Bei der Herstellung vonTeile aus TitanlegierungDie Bearbeitung von Tieflochgewinden ist ein entscheidender und äußerst schwieriger Schlüsselprozess.Definition: Ein tiefes Loch ist definiert als ein Loch mit einer Tiefe, die mehr als das Dreifache seines Durchmessers beträgt, und Tieflochgewindeschneiden bezieht sich auf das Gewindeschneiden mit einer Tiefe, die mehr als das 1,5-fache des Gewindebohrerdurchmessers beträgt.

 

 

 

1.Konzentrierte Schneidwärme und schneller Werkzeugverschleiß:

Die Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen beträgt nur 20-30 W/(m·K), und die Temperatur in der Schneidzone kann 800–1000 Grad erreichen. Dies führt nicht nur zu einer Erweichung des Werkzeugs, sondern bildet durch chemische Hochtemperaturreaktionen auch eine Klebeschicht, die den Ausfall des Werkzeugs beschleunigt.

 

3.Schwierige Spanabfuhr und hohes Risiko eines Werkzeugbruchs:

Beim Schneiden von Titanlegierungen entstehen häufig Bandspäne, die den engen Spanabfuhrkanal in tiefen Löchern leicht blockieren können, was zu einem plötzlichen Anstieg der Schnittkraft und zum Bruch des Werkzeugs führt. Bei der Sacklochbearbeitung ist das Risiko sogar noch höher. Darüber hinaus weisen Titanlegierungen eine schlechte elektrische Leitfähigkeit auf, was es schwierig macht, gebrochene Werkzeuge durch Funkenerosion (EDM) zu entfernen, was häufig zum Ausschuss von Teilen führt.

 

3. Signifikante Kaltverfestigung:

Die Härte der durch Schneiden erzeugten gehärteten Schicht kann das 2-3-fache der Härte der Matrix erreichen. Das Schneiden mit niedriger Geschwindigkeit führt zu einer weiteren Verhärtung, erhöht die Bearbeitungsschwierigkeiten und beschleunigt den Werkzeugverschleiß.

4. Große elastische Verformung und schwierige Präzisionskontrolle:

Der Elastizitätsmodul von Titanlegierungen ist nur halb so hoch wie der von Stahl. Während des Schneidens kann es leicht zu Werkzeugablenkungen kommen, was zu zu kleinen Gewindeabmessungen führt, und eine Rückfederung nach der Bearbeitung beeinträchtigt die Passgenauigkeit des Gewindes und die Festigkeit der Verbindung.

 

 

1. Konventionelles Gewindeschneiden

Werkzeuge: Schnellarbeitsstahl mit Kobalt oder ultrafein{1}körnigem Hartmetall, mit TiCN/TiAlN-Beschichtungen

Parameter: Schnittgeschwindigkeit 9-18 m/min, Übernahme des Tiefschneidezyklus, Gewindeeingriffsrate 65 %-75 %

Struktur: Große Span- und Freiwinkel, weniger Nuten, 48-Grad-Spiralnuten für Sacklöcher und Rückverjüngung im Kalibrierbereich

 

2. Gewindefräsen

Sie basiert auf der dreiachsigen CNC-Gestängebearbeitung und wird immer häufiger eingesetzt.

Geringe Werkzeugbruchgefahr, hervorragende Spanabfuhr, hohe Präzision, große Flexibilität und gute Oberflächenqualität

Etwas geringere Effizienz, erfordert ein drei{0}Achsen-Bearbeitungszentrum und verursacht hohe Ausrüstungskosten

 

3. Kaltformschneiden

Es handelt sich um eine spanfreie Bearbeitungsmethode, die das Problem der Spanabfuhr grundsätzlich löst und Gewinde mit hoher Festigkeit und guter Verschleißfestigkeit erzeugt. Allerdings weisen Titanlegierungen eine hohe Verformungsbeständigkeit auf und das herkömmliche Verfahren weist ein großes Drehmoment auf, das zu Werkzeugbrüchen führt. Nach der Einführung der Technologie zur Unterstützung der longitudinalen -torsionalen Ultraschallvibration- wird das Gewindeschneiddrehmoment um 20–37 % reduziert und der Bearbeitungseffekt deutlich verbessert.

 

4. Umfassender Vergleich der drei Methoden

 

Bearbeitungsmethode	Gefahr eines Werkzeugbruchs	Spanabfuhreffekt	Präzision	Oberflächenqualität	Effizienz	Ausrüstungsanforderungen	Anwendungsbereich
Konventionelles Gewindeschneiden	Hoch	Arm	Medium	Medium	Hoch	Niedrig	Flache Löcher mit kleinem-Durchmesser, große Chargen
Gewindefräsen	Niedrig	Exzellent	Hoch	Hoch	Medium	Hoch	Tiefe Löcher/Sacklöcher mit großem-Durchmesser, kleine Chargen
Kaltformgewindeschneiden	Medium	Exzellent	Hoch	Extrem hoch	Medium	Medium	Materialien mit guter Plastizität, Fäden mit hoher{0}}Festigkeit

 

• Schnittgeschwindigkeit: Eine zu hohe Geschwindigkeit beschleunigt den Werkzeugverschleiß aufgrund des Temperaturanstiegs, während eine zu niedrige Geschwindigkeit die Kaltverfestigung verschlimmert. Konventionelles Gewindeschneiden: 9-18 m/min; Gewindefräsen: 24-37 m/min.
• Vorschubgeschwindigkeit: Eine zu große Vorschubgeschwindigkeit kann leicht zum Bruch des Werkzeugs führen, während eine zu kleine Vorschubgeschwindigkeit die Effizienz verringert und den Verschleiß beschleunigt. Gewindefräsen: Vorschub pro Zahn 0,025-0,076 mm.
• Gewindebohrerdurchmesser: Eine empfohlene Gewindeeingriffsrate von 65–75 % kann das Drehmoment um 15–20 % reduzieren, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen. Beispielsweise kann für M6×1,0-Gewinde ein 5,1-mm-Gewindebohrer anstelle des standardmäßigen 5,0-mm-Gewindebohrers für die Bearbeitung von Titanlegierungen verwendet werden.
• Kühlung und Schmierung: Für das herkömmliche Gewindeschneiden müssen schwefel-/chlorhaltige-Hochdruck-Schneidöle verwendet werden; Beim Gewindefräsen wird eine Hochdruckkühlung mit 5-20 MPa oder eine interne Werkzeugkühlung eingesetzt.

 

 

Ultraschallvibrations-Unterstützte Bearbeitung

 

Prinzip: Auf das Werkzeug oder Werkstück werden hochfrequente Ultraschallschwingungen von 20–40 kHz ausgeübt, die zu einer periodischen Trennung und einem Kontakt zwischen beiden führen, was die mechanischen Eigenschaften des Schneidvorgangs verändert.

 

Kernvorteile:

Reduzieren Sie Schneidkraft und Drehmoment erheblich: Längs-torsionales Ultraschall-unterstütztes Kaltformgewindeschneiden kann das maximale Gewindebohrdrehmoment um 20–37 % reduzieren.

 

• Verbessern Sie die Spanabfuhr: Erleichtern Sie das Brechen und Entladen der Späne und verringern Sie so das Risiko einer Verstopfung
• Verbessern Sie die Oberflächenqualität: Verhindern Sie effektiv die Bildung von Kanten und reduzieren Sie die Oberflächenrauheit bearbeiteter Teile
• Verlängern Sie die Werkzeuglebensdauer: Reduzieren Sie Schnittkraft und Temperatur und verringern Sie die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück

 

Darüber hinaus wurden auch fortschrittliche Technologien wie die laserunterstützte Bearbeitung und die kryogene Kühlungsbearbeitung im Bereich der Bearbeitung von Titanlegierungen erforscht und angewendet.

 

Die Ruihang Group produziert hauptsächlich Titanprodukte mit der gesamten Industriekette, einschließlich Schmelzen, Schmieden, Richten, Walzen, Oberflächenbehandlung und Prüfverfahren. Bei Kaufwünschen können Sie uns jederzeit per E-Mail kontaktieren:Sam.Rui@bjrh-titanium.com