CNC-Bearbeitung von Titanflanschen in China
Dank umfassender Erfahrung und modernster Technologie im Bereich der CNC-Bearbeitung von Titanflanschen kontrolliert Wstitanium die Qualität jedes einzelnen Glieds streng und ist bestrebt, Ihnen qualitativ hochwertige und leistungsstarke Titanflansche zu liefern.
Hersteller und Lieferant von CNC-Bearbeitungs-Titanflanschen aus einer Hand
Titanflansche sind in modernen Industriesystemen Schlüsselkomponenten für Rohrverbindungen und die Gerätemontage. Dank der hervorragenden Eigenschaften von Titanmetall wie hoher Festigkeit, geringer Dichte, exzellenter Korrosionsbeständigkeit und guter Biokompatibilität spielen sie in Branchen mit extrem hohen Anforderungen an die Materialleistung, wie der Luft- und Raumfahrt, der Petrochemie und der Medizintechnik, eine unverzichtbare Rolle. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Fertigungsindustrie hat sich die CNC-Bearbeitungstechnologie zum zentralen Werkzeug der Titanflanschherstellung entwickelt. Sie ermöglicht eine präzise Prozesssteuerung, die Herstellung komplexer Formen und gewährleistet hohe Präzision und Konsistenz.
Vorteile der CNC-Bearbeitung von Titanflanschen
Die CNC-Bearbeitung von Titanflanschen bietet erhebliche Vorteile hinsichtlich Präzision, Effizienz, komplexer Formverarbeitung, Materialausnutzung und Qualitätsstabilität.
- Hohe Präzision
Bei der CNC-Bearbeitung wird die Werkzeugbahn mithilfe von Computerprogrammen präzise gesteuert und eine Positioniergenauigkeit im Mikrometerbereich erreicht. Ob Durchmesser, Dicke oder Position des Bolzenlochs – wichtige Abmessungen können innerhalb eines sehr engen Toleranzbereichs präzise kontrolliert werden. Beispielsweise liegen die Toleranzanforderungen für Titanflansche in der Luft- und Raumfahrt üblicherweise bei ±0.005 mm oder sogar darunter. Die CNC-Bearbeitung erreicht diesen Präzisionsstandard zuverlässig, gewährleistet eine perfekte Abstimmung mit anderen Komponenten und verbessert die Zuverlässigkeit und Leistung des Gesamtsystems.
- Komplexe Formen
Die CNC-Bearbeitung verfügt über mehrachsige Verknüpfungsfunktionen, wie sie beispielsweise bei gängigen Drei-, Vier- oder sogar Fünfachsen-Bearbeitungszentren üblich sind. Diese ermöglichen die Bearbeitung mehrerer Flächen und komplexer Formen in einer Aufspannung, wie beispielsweise speziell geformte Konturen und gekrümmte Oberflächen. Das Programm steuert das Werkzeug entlang eines komplexen Pfades, um die präzise Fertigung der komplexen Form und der inneren Merkmale des Titanflansches zu gewährleisten. Beispielsweise lassen sich Titanflansche mit speziellen Dichtungsnuten, speziell geformten Vorsprüngen oder unregelmäßigen Lochsystemen problemlos mit der CNC-Bearbeitung bearbeiten.
- Hohe Effizienz
Sobald die Programmierung und das Debugging der CNC-Bearbeitung abgeschlossen sind, kann eine automatische, kontinuierliche Bearbeitung realisiert werden, was die Produktionseffizienz erheblich verbessert. Da der Herstellungsprozess vollständig durch das Programm gesteuert wird, kann jeder Titanflansch nach denselben Prozessparametern und -verfahren bearbeitet werden, was eine hohe Qualitätskonsistenz gewährleistet. Dieser Vorteil zeigt sich insbesondere in der Massenproduktion.
- Abfall reduzieren
Die CNC-Bearbeitung ermöglicht eine präzise Werkzeugwegplanung basierend auf dem Konstruktionsmodell des Titanflansches, um die Rohstoffnutzung zu maximieren. Durch die Optimierung des Bearbeitungsprozesses und die Reduzierung unnötigen Zerspanvolumens wird Materialabfall durch Bearbeitungsfehler vermieden. Bei relativ teuren Titanwerkstoffen senkt diese höhere Materialausnutzung nicht nur die Produktionskosten, sondern entspricht auch dem Konzept der nachhaltigen Entwicklung.
Beim Fräsen von Titanflanschen sollten Werkzeugmaterialien mit geringer chemischer Affinität zur Titanlegierung, guter Wärmeleitfähigkeit und hoher Festigkeit gewählt werden. Titan verwendet üblicherweise Wolfram-Kobalt-Hartmetall (YG). Beispielsweise zeigen Hartmetallwerkzeuge der Sorten YG8 und YG6X in der Praxis eine gute Schneidleistung. Für Hochgeschwindigkeitsfräsen oder komplexe Konturfräsarbeiten werden TiAlN-beschichtete Werkzeuge eingesetzt.
Das Fräsen von Titanlegierungen ist im Allgemeinen kostengünstig, da Titanlegierungen eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweisen und eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit zu einem starken Anstieg der Schnitttemperatur führt. Die Schnittgeschwindigkeit liegt üblicherweise zwischen 20 und 40 m/min. Beim Fräsen von Flanschen aus TC4-Titanlegierungen mit einem Hartmetall-Schaftfräser kann beispielsweise eine Schnittgeschwindigkeit von 30 m/min gewählt werden. Der Vorschub beim Fräsen von Titanflanschen liegt zwischen 0.05 und 0.2 mm/min. Die Frästiefe beträgt im Allgemeinen 0.2–0.5 mm. Bei dickeren Titanflanschen kann das schichtweise Fräsen die Schnittkraft und die Schnitttemperatur sowie den Werkzeugverschleiß wirksam reduzieren. Die Frästiefe jeder Schicht überschreitet im Allgemeinen nicht 1/3 des Werkzeugdurchmessers. Beispielsweise kann beim Fräsen eines 16 mm dicken Titanflansches mit einem Schaftfräser mit 10 mm Durchmesser dieser in drei bis vier Schichten unterteilt werden, wobei die Frästiefe jeder Schicht auf 3–4 mm begrenzt ist.
CNC-Drehen von Titanflanschen Wählen Sie das passende Drehmaschinenmodell entsprechend den Größenspezifikationen und der Präzision des Titanflansches aus. Wstitanium investierte in die HAAS Drehmaschine aus den USA. Sie sollte ausreichend steif und präzise sein, um den Schnittkräften während des Drehvorgangs standzuhalten und eine hohe Präzision zu erreichen. Titanflansche werden üblicherweise mit Klingen mit einem Hauptablenkwinkel von 90° oder 75° gedreht. Der Hauptablenkwinkel des Innenlochdrehwerkzeugs ist üblicherweise größer als 90°.
Die Schnittgeschwindigkeit beim Drehen von Titanlegierungen ist relativ niedrig und liegt im Allgemeinen zwischen 20 und 50 m/min. Beim Drehen des äußeren Kreises eines TA2-Titanflansches kann beispielsweise eine Schnittgeschwindigkeit zwischen 30 und 40 m/min gewählt werden. Die Größe des Vorschubs wirkt sich direkt auf die Bearbeitungseffizienz und die Oberflächenqualität aus. Beim Drehen von Titanflanschen liegt der Vorschub im Allgemeinen zwischen 0.1 und 0.3 mm/U. Beispielsweise kann der Vorschub beim Schruppen des äußeren Kreises zwischen 0.2 und 0.3 mm/U gewählt und beim Feindrehen auf 0.1 bis 0.15 mm/U reduziert werden. Die Schnitttiefe wird hauptsächlich durch die Bearbeitungszugabe des Werkstücks und die Leistung der Drehmaschine bestimmt. Beim Schruppen liegt die Schnitttiefe im Allgemeinen zwischen 1 und 3 mm; beim Feindrehen wird die Schnitttiefe auf 0.2 bis 0.5 mm eingestellt. Achten Sie beim Drehen auf den Betriebszustand der Drehmaschine und den Werkzeugverschleiß. Passen Sie die Schnitttiefe rechtzeitig an, um eine Oberflächenrauheit von Ra0.8 bis Ra1.6 μm zu erreichen. Winkel und Größe der Fase sollten den Konstruktionsanforderungen entsprechen, in der Regel 45°, und die Fasengröße liegt zwischen 0.5 und 1 mm.
Hartmetallbohrer zeichnen sich durch hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus und eignen sich für Hochgeschwindigkeitsbohrungen und Titanflansche mit hohen Präzisionsanforderungen. Beispielsweise kobalthaltige Schnellarbeitsstahlbohrer. Um Schnittkraft und Schnitttemperatur zu reduzieren, liegt der Spitzenwinkel des Bohrers zwischen 130° und 140°. Dadurch wird die Schneide schärfer und die Konzentration der Schnittkraft reduziert. Der Spiralwinkel liegt in der Regel zwischen 30° und 40°, um eine gute Spanabfuhr zu gewährleisten.
Beim Bohren von Titanlegierungen liegt die Geschwindigkeit üblicherweise zwischen 5 und 10 m/min. Beispielsweise kann beim Bohren mit einem Hartmetallbohrer mit einem Durchmesser von 10 mm eine Schnittgeschwindigkeit von 5 bis 15 m/min gewählt werden. Bei Verwendung eines kobalthaltigen Schnellarbeitsstahlbohrers sollte die Schnittgeschwindigkeit entsprechend reduziert werden. Der Vorschub liegt zwischen 0.1 und 0.3 mm/U. Beispielsweise sollte beim Bohren tiefer Löcher der Vorschub entsprechend reduziert werden. Bei Löchern mit größerem Durchmesser kann zunächst vorgebohrt werden, um die Genauigkeit und Qualität der Bohrung zu gewährleisten. Der Durchmesser des vorgebohrten Lochs beträgt üblicherweise das 0.5- bis 0.8-fache des endgültigen Lochdurchmessers. Anschließend wird das Loch mit einer Reibahle oder einem Reibahlenwerkzeug verfeinert. Eine gute Spanabfuhr ist entscheidend für ein reibungsloses Bohren. Achten Sie während des Bohrvorgangs darauf, dass die Späne rechtzeitig aus dem Loch abgeführt werden, um zu verhindern, dass sich Späne im Loch ansammeln und den Bohrer brechen.
Beim CNC-Gewindebohren von Titanflanschen ist der Gewindebohrer hohen Schnittkräften und Reibung ausgesetzt. Üblicherweise werden Schnellarbeitsstahl- und Hartmetallgewindebohrer verwendet. Der Spiralwinkel von Titangewindebohrern liegt in der Regel zwischen 30° und 45°, wodurch die Späne gleichmäßig entlang der Spiralnut abgeführt werden.
Die Schnittgeschwindigkeit beim CNC-Gewindebohren von Titanflanschen ist in der Regel niedrig und liegt üblicherweise zwischen 3 und 5 m/min. Eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit führt zu erhöhtem Gewindeverschleiß, verminderter Gewindeoberflächenqualität und sogar zum Bruch des Gewindebohrers. Beispielsweise kann beim Gewindebohren einer M10-Gewindebohrung mit einem Schnellarbeitsstahl-Gewindebohrer eine Schnittgeschwindigkeit von 5 m/min eingestellt werden. Der Vorschub sollte der Gewindesteigung entsprechen, die in der Regel der Gewindesteigung entspricht. Achten Sie während des Gewindebohrens auf einen konstanten Vorschub, um einen ungleichmäßigen Vorschub zu vermeiden, der zu einem unvollständigen Gewindeprofil oder zu Gewindeschäden führen kann. Beispielsweise sollte bei einem Gewinde mit einer Steigung von 1.5 mm der Vorschub auf 1.5 mm/U eingestellt werden. Gute Schmierung und Kühlung reduzieren die Schnittkraft, verringern den Gewindeverschleiß und verbessern die Gewindeoberflächenqualität. Nach dem Gewindebohren sollte die Gewindequalität geprüft werden, einschließlich Maßgenauigkeit, Zahnprofilintegrität und Oberflächenrauheit. Werkzeuge wie Gewindelehrdorne und Gewindemikrometer können zur Prüfung verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Gewindequalität den Konstruktionsanforderungen entspricht.
Beim CNC-Schleifen von Titanflanschen haften die Schleifspäne aufgrund der hohen Zähigkeit und der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Titanlegierung leicht an der Oberfläche der Schleifscheibe, wodurch diese blockiert und die Schleifwirkung beeinträchtigt wird. Titan verwendet üblicherweise Aluminiumoxid- und Siliziumkarbid-Schleifmittel, wie beispielsweise braunen Korund (A), weißen Korund (WA) und grünes Siliziumkarbid (GC).
Wählen Sie zum Grobschleifen eine gröbere Schleifscheibe, z. B. 46# – 60#. Für das Feinschleifen sollten Sie für eine bessere Oberflächenqualität eine feinere Schleifscheibe wählen, z. B. 80# – 120#. Die Schleifkörner einer feinkörnigen Schleifscheibe sind klein, wodurch die Schleifoberfläche glatter wird. Um beispielsweise die Dichtleistung eines Titanflansches zu gewährleisten, wird zum Feinschleifen üblicherweise eine Schleifscheibe mit einer Körnung von 100# – 120# verwendet. Die Geschwindigkeit beim Schleifen von Titanflanschen liegt üblicherweise zwischen 15 und 30 m/s. Eine zu hohe Schleifgeschwindigkeit führt zu einem starken Anstieg der Schleiftemperatur, was zu Defekten wie Verbrennungen und Rissen auf der Werkstückoberfläche führt. Die Vorschubgeschwindigkeit liegt üblicherweise zwischen 0.1 und 0.5 m/min. Die seitliche Vorschubgeschwindigkeit gibt an, wie tief die Schleifscheibe bei jedem Schleifvorgang in das Werkstück eindringt. Der seitliche Vorschub kann beim Grobschliff zwischen 0.05 und 0.15 mm und beim Feinschliff zwischen 0.01 und 0.05 mm liegen. Die Schleiftiefe wird auf 0.01 bis 0.05 mm geregelt.
Eigenspannungskontrolle
Eigenspannungen bei der CNC-Bearbeitung können durch Optimierung der Schnittparameter, Werkzeugwege und Bearbeitungsreihenfolge reduziert werden. Beispielsweise können eine geringere Schnitttiefe und ein geringerer Vorschub verwendet werden, um scharfe Schnitte im Werkzeug zu vermeiden. Nach der CNC-Bearbeitung wird der Titanflansch spannungsarm geglüht. Temperatur und Dauer des Spannungsarmglühens sollten je nach Titanlegierung und Fertigungstechnologie sinnvoll gewählt werden. Beispielsweise liegt die Temperatur beim Spannungsarmglühen für die Titanlegierung TC4 in der Regel zwischen 550 und 650 °C, die Haltezeit beträgt 1 bis 3 Stunden.
Die CNC-Bearbeitung von Titanflanschen ist ein komplexer und anspruchsvoller Prozess, der von der Werkzeugauswahl über die Bestimmung der Schnittparameter bis hin zur Qualitätskontrolle viele Schritte umfasst. Durch die volle Ausnutzung der Vorteile der CNC-Bearbeitung, wie hohe Präzision, komplexe Formbearbeitungsmöglichkeiten, hohe Produktionseffizienz und -konsistenz, ist es möglich, Titanflansche herzustellen, die verschiedenen strengen Anforderungen gerecht werden.
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