速度と送り速度
低い主軸速度と高い送り速度を組み合わせて、加工硬化を抑制しながら切削温度を下げます。
フライス加工中は、切削負荷を分散するために、半径方向の切込み深さを工具半径の 30% 以内に保ってください。
2. 段階的加工戦略: 連続切削による熱の蓄積を避けるために、荒加工段階と仕上げ段階を分離します。
Ⅲ．強化された冷却と潤滑
1. 高圧冷却システム-
5 MPa 以上の圧力でスプレーされた切削液を使用して、切削ゾーンを直接フラッシュして熱を除去し、ピーク温度を 30 ～ 40% 削減します。
潤滑を強化し、摩擦熱の発生を減らすために、極圧添加剤を含む冷却液を使用することをおすすめします。{0}
2. 特別な冷却方法: 低温空気または液体窒素冷却技術により、切削温度を 600 度未満に下げ、工具への熱損傷を最小限に抑えることができます。{1}
IV.プロセスの改善
1. 振動抑制対策：
高剛性の工作機械と治具を使用して、切削振動によって生じる局所的な温度スパイクを軽減します。{0}
工具先端の半径を大きくして、切削抵抗と熱負荷を分散させます。
2. 加工順序の最適化: 硬化後の加工に伴う難易度の大幅な上昇を避けるために、焼きなまし状態でのチタン合金の加工を優先します。
要約: 上記の技術を組み合わせることで、チタン合金の加工品質と効率に対する高い切削温度の影響を大幅に軽減できます。
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