CNCチタン部品の表面粗さを制御することは、特に私のようなサプライヤーにとって、製造プロセスの重要な側面です。このブログでは、提供した私の長年の経験に基づいて、いくつかの効果的な戦略と洞察を共有しますCNCチタン精度部品。
CNCチタンの機械加工における表面粗さの理解
表面の粗さとは、機械加工された部分の表面の不規則性を指します。 CNCチタン部品の場合、部品の機能、外観、さらには耐久性にも大きな影響を与える可能性があります。たとえば、航空宇宙アプリケーションでは、滑らかな表面仕上げが抗力を軽減し、燃料効率を向上させることができます。医療機器では、適切な表面粗さは生体適合性を高めることができます。
CNCチタン部品の表面粗さは、機械加工パラメーター、ツールジオメトリ、チタン材料自体の特性など、いくつかの要因に影響されます。チタンは、その高強度 - 重量比と優れた耐食性で知られていますが、熱伝導率と高化学反応性の低さにより、機械加工にも課題をもたらします。
機械加工パラメーターとその影響
切断速度
切削速度は、最も重要な機械加工パラメーターの1つです。切断速度が高いと、一般に表面の粗さが低下する可能性がありますが、切断温度も上昇します。チタンの熱伝導率は低いため、過度の熱は、切削工具の上に造られたエッジ（BUE）形成を引き起こす可能性があります。 Bueは機械加工された表面に移動できるため、ラフな仕上げになります。したがって、最適な切断速度を選択する必要があります。チタン合金の場合、特定の合金と切削工具材料に応じて、30〜60 m/minの範囲の切削速度を頻繁に推奨します。
フィードレート
フィードレートは、革命ごとに切削工具が進む距離を決定します。通常、飼料速度が低いと、表面仕上げが滑らなくなります。ただし、飼料速度が低すぎると、加工時間とコストが増加する可能性があります。目的の表面粗さを達成することと、効率的な生産プロセスを維持することとの間で、バランスをとる必要があります。 CNCチタンの機械加工の場合、0.05-0.2 mm/Revの飼料速度が一般的に使用されます。
カットの深さ
切断の深さは、切断力と各パスで除去される材料の量に影響します。切断の深さが大きくなると、切断力が増加し、振動を引き起こす可能性があり、それが粗い表面につながる可能性があります。一方、非常に小さなカットの深さは、非効率的な加工をもたらす可能性があります。チタン加工の典型的なカットの深さは、0.5〜2 mmの範囲です。
ツールの選択とジオメトリ
ツール材料
切削工具材料の選択は、CNCチタン部品の表面粗さを制御するために重要です。炭化物ツールは、硬度と耐摩耗性のために広く使用されています。窒化チタン（TIN）、コルクリトリドチタン（TICN）、または窒化アルミニウム（アルティン）コーティングなどのコーティングされた炭化物ツールは、ツールの寿命と表面仕上げをさらに改善することができます。これらのコーティングは、機械加工中の摩擦と熱生成を減らし、ビューの形成を防ぎます。
ツールジオメトリ
切削工具のジオメトリも重要な役割を果たします。シャープな最先端は、より滑らかな表面仕上げを生成できます。正のレーキ角を持つツールは、切断力を減らし、チップの流れを改善することができます。ただし、大きなポジティブなレーキ角度も最先端を弱める可能性があります。さらに、ツールの鼻半径は表面の粗さに影響します。鼻半径が大きいと表面が滑らかになる可能性がありますが、切断力を増加させる可能性もあります。
クーラントと潤滑
クーラントタイプ
CNCチタンの機械加工には、適切なクーラントを使用することが不可欠です。クーラントは、切断温度を下げ、チップを洗い流し、ビューの形成を防ぐのに役立ちます。水ベースの冷却剤は、良好な冷却特性を持っているため、一般的に使用されます。ただし、チタンの機械加工の場合、極度の圧力（EP）添加剤のクーラントがしばしば好まれます。これらの添加物は、切削工具と機械加工された表面に保護膜を形成し、摩擦と摩耗を減らすことができます。
クーラントの配達
クーラントが切断ゾーンに届ける方法も重要です。高圧力冷却剤の配送は、チップを効果的に洗い流し、切削工具とワークピースをクールに保つことができます。スルー - ツールクーラントデリバリーシステムは、クーラントを最先端に正確に誘導し、表面仕上げとツールの寿命を改善できるため、特に有益です。
投稿 - 加工プロセス
研磨
CNC加工後、研磨を使用して、チタン部品の表面粗さをさらに改善できます。研磨には、研磨材料を使用して表面から少量の材料を除去し、より滑らかな仕上げになります。部品の特定の要件に応じて、機械的研磨、化学研磨、電気化学的研磨などのさまざまな研磨方法を選択できます。
表面処理
陽極酸化や不動態化のような表面処理は、チタン部品の表面の品質も向上させる可能性があります。陽極酸化は、表面に保護酸化物層を作成し、耐食性と外観を改善できます。不動態化は、表面から遊離鉄やその他の汚染物質を除去し、腐食のリスクを減らします。
品質管理と検査
CNCチタン部品の表面粗さが必要な仕様を満たすことを保証するには、定期的な品質管理と検査が必要です。プロフィロメーターなどの表面粗さ測定機器を使用して、RA（プロファイルの算術平均偏差）、RZ（プロファイルの平均高さ）などの表面粗さパラメーターを測定することができます。
アプリケーション - 特定の考慮事項
さまざまなアプリケーションには、CNCチタン部品の表面粗さに異なる要件がある場合があります。例えば、高精度のアルミニウム部品光学機器で使用すると、正確な光透過を確保するために非常に滑らかな表面仕上げが必要になる場合があります。対照的に、一部の産業機械で使用される部品には、比較的ゆるい表面粗さの要件がある場合があります。
ジュエリー業界では、ジュエリーアクセサリーCNC加工多くの場合、審美的な目的で高品質の表面仕上げが必要です。表面の粗さは、宝石の光沢と外観に影響を与える可能性があります。したがって、これらのアプリケーション（特定の要件）を満たすために、特定の機械加工と仕上げプロセスを調整する必要があります。
結論
CNCチタン部品の表面の粗さを制御することは、複雑だが達成可能な作業です。機械加工パラメーター、ツール、クーラント、ポスト - 機械加工プロセスを慎重に選択し、効果的な品質管理測定を実装することにより、目的の表面仕上げで高品質のチタン部品を生成できます。
高品質のCNCチタン部品が必要な場合は、特定の要件について話し合うために手を差し伸べることを勧めます。航空宇宙、医療、ジュエリーのアプリケーションの部品が必要かどうかにかかわらず、私はあなたに最適なソリューションを提供するための専門知識とリソースを持っています。調達ディスカッションを開始するために私に連絡し、協力して製造目標を達成しましょう。
参照
- Kalpakjian、S。、＆Schmid、SR（2009）。製造工学と技術。ピアソンプレンティスホール。
- Trent、Em、＆Wright、PK（2000）。金属切断。バターワース - ハイネマン。
- ASMハンドブック、ボリューム16：機械加工。 ASM International。