Principais dicas para fresar titânio que todo maquinista deve saber

O titânio é difícil de usinar, mas com as habilidades certas isso pode ser feito. Sua resistência excepcional em altas temperaturas desafia os maquinistas. Os maquinistas devem compreender esses métodos essenciais para fresar titânio.

1. Escolha ferramentas adequadas para fresamento de titânio

O passo mais importante é optar por ferramentas de corte adequadas para titânio. A dureza do titânio aumenta rapidamente com o aumento da temperatura e tende a aderir às arestas de corte. Os materiais padrão das ferramentas serão danificados rapidamente.

Em vez disso, são adequadas fresas de metal duro com revestimentos exclusivos. Procure ferramentas com maior número de arestas de corte para rápida remoção de material. Fresas de topo de hélice variável com cinco ou mais canais funcionam melhor.

Revestimentos especiais para ferramentas, como nitreto de alumínio e titânio, ajudam a reduzir as temperaturas na interface ferramenta-trabalho, dispersando rapidamente o calor.

Eles aumentam significativamente a vida útil da ferramenta em comparação com ferramentas sem revestimento. Ao usinar titânio regularmente, invista em ferramentas com revestimento premium para enfrentar menos problemas.

2. Conheça os fatores que tornam o titânio difícil Moinho/Máquina

Existem seis razões principais pelas quais o fresamento em desbaste de titânio 6al4v não é simples:

• Geração de calor: Como isolante térmico, o calor do corte não é dissipado rapidamente. Causa rápido endurecimento e desgaste da ferramenta.
• Endurecimento por trabalho: O material fortalece substancialmente com o aumento das temperaturas, diminuindo a vida útil da ferramenta.
• Reatividade química: O titânio forma ligações fortes com muitos elementos, levando a problemas de adesão/soldagem.
• Resistência: Mesmo em temperatura ambiente apresenta alta resistência, necessitando de maiores forças de corte.
• Densidade: Sua menor densidade exige parâmetros de corte mais baixos do que outros metais.
• Usinabilidade: Devido aos fatores acima, a usinabilidade é pior que o aço-carbono. Técnicas cuidadosas devem ser seguidas.

3. Considere a velocidade de fresagem e a taxa de avanço

Deve-se dar muita atenção ao ajuste da velocidade e avanço ideais. Geralmente, deve-se operar em velocidades mais altas do fuso, geralmente 3.000-5.000 rpm, para diminuir o acúmulo de calor.

Corte profundidades de engate radiais modestas, aproximadamente 5-15% do diâmetro da ferramenta, realizando passagens leves e sucessivas em vez de uma operação agressiva.

Comece com cargas conservadoras de chips em torno de 0,001-0,003 polegadas por revolução e aumente-as gradativamente enquanto examina cuidadosamente os resultados.

Faça cortes de teste para determinar o “ponto ideal” ideal da sua combinação máquina-material-ferramenta para obter vida útil máxima da ferramenta sem efeitos prejudiciais. Ajuste as velocidades e os avanços a partir de um ponto inicial de 150-300 SFM e 0,025-0,075 mm/rotação, respectivamente.

4. Use líquido refrigerante adequado para evitar acúmulo de calor

Como já foi dito, o calor é o maior inimigo da retificação de titânio, enquanto a refrigeração é o seu melhor amigo. Inunde a área de trabalho com um refrigerante que se dissolva em água, melhor com uma concentração de 10% em vez dos 6% habituais para o aço.

Use nebulizadores, jatos ou nebulizadores de líquido refrigerante fortes e certifique-se de que haja pressão suficiente na linha de refrigerante para alcançar as superfícies de corte.

Fique de olho nas temperaturas e aja rapidamente se elas começarem a subir, fazendo coisas como adicionar mais líquido refrigerante ou desacelerar as máquinas e a alimentação.

Para ter sucesso, esse metal deve ter grandes quantidades de refrigerante constante para manter baixas as temperaturas de corte. Ao lixar titânio, não economize no resfriamento.

5. Considere o uso de fresas de topo de hélice variável

Ao trabalhar com titânio, as ferramentas de hélice variável são úteis porque podem cortar suavemente, sem ruído ou vibrações. Eles ajudam a distribuir a pressão de corte para que ela não ocorra apenas em uma direção. Ao manter a carga de cavacos fixa ao longo dos canais, o formato da fresa permite que pequenas espessuras de cavacos sejam removidas lentamente.

Para se livrar do material mais rapidamente, procure fresas de topo helicoidais variadas com quatro ou mais arestas de corte precisas. Ferramentas com muitas funções diferentes garantem um desempenho estável.

6. Use Peck Perfuração e técnicas de rampa

Esses métodos são sugeridos para evitar que o trabalho fique muito complicado e que as ferramentas quebrem. Ao perfurar a broca, você puxa parte da broca para trás e, ao perfurar em rampa, abaixa lentamente a ferramenta no furo. Ambas as formas permitem que os cavacos caiam ocasionalmente, em vez de empacotar e soldar dentro dos canais devido à pressão de corte constante.

Tenha cuidado ao bicar ou rampar a uma velocidade modesta e avance para furos sem rebarbas. Ao cortar titânio, respire fundo. Correr muito rápido só causará problemas.

7. Titânio devidamente protegido na bancada de trabalho para evitar vibrações

O titânio é leve e forte, por isso é essencial fixar as peças de trabalho com firmeza para obter superfícies lisas que as vibrações não danifiquem.

Use mais de um grampo de fixação para aplicar pressão uniforme sobre uma grande área de contato. Não aperte muito a peça ou você pode dobrá-la acidentalmente. Escolha conexões com os comprimentos de fixação rígidos mais curtos possíveis para diminuir a chance de deflexão. Você pode querer pensar em cortar nos dois lados para diminuir a probabilidade de ambos os lados do material tremerem. Ao fresar titânio ti6al4v, escolha máquinas-ferramentas robustas com alta rigidez radial e axial.

8. Considere a fresagem de titânio em alta velocidade

O fresamento de altas RPM, como 20.000 ou mais, funciona bem com titânio porque evita que o material fique muito quente. Quando você corta mais rápido, os cavacos ficam mais finos e não permanecem na superfície da ferramenta por tempo suficiente para transferir calor consideravelmente.

Além disso, as arestas de corte que têm menos força e contato duram mais. Ferramentas padrão podem funcionar bem na faixa de 12.000 a 15.000 RPM, mas o uso de centros de usinagem de alta velocidade projetados explicitamente para titânio oferece melhores resultados. Procure velocidades de corte mais rápidas que não causem ruído ou danos às ferramentas ou peças.

9. Considere o envolvimento radial

Uma profundidade radial de corte ou contato da ferramenta de cerca de 5 a 15 por cento é uma boa ideia. As bordas quebram devido à intensa pressão que vem de imersões radiais íngremes. Múltiplos passes podem atingir profundidades desejadas com menos estresse térmico e mecânico nas ferramentas se elas forem acionadas apenas com cargas de cavacos mais leves.

Este método também torna o acabamento da superfície mais liso. Quando você começar a usinar titânio, comece com pouco envolvimento e aumente-o lentamente com base em como suas ferramentas e materiais reagem. Fique atento com antecedência a sinais como mudanças rápidas na qualidade da superfície ou vida útil da ferramenta que não pode ser usada.

10. Observe a formação de cavacos grossos a finos

No fresamento concordante, a fresa gira na mesma direção do avanço. Esta é uma boa maneira de retirar lascas longas e finas do objeto. Por outro lado, o fresamento tradicional movimenta cavacos grossos que ficam presos entre a ferramenta e o metal, o que aumenta o calor e o atrito.

Se puder, execute o moinho ascendente mais de uma vez para passar mais rapidamente pela camada mais robusta de titânio que se forma na superfície durante a retificação. Lembre-se que pequenas diferenças podem fazer uma grande diferença neste metal; prestar atenção a esta dica de formação de cavacos terá uma recompensa significativa.

11. Preste atenção ao arco e chanfro

Iniciar furos/ranhuras adequadamente para evitar o impacto contundente da ferramenta facilita muito a usinagem de titânio. Em vez de prender abruptamente a broca/fresa de topo na borda de metal, abaixe-a gradualmente em um arco. Da mesma forma, chanfre as bordas antes de perfurar os interiores.

Essas técnicas de entrada fazem uma transição suave de altas forças de corte e pressões nas arestas da ferramenta, sem cargas repentinas que causam endurecimento ou fraturas. A aplicação de arcos e chanfros suaves requer tempo extra, mas compensa devido à diminuição dos danos à ferramenta.

12. Desgaste e Deflexão da Ferramenta

Mesmo ferramentas de metal duro de alta qualidade se desgastam e flexionam rapidamente enquanto fresam pó de titânio CNC em temperaturas e cargas de corte de alta velocidade. Monitore as ferramentas frequentemente com ampliação de menor potência para detectar pequenas rachaduras ou arredondamentos com antecedência.

Da mesma forma, verifique se há deflexão excessiva ao usinar grandes profundidades ou larguras. Substitua fresas desgastadas ou aplique designs cônicos traseiros instantaneamente para manter acabamentos superiores, precisão e vida útil da ferramenta. A detecção e manutenção precoces de ferramentas proporcionam maior produtividade a longo prazo.

13. Sempre busque conselhos de especialistas

Consulte maquinistas de titânio experientes sempre que for confundido por detalhes técnicos. Descreva seu material, tolerâncias desejadas, volumes de produção e orçamentos para receber recomendações personalizadas.

Operadores proficientes em usinagem de metais reativos identificam estratégias que geralmente não precisam ser mais óbvias para os recém-chegados. Dicas valiosas cobrem todas as facetas, desde velocidades/avanços ideais até geometrias de ferramentas que melhor manuseiam essa liga.

Além disso, representantes de fabricantes de ferramentas de corte premium auxiliam com soluções versáteis e econômicas para necessidades perfeitamente adaptadas. Terceirize o fresamento de titânio inicialmente para especialistas até adquirir conhecimento suficiente.

Conclusão

O fresamento pode ser feito com rapidez e precisão até mesmo nas ligas de titânio mais duras se a velocidade deste artigo e as dicas de seleção de ferramentas forem cuidadosamente consideradas. Sempre tente evitar que o trabalho fique muito difícil removendo rapidamente o calor usando as configurações corretas e muito líquido refrigerante.

Mantenha as pinças bem apertadas para que o corte não vibre e fique de olho na estabilidade da ferramenta. Receber dicas de maquinistas com muito conhecimento pode ajudar a evitar muitos problemas no início. Use o que você aprendeu com isso para ajudar seus projetos de usinagem de titânio a ocorrerem sem problemas.

Mais recursos:

Fresadoras – Fontes: TSINFA

Fresamento de rosca – Fonte: TSINFA

O que é fresagem – Fonte: XOMETRIA

Custo da operação de fresagem – Fonte: TSINFA

Fresamento Dinâmico – Fonte: TSINFA

Fresamento Subida vs. Fresamento Conveccional – Fonte: TSINFA

Titânio – Fonte: WIKIPÉDIA