கிரேடு 5 டைட்டானியம் கம்பிகளைப் பதப்படுத்தும் போது, ஒரு நீண்டகால துருப்பிடிக்காத எஃகு பதப்படுத்தும் பட்டறை ஏன் ஒவ்வொரு எட்டு நிமிடங்களுக்கும் ஒரு பிளேடை வீணாக்குகிறது? டைட்டானியத்தை இயந்திரத்தால் செதுக்குவதற்குப் பொறுமையும், விவரக்குறிப்புகளைக் கண்டிப்பாகப் பின்பற்றுதலும் தேவை. ஒழுங்கற்ற செயல்பாடு கருவியின் தேய்மானத்தை விரைவாக அதிகரிக்கும். வெட்டும் வெப்பம், வெட்டும் பகுதியில் குவிந்து, அதை வெளியேற்றுவது கடினமாகிறது. வேலைப் பொருளின் மூலப்பொருள் பக்கவாட்டுப் பரப்பில் மீள்விசையுடன் தெறிக்கிறது, மேலும் அதன் சில்லு நேரடியாக ரேக் பரப்பில் ஒட்டிக்கொள்கிறது. பின்வரும் ஐந்து விதிகள் அளவிடக்கூடியவை மற்றும் பட்டறையில் மீண்டும் மீண்டும் பின்பற்றக்கூடியவை.
விதி 1: கடினத்தன்மை டைட்டேனியம் இயந்திர வேலைப்பாடுகளைப் பாதிக்கிறது
மேற்கு பொஹேமியா பல்கலைக்கழகத்தின் 2026 அறிக்கையின்படி, Ti-6Al-4V-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன் 6.7 W/(m·K) மட்டுமே ஆகும், மேலும் 19 மீ/நிமிடம் என்ற வெட்டும் வேகத்தில் அதன் ரேக் முக வெப்பநிலை 900°C-ஐத் தாண்டியுள்ளது.
கருவியின் ஆயுட்காலம் முக்கியமாக வெப்பத்தால் பாதிக்கப்படுகிறது. டைட்டானியம் கலப்புலோகத்திற்கு வெப்பக் கடத்துத்திறன் குறைவாக உள்ளது, மேலும் வெட்டும் வெப்பத்தில் சுமார் 70% கருவிக்குள் நுழைகிறது (எஃகுக்கு 40%), இதுவே பெரும்பாலான பிளேடுகள் செயலிழப்பதற்கான நேரடிக் காரணமாகும். வெப்பநிலை 600 °C-ஐத் தாண்டும்போது, டங்ஸ்டன் (W) மற்றும் கோபால்ட் (Co) ஆகியவை டைட்டானியத்திற்குள் பரவுகின்றன, மேலும் 800 °C வெப்பநிலையில் இதன் ஆழம் 20μm வரை அடையக்கூடும். இதனால், பக்கவாட்டுத் தேய்வுப் பகுதிக்கு (VB) பதிலாகப் பள்ளத் தேய்வு உருவாகிறது.
மேலும், டைட்டானியம் கலவையின் மீள் குணகம் சுமார் 100-130 GPa ஆகும், இது எஃகின் மீள் குணகத்தில் பாதி மட்டுமே. மெல்லிய பாகங்கள் கருவியின் பின்புறத்தை மீளச் செய்து, கருவி முகப்பின் பின்புறத்தைப் பிடித்துக் கொள்வதால், அதிர்வு ஏற்படுகிறது. இது, சுழல் அச்சின் அதிகபட்ச வேகத்தை விட முழு இயந்திரத்தின் விறைப்புத்தன்மையை மிகவும் முக்கியமானதாக ஆக்குகிறது.
விதி 2: தரவுகளிலிருந்து டைட்டானியம் எந்திர வேகங்களையும் ஊட்டங்களையும் அமைக்கவும்
2026 ஆம் ஆண்டு மேற்கொள்ளப்பட்ட ஒரு திருப்புதல் ஆய்வில், Ti-6Al-4V கருவியானது 110 முதல் 140 மீ/நிமிடம் என்ற வெட்டு வேகத்திலும், ஒரு சுற்றுக்கு சுமார் 0.05 முதல் 0.12 மிமீ/சுழற்சி என்ற ஊட்டு விகிதத்திலும், மற்றும் 0.5 மிமீ வெட்டு ஆழத்திலும் (ap) இயந்திரத்தால் செதுக்கப்பட்டது. கருவித் தேய்மானத்தின் அளவைப் பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகள் ஊட்டு விகிதமும் வெட்டு வேகமுமே என்பதையும், பின்னடைவு மாதிரியின் நிர்ணயக் குணகம் R² 0.998 ஆக மிக அதிகமாக உள்ளது என்பதையும் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.
| ஆபரேஷன் | தொடக்க சாளரம் |
|---|---|
| இறுதித் திருப்புதல், பூச்சு இல்லாத சப்மிக்ரான் கார்பைடு | 110 முதல் 140 மீ/நிமிடம், 0.05 முதல் 0.12 மிமீ/சுழற்சி, ஏபி 0.5 மிமீ |
| H13A கார்பைடுடன் திருப்புதல் செய்யும்போது, தவிர்க்க வேண்டிய பகுதி | 0.17 மிமீ/சுழற்சி வேகத்தில் நிமிடத்திற்கு 70 முதல் 75 மீ |
| மீயொலி உதவியுடன் உலர் அதிவேக பக்கவாட்டு அரைத்தல் | 40 முதல் 100 மீ/நிமிடம், 0.01 முதல் 0.02 மிமீ/z |
ஊட்ட விகிதத்திற்கும் வெட்டும் வேகத்திற்கும் இடையே ஒரு வலுவான தொடர்பு இருப்பதால், அவற்றை தனித்தனியாக சரிசெய்ய முடியாது என்றும் அந்த ஆய்வில் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், இவ்விரண்டினாலும் ஏற்படும் தேய்மான முடுக்க விளைவை மேம்படுத்துவது, அவற்றின் தனிப்பட்ட விளைவுகளின் கூட்டுத்தொகையை விட அதிகமாக இருக்கும்.
மிகக் குறைந்த ஊட்டு அமைப்பானது எளிதில் புறக்கணிக்கப்படக்கூடிய ஒரு தவறாகும். சிறிய ஊட்டு அமைப்பானது, வெட்டும் விளிம்பின் உழவு மற்றும் உராய்வை அதிகப்படுத்தும், மேலும் அந்த உராய்வு வேலை கடினமாதலுக்கு வழிவகுக்கும்: இந்த ஆய்வில் மேற்கோள் காட்டப்பட்ட அரைத்தல் சோதனையானது, இயந்திரத்தால் செதுக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு அடுக்கின் நுண்கடினத்தன்மையானது மூலப் பொருளை விட சுமார் 70% முதல் 90% வரை அதிகமாக இருப்பதைக் காட்டுகிறது. வெட்டும் பகுதியில் கருவியின் செயலற்ற உராய்வைத் தவிர்க்க, ஒரு சுழற்சிக்கான வெட்டும் தடிமன் நிலையானதாகப் பராமரிக்கப்பட வேண்டும்.
நீங்கள் வெட்டின் ஆழத்திலும் கவனம் செலுத்த வேண்டும். அதே நிலையில் பொருள் அகற்றும் விகிதம் (MRR)பின் வெட்டின் அளவை அதிகரிப்பதால் உருவாகும் வெட்டு வெப்பநிலை, வெட்டு வேகம் அல்லது ஊட்டு விகிதத்தை அதிகரிப்பதால் உருவாகும் வெப்பநிலையை விடக் குறைவாக இருக்கும். இதுபோன்ற நிலைமைகளுக்கு உபகரணங்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும் பட்டறைகள், இதில் உள்ள விறைப்புத்தன்மை சரிபார்ப்புப் பட்டியலைப் பார்க்கவும். சிறு பட்டறை CNC லேத்துகளுக்கான ஜியான்கே வாங்குபவர் வழிகாட்டி.
விதி 3: டைட்டானியம் CNC எந்திர வேலைப்பாட்டிற்காக வடிவவியலை வேண்டுமென்றே தேர்ந்தெடுத்தல்
இடைவெளிக் கோணம் ஒரு முக்கிய அளவுருவாகும். 2026-ல் நடத்தப்பட்ட ஒரு சோதனையில், 6° முதல் 21° வரையிலான கோணங்களில், பின் கோணத்திற்கும் ஊட்டு விகிதத்திற்கும் இடையே புள்ளிவிவரப்படி ஒரு குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பு இருப்பது தெரியவந்தது. உகந்த பின் கோணம் இயந்திரவியல் சுமைக்கு ஏற்ப மாறுபட்டது, அதற்கு நிலையான மதிப்பு எதுவும் இல்லை. ஊட்டு விகிதம் அதிகமாக இருக்கும்போது, ஆப்பு வடிவத்தின் வலிமையை அதிகரிக்க ஒரு சிறிய பின் கோணம் தேவைப்படுகிறது; ஊட்டு விகிதம் குறைவாக இருக்கும்போது, ஒரு பெரிய பின் கோணம் பக்கவாட்டு உராய்வைக் குறைக்கும். பின் கோணம் 21°-க்கு மேல் இருக்கும்போது, பிளேடு எளிதில் உடைந்துவிடும்.
வெட்டு விளிம்பின் ஆரம் (rn) 40μm-லிருந்து 10μm-ஆகக் குறைக்கப்படுவதால், வெட்டு விசை சுமார் மூன்றில் ஒரு பங்கு குறைகிறது. கூர்மையான விளிம்பு வெட்டுதலைச் சாத்தியமாக்குகிறது, மற்றும் மழுங்கிய வட்டம் பிதுக்கல் உழவை ஏற்படுத்துகிறது, இது டைட்டேனியம் இயந்திர வேலைப்பாட்டின் துல்லியத்தைக் குறைக்கிறது.
குறியிடக்கூடிய கார்பைடு செருகியின் பரிந்துரைக்கப்பட்ட குறிப்பானது, 5° சாய்வுக் கோணத்துடன் கூடிய −5° சாய்வுக் கோணம் ஆகும். கரடுமுரடான துகள் அமைப்பை விட, நுண்ணிய துகள் மற்றும் குறைந்த கோபால்ட் தரம் ஆகியவை சிறந்தவை. கடுமையான சகிப்புத்தன்மை கொண்ட பயன்பாடுகளுக்கு, பார்க்கவும். ஜியான்கேவின் விண்வெளி CNC லேத் துல்லிய வழிகாட்டி.
விதி 4: குளிரூட்டியை இலக்கு வையுங்கள், பிறகு அதன் அளவைப் பற்றிக் கவலைப்படுங்கள்.
குளிரூட்டும் விளைவானது, குளிரூட்டி செலுத்தப்படும் இடத்தைப் பொறுத்தே அமைகிறது, அதன் பாய்வு விகிதத்தைப் பொறுத்ததல்ல. ஒரு ஆய்வின்படி, உலர் அதிவேகச் சூழலில் Ti-6Al-4V-ஐ மீயொலி அதிர்வு பக்கவாட்டு அரைத்தல் செய்யும்போது, வழக்கமான அரைத்தலுடன் ஒப்பிடுகையில், எஞ்சிய அமுக்க விசை 79% வரை அதிகரிக்கிறது, மேலும் மேற்பரப்புக் கடினத்தன்மை 9.88% முதல் 14.06% வரை அதிகரிக்கிறது.
வெப்பச் சேதத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் முக்கிய காரணி, வெட்டும் திரவம் மட்டுமல்ல, வெட்டும் பொறிமுறையே ஆகும் என்பதை இந்தக் கண்டுபிடிப்பு காட்டுகிறது. இடைவிட்டு வெட்டுதல், கருவிக்கும் சில்லுக்கும் இடையிலான சராசரி தொடர்பு நேரத்தைக் குறைக்கிறது, அதன் மூலம் இடைமுகத்தில் வெப்பம் குவிவதையும் குறைக்கிறது.
அதிக ஓட்ட வெள்ளக் குளிரூட்டலைப் பயன்படுத்தும்போது, உட்செலுத்தும் இலக்கு சாய்வு முகப்பாக இருக்க வேண்டும். 2026-ல் நடைபெற்ற திருப்புதல் சோதனைக் குழு, 6.3% செறிவுள்ள குழம்பைத் துல்லியமாக சாய்வு முகப்பிற்குக் கொண்டு செல்லும் ஒரு பிரத்யேக 3D அச்சிடல் வழிகாட்டி முனையைத் தயாரித்தது. மேலும், ஆய்வாளர்கள் "பக்கவாட்டுத் திசையிலிருந்து திரவ விநியோகம்" என்பதை ஆராய்ச்சியின் அடுத்த கட்டத்தின் மையமாகப் பட்டியலிட்டனர்.
டைட்டேனியம் எந்திரவேலையின் நடைமுறை செயல்பாட்டு அம்சங்கள் பின்வருமாறு: முதலில் முனையின் நிலையைச் சரிசெய்து பின்னர் அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துதல், ஒளிவிலகல்மானி மூலம் செறிவை அளவிடுதல், மற்றும் வெளிப்புறமாக பீய்ச்சி அடிப்பதன் மூலம் அடைய முடியாத ஆழமான மேற்பரப்புகளுக்கு கருவி வழி குளிரூட்டியைப் பயன்படுத்துதல். எந்திர முனையின் குளிரூட்டும் திறனின் ஒப்பீட்டை இதில் காணலாம். சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட CNC உலோக லேத்துகளுக்கான எங்கள் வழிகாட்டி.
விதி 5: முதல் வெட்டுக்கு முன் சிதறல்களையும் தீ அபாயத்தையும் நிர்வகிக்கவும்
டிசம்பர் 6, 2024 முதல், அமெரிக்காவில் எரியக்கூடிய உலோகங்களுக்கான முக்கிய நெறிமுறை ஆவணமாக இருந்த NFPA 484-க்கு பதிலாக, NFPA 660 “எரியக்கூடிய தூசிகள் மற்றும் துகள் திடப்பொருட்களுக்கான தரநிலை” ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளது. டைட்டானியம் துகள்கள் மற்றும் தூள்கள், மற்ற ஐந்து தரநிலைகளுடன் சேர்த்து, இந்த ஆவணத்தில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன.
டைட்டேனியம் இயந்திர வேலைப்பாடுகளால் உருவாகும் சில்லுகளும் அரைப்புத் தூசியும் வகை D தீயைச் (உலோகத் தீ) சார்ந்தவை, மேலும் நீர் தீயானது இத்தீயை மேலும் தீவிரப்படுத்தும். ஈரத் தூசி சேகரிப்பு, கண்டிப்பான களத் தூய்மைப்படுத்தும் அமைப்பு, இயந்திரக் கருவிக்கு அருகில் வகை D தீயணைப்பான், மற்றும் எழுதப்பட்ட தூசி அபாயப் பகுப்பாய்வு (DHA) ஆகியவை புதிய தரநிலையின் கீழ் உள்ள அடிப்படைத் தேவைகளாகும்.
கழிவுகளைக் கட்டுப்படுத்துவது நிதி முக்கியத்துவத்தையும் கொண்டுள்ளது. அமெரிக்க புவியியல் ஆய்வு மையத்தின் (USGS) 'கனிமப் பொருள் சுருக்கங்கள் 2026' அறிக்கையின்படி, 2025-ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்கா எந்த டைட்டானியம் ஸ்பாஞ்சையும் உற்பத்தி செய்யாது என்றும், நிகர இறக்குமதி சார்புநிலை 100% ஆக மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது என்றும், டைட்டானியம் ஸ்பாஞ்சின் இறக்குமதி அளவு சுமார் 44,000 மெட்ரிக் டன்கள் என்றும், மேலும் பெரும்பாலான டைட்டானியம் உலோகம் விண்வெளித் துறைக்குச் செல்கிறது என்றும் தெரியவந்துள்ளது.
இறக்குமதியைச் சார்ந்திருக்கும் மற்றும் தொகுதி வாரியாகச் சான்றிதழ் தேவைப்படும் மூலப்பொருட்களைப் பொறுத்தவரை, நிராகரிக்கப்பட்ட ஒரு வார்ப்புப் பொருள் மூலப்பொருளை இழப்பது மட்டுமல்லாமல், விநியோகச் சுழற்சியையும் தாமதப்படுத்துகிறது. எனவே, முதல் மாதிரியைப் பதப்படுத்தும் போது பழமைவாத அளவுருக்கள் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், மேலும் செயல்முறையின் போது நிகழ்நேர அளவீடு மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். பாகத்தின் கட்டமைப்பு அனுமதிக்கப்பட்டால், முடிந்தவரை ஒரே-அமைப்பு செயல்முறை பின்பற்றப்பட வேண்டும்.
FAQ
இதற்கான அடிப்படைக் காரணம், டைட்டானியம் கலப்புலோகத்தின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் குறைவாக இருப்பதே ஆகும். Ti-6Al-4V-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன் சுமார் 6.7 W/(m·K) ஆகும், இது கார்பன் எஃகின் வெப்பக் கடத்துத்திறனில் ஆறில் ஒரு பங்கு மட்டுமே. இதன் விளைவாக, வெட்டும் வெப்பத்தில் கிட்டத்தட்ட 70% சில்லுகளுடன் வெளியேற்றப்படாமல், கருவிக்குள் நுழைகிறது.
திருப்புதல் சோதனையில், 110 முதல் 140 மீ/நிமிடம் வரையிலான வெட்டும் வேகம், பூச்சு இல்லாத சப்மிக்ரான் சிமென்டட் கார்பைடு பிளேடு மற்றும் 0.5 மிமீ வெட்டு ஆழம் (ap) ஆகியவை பயன்படுத்தப்பட்டன. முந்தைய தேய்மான வரைபட ஆய்வின்படி, H13A கிரேடு 70 முதல் 75 மீ/நிமிடம் வேகத்திலும் 0.17 மிமீ/சுழற்சி ஊட்டத்திலும் இருந்தபோது முடுக்கப்பட்ட தேய்மான மண்டலத்திற்குள் நுழைந்தது; இது, வெட்டும் வேகத்தை மட்டும் கொண்டு இயந்திரச் செயலாக்க நிலையை முழுமையாக மதிப்பிட முடியாது என்பதைக் குறிக்கிறது.
இதன் தாக்கம் ஊட்டத்தின் அளவைப் பொறுத்தது. மிகப்பெரிய தேய்மான அளவைத் தீர்மானிக்கும் ஒரே காரணி ஊட்ட விகிதமே ஆகும்; இருப்பினும், மிகக் குறைந்த ஊட்டம் உழுதல் மற்றும் வேலை கடினமாதலுக்கு வழிவகுக்கும், மேலும் இயந்திரம் செய்யப்பட்ட மேற்பரப்பின் அளவிடப்பட்ட கடினத்தன்மை, மூலப் பொருளின் கடினத்தன்மையை விட 70% முதல் 90% வரை அதிகமாக இருக்கும். ஒவ்வொரு சுழற்சிக்கும் சில்லுச் சுமையை நிலையானதாக வைத்திருப்பதே இதன் நோக்கமாகும்.
செயல்முறை உதவி இருக்கும் பட்சத்தில் இது சாத்தியமாகும். 40 முதல் 100 மீ/நிமிடம் வரையிலான வெட்டும் வேகத்தில், மீயொலி அதிர்வு மூலம் உலர் அதிவேக பக்கவாட்டு அரைத்தல் செயல்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இதன் எஞ்சிய அழுத்தமானது வழக்கமான அரைத்தலை விட 79% வரை அதிகமாக உள்ளது. துணைச் சாதனங்கள் இல்லாத வழக்கமான உலர் வெட்டுதலில் இன்னும் அதிக ஆபத்து உள்ளது.
தீர்மானம்
வெட்டு வெப்பத்தை முக்கியக் கட்டுப்பாட்டு மாறியாகப் பயன்படுத்தினால், டைட்டேனியம் எந்திர வேலைப்பாட்டுச் செயல்முறை கணிக்கக்கூடியதாக மாறும்: வெட்டு வேகம் சரிபார்க்கப்பட்ட வரம்பிற்குள் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, ஒரு சுழற்சிக்கான வெட்டுத் தடிமன் நிலையாகப் பராமரிக்கப்படுகிறது, ஊட்டத்தின் பொருத்தமான பின் கோணத்திற்கு ஏற்ப குளிரூட்டியானது ரேக் முகத்தில் துல்லியமாகத் தெளிக்கப்படுகிறது, மேலும் சில்லு ஒரு சாதாரண கழிவாகக் கருதப்படாமல் தீ அபாயமாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த ஐந்து விதிகளின் பொதுவான அடிப்படை, இயந்திரக் கருவியின் விறைப்புத்தன்மை ஆகும், இதுவே சிறப்பு மதிப்பாகும். ஜியான்கே மெஷினரியின் சுவிஸ் வகை லேத்.
