Le GR5alliage de titane(également connu sous le nom de Ti-6Al-4V) est largement utilisé. Cependant, en raison de sa faible conductivité thermique (environ 1/7 de celle de l'acier) et de sa réactivité chimique élevée à haute température, il s'agit d'un matériau typique difficile à usiner. Ses méthodes d'usinage sont principalement divisées en deux catégories : le traitement de découpe traditionnel et le traitement spécial.
Traitement de coupe traditionnel
Il s’agit de la méthode de traitement la plus couramment utilisée. La clé réside dans la sélection des outils et des paramètres de coupe appropriés, ainsi que dans un refroidissement et une lubrification adéquats.
Tournage (perçage) : méthode de traitement la plus élémentaire, utilisée pour usiner le cercle extérieur, le trou intérieur et la face d'extrémité des arbres, disques et autres parties du corps en rotation. Lors de l'usinage grossier, des outils en alliage dur revêtus (tels que les revêtements PVD TiAlN/AlTiN) sont couramment utilisés, avec une vitesse de coupe recommandée de 40 à 60 m/min et une vitesse d'avance de 0,15 à 0,25 mm/r ; lors d'un usinage fin, la vitesse de coupe peut être augmentée jusqu'à 50-80 m/min et l'avance réduite à 0,08-0,15 mm/r.
Fraisage (Milling) : utilisé pour l'usinage de plans, de rainures, de surfaces complexes et de diverses pièces de forme spéciale-. Pour les pièces à surface incurvée complexes telles que les roues, le traitement de fraisage à haute vitesse sur cinq-axes-est parfaitement adapté. Qu'il s'agisse de micro-fraisage pour une précision micrométrique-ou de traitement de gros composants structurels, le fraisage joue un rôle important.
Perçage (Forage) : Utilisé pour usiner divers trous. Le traitement des trous profonds est un défi, et des forets pour trous profonds ou des coupes au fil sont souvent utilisés pour garantir la qualité.
Meulage (Grinding) : Utilisé pour obtenir des surfaces de haute précision et à faible rugosité. Cependant, le meulage est l'un des aspects les plus difficiles du traitement GR5, principalement en raison de la tendance du matériau à adhérer à la meule, de l'usure rapide des particules abrasives et de la chaleur de meulage qui peut provoquer des brûlures et des micro-fissures dans la pièce.
Traitement des filetages et des engrenages : les filetages extérieurs peuvent être formés par laminage ; les filetages intérieurs ou les filetages de haute-précision sont principalement réalisés par taraudage ou tournage CNC.
1. Tout d’abord, distinguons deux types de modes de traitement (avec des différences significatives) :
1. Fraisage CNC ordinaire à trois-axes (matériaux en feuille/composants structurels en titane, formes de fraisage, trous de perçage) • Tolérance économique générale : ±0,02 à ±0,05 mm • Fixations de haute-qualité + traitement fin : ±0,01 à ±0,02 mm • Tolérance stable limite : ±0,008 mm (petite taille, décalage court, fraisage fin multiple, le coût augmente considérablement) Faiblesses : différence de conductivité thermique TC4, sujette en cas de rupture d'outil, les pièces à parois minces-à rapport de grande longueur-sur-largeur-ont une tolérance étendue à ±0,05 à 0,10 mm
2. Machine de carottage / tour automatique (tournage de barres, micro-arbres, pièces, ébauches de vis en titane, processus courant dans Shenzhen Zhongke Hardware) • Tolérance de production de masse économique : ±0,005 à ±0,02 mm • Traitement fin de haute précision (position coordonnée) : ±0,002 à ±0,005 mm • Taille contrôlable limite : ±0,001 mm (coordonnée avec des outils de mesure spéciaux, contrôlant strictement les paramètres de coupe, atelier à température contrôlée-, principalement utilisé pour les 3C, les montres et les accessoires portables)
2. Référence détaillée de tolérance dimensionnelle (norme industrielle)
Méthode de traitement|Plage de dimensions|Tolérance de production de masse standard|Tolérance personnalisée de haute-précision :
Fraisage CNC 3 axes |<20mm | ±0.02~±0.03 | ±0.010~±0.015
Fraisage CNC 3 axes|20-100 mm|±0,030,05|±0,0150,025
Barre d'allumage sur porte-outil de marche|Pièces en micro-titane φ0,8-φ10 mm|±0,0050,015|±0,0010,005
III. Référence de tolérance géométrique
1. Planéité : Fraisage de précision standard – 0,02/100 mm ; haute précision jusqu'à 0,005/100 mm
2. Rondeur/cylindricité (tournage) : Standard – 0,003–0,008 mm ; pièces à moins de 0,0015 mm
3. Perpendiculaire, parallélisme : standard ± 0,02 mm ; luminaire-basé sur ±0,008 mm
IV. Principaux défis affectant la précision de la tolérance GR5
1. Haute élasticité de l'alliage de titane et déflexion de l'outil pendant la coupe : les pièces à parois fines-et les arbres minces sont difficiles à maintenir la tolérance dimensionnelle
2. Température de coupe élevée : la déformation thermique affecte directement la stabilité dimensionnelle
3. Solution de refroidissement : le matériau de l'outil et les paramètres d'avance/vitesse déterminent directement la cohérence du produit.
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