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Bearbeitung dünner Titanschichten: Spanntechnik, Rückfederung und Verformung
Ein Titansheet von etwa zwei Millimetern ist ein anderes Bearbeitungsproblem als ein Block, und der Grund ist arithmetisch: Die Steifigkeit nimmt mit der dritten Potenz der Dicke ab, während die Schneidkraft nicht mit ihr abnimmt. Das Werkstück weicht vom Werkzeug ab, das Werkzeug reibt, anstatt zu schneiden, und die Oberfläche härtet sich durch Arbeitseffekt.
Dünnes Blech ist eher ein Spannproblem als ein Schneidproblem. Senden Sie die Zeichnung mit dem Ebenheitsvermerk und wir werden die Einrichtung und den Spannungszustand angeben, den wir anbieten. Sende die Zeichnung
Warum dünnes Blech ein anderes Problem ist
Auf einem massiven Block muss die Vorrichtung das Teil nur halten. Auf dünnem Blech muss die Vorrichtung das Teil halten. flach, weil das Blech fast keinen eigenen Widerstand gegen die Kräfte hat, die es vom Tisch anheben oder vom Schneidwerk wegdrücken. Vergleichen Sie die beiden Effekte: Die Schnittkraft ist etwa proportional zur Schnitttiefe und -breite, aber der Widerstand des Blechs gegen Biegung fällt mit dem Kubus seiner Dicke. Halbieren Sie die Dicke, und das Blech ist achtmal flexibler, während die Kraft unverändert bleibt.
Die Folge ist kein langsamerer Schnitt. Es ist ein anderes Versagen: Das Werkzeug hört auf zu schneiden und beginnt zu reiben, was die Oberfläche verhärtet, die lokale Kraft erhöht, das Blech weiter wegdrückt und Vibrationen oder eine konische Wand erzeugt.
Werkstückspannung: was jede Methode Sie kostet
Es gibt keine kostenlose Option. Jede der gängigen Methoden erkauft Glätte mit etwas anderem.
| Methode | Was es gibt | Was es kostet |
|---|---|---|
| Vakuumtisch über das ganze Gesicht | Gleichmäßige Unterstützung, keine Spannungsbelastung, gut für große flache Teile | Benötigt eine Dichtfläche und ein glattes Blech; nutzlos bei einem Teil mit Durchtaschen, die den Vakuumweg unterbrechen |
| Opferträgerplatte | Starre Unterstützung überall dort, wo das Blech bearbeitet wird, und es kann zuerst flach bearbeitet werden | Zusätzliches Material und ein zusätzlicher Arbeitsgang; das Trägermaterial muss abgefräst oder in einem zweiten Arbeitsgang abgetrennt werden |
| Niedrigschmelzende Fixierung | Hält dünne Teile ohne jegliche mechanische Belastung; löst sich durch Erwärmen | Thermischer Zyklus am Bauteil, langsam, und nicht geeignet, wenn das Blech bereits auf einen engen Zustand wärmebehandelt wurde |
| Nur Kantenklemme | Schnell einzurichten | Das Blech wölbt sich zwischen den Spannvorrichtungen; nur bei einem dicken Blech oder einem leichten Endbearbeitungsvorgang akzeptabel |
| Tabs links im Nest | Hält jede bearbeitete Insel bis zum Ende befestigt | Die Laschen müssen anschließend abgeschnitten werden, und das ist eine zweite Operation, die das fertige Teil verformen kann |
Federkraft und die Schneide
Der geringe Elastizitätsmodul von Titan bedeutet, dass es unter derselben Belastung mehr zurückfedert als Stahl, und bei einem dünnen Abschnitt ist die Durchbiegung so groß, dass das Werkzeug unter die beabsichtigte Tiefe gedrückt werden kann und beim nächsten Zahn wieder in den Schnitt zurückkehrt. Das übliche Symptom ist eine Wand, die oben über Maß und unten maßgerecht ist, oder ein Boden, der nicht eben ist.
Der kontraintuitive Teil ist die Schneidkantenvorbereitung. Eine sehr scharfe, stark positive Schneide auf dünnem Titan neigt dazu, einzudringen und dann zu versagen; ein kontrolliertes Abziehen oder ein kleiner Schneidenradius verteilt die Last und hält den Schnitt stabil. Mit einem abgenutzten Werkzeug zu schneiden ist noch schlimmer, da eine abgenutzte Schneide reibt, und das Reiben auf Titan die Oberfläche härtet, was die Kraft beim nächsten Durchgang erhöht.
Wärme und das Fehlen eines Ortes, um sie zu speichern
Titan leitet Wärme schlecht. Auf einem Block wirkt die umliegende Masse als Senke. Auf einem dünnen Blech gibt es keine Masse – die Wärme bleibt im Schnitt, und das Blech hat wenig Steifigkeit, um der anschließenden thermischen Ausdehnung zu widerstehen. Die praktischen Maßnahmen bestehen darin, das Werkzeug engagiert zu halten, anstatt zu verweilen, einen reichlichen, gezielten Kühlmittelzufluss anstelle von Überflutung zu verwenden und die Endbearbeitung mit einem scharfen, leicht geschliffenen Werkzeug und geringem radialem Eingriff durchzuführen.
Was man auf die Zeichnung setzen soll
Ebenheit, Dickentoleranz und das Bezugsdatum, von dem aus sie gemessen werden, entscheiden darüber, ob das Teil überhaupt überprüfbar ist. Wenn die Funktion davon abhängt, dass das Blech im Betrieb flach bleibt, geben Sie dies an und nennen Sie die Bedingung, denn ein reiner Ebenheitsvermerk sagt der Werkstatt nicht, die Spannung zu entlasten, und ein nicht entlastetes Blech wird sich bewegen, nachdem es die Maschine verlassen hat.
Häufig gestellte Fragen
Häufige Fragen
Warum biegt sich dünnes Titansheet so viel mehr als Stahl?
Zwei Gründe multiplizieren sich. Titan hat einen niedrigeren Elastizitätsmodul als Stahl, sodass es bei gleicher Belastung stärker zurückfedert, und die Biegefestigkeit fällt mit der dritten Potenz der Dicke, sodass ein dünnes Bauteil viel flexibler ist als ein dickes. Die Schneidkraft fällt nicht im gleichen Maße mit der Dicke, sodass das Ungleichgewicht schnell zunimmt, wenn das Blech dünner wird.
Was verursacht, dass eine Titansheet-Wand oben zu groß gemessen wird?
Normalerweise folgt auf die Durchbiegung das Rückfedern. Das Blech wird unter Last vom Werkzeug weggedrückt, das Werkzeug nimmt weniger Material auf als befohlen, und das Material federt teilweise zurück, wenn die Last wegfällt. Es ist zunächst ein Problem der Werkstückspannung und Werkzeugaufnahme, bevor es ein Werkzeugverschleißproblem ist.
Sollten Schneidwerkzeuge für dünnes Titanschweiß scharf oder gestählt sein?
Leicht geschliffen für die meisten Arbeiten an Dünnblechen. Eine sehr scharfe, stark positive Schneide bei dünnem Titan neigt dazu, einzudringen und dann abzubrechen oder zu versagen, während ein kontrollierter Schliff die Belastung verteilt und die Schneidenführung stabil hält. Die Ausnahme ist ein feiner Abschlussdurchgang auf einem gut gestützten Blech, bei dem eine scharfe Schneide eine bessere Oberfläche hinterlässt.
Wie wird die Ebenheit nach der Bearbeitung erhalten?
Indem das Blech während des Schnitts über die gesamte Fläche gestützt wird und indem der Spannungszustand vor dem Schnitt kontrolliert wird. Eine Ebenheitsangabe auf einer Zeichnung sagt dem Werk nicht automatisch, dass die Spannung abgebaut werden soll, sodass ein Blech, das unter Spannung flach bearbeitet wird, sich danach verformen wird. Wenn Ebenheit im Einsatz wichtig ist, geben Sie sowohl den Zustand als auch die Toleranz an.
Fragen Sie nach der Bearbeitung dünner Bleche
Senden Sie die Zeichnung mit der Güte und der geltenden Spezifikation. Wir werden die Materialform, den Prozessenweg, den Prüfplan und ein Datum schriftlich mit dem Angebot bestätigen.