Titanium Ti-6Al-4V Alloy Milling by Applying Industrial Robots
Creators
- 1. Instituto Tecnológico de Aeronáutica
- 2. Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology
Description
Robotic machining is an alternative to manufacturing processes that combines the technologies of a high-performance machine tool with the flexibility of a 6-axis jointed arm robot. With their large working area, industrial robots are of particular interest for processing large-volume components and large structures, like aircraft components. An influencing variable, which is particularly relevant for milling processes with industrial robots are the cutting force F and the resulting dimensional deviation D. Milling tests of titanium alloys were carried out with an industrial robot and the results compared with a conventional machine tool. Due to the low thermal conductivity and high chemical reactivity of the Ti-6Al-4V alloy, heat is generated and increases the temperature in the contact region of the cutting tool/work piece. That has an impact on the cutting tool wear and increases the cutting force F, and consequently, the dimensional deviation D and the machined surface quality. The aim of the investigations is to find a suitable parameter selection and machining strategy for machining titanium alloys with minimal deviation D and an appropriate surface finish.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تعد الآلات الآلية بديلاً لعمليات التصنيع التي تجمع بين تقنيات أداة الآلة عالية الأداء ومرونة روبوت ARM ذي 6 محاور. تعتبر الروبوتات الصناعية ذات أهمية خاصة لمعالجة المكونات كبيرة الحجم والهياكل الكبيرة، مثل مكونات الطائرات، نظرًا لمنطقة عملها الكبيرة. المتغير المؤثر، ذو الصلة بشكل خاص بعمليات الطحن باستخدام الروبوتات الصناعية هو قوة القطع F والانحراف الناتج عن الأبعاد D. تم إجراء اختبارات الطحن لسبائك التيتانيوم باستخدام روبوت صناعي والنتائج مقارنة بأداة الآلة التقليدية. بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة والتفاعلية الكيميائية العالية لسبائك Ti -6Al -4V، يتم توليد الحرارة وتزيد من درجة الحرارة في منطقة التلامس لأداة القطع/قطعة العمل. وهذا له تأثير على تآكل أداة القطع ويزيد من قوة القطع F، وبالتالي، انحراف الأبعاد D وجودة السطح الميكانيكي. الهدف من التحقيقات هو إيجاد استراتيجية مناسبة لاختيار المعلمات والتشغيل الآلي لسبائك التيتانيوم بالقطع مع الحد الأدنى من الانحراف د وتشطيب السطح المناسب.Translated Description (French)
L'usinage robotisé est une alternative aux processus de fabrication qui combine les technologies d'une machine-outil haute performance avec la flexibilité d'un robot à bras articulé à 6 axes. Avec leur grande surface de travail, les robots industriels présentent un intérêt particulier pour le traitement de composants de grand volume et de grandes structures, comme les composants d'avions. Une variable d'influence, particulièrement pertinente pour les processus de fraisage avec des robots industriels, est la force de coupe F et l'écart dimensionnel résultant D. Les tests de fraisage des alliages de titane ont été effectués avec un robot industriel et les résultats comparés à une machine-outil conventionnelle. En raison de la faible conductivité thermique et de la réactivité chimique élevée de l'alliage Ti-6Al-4V, de la chaleur est générée et augmente la température dans la région de contact de l'outil de coupe/pièce à usiner. Cela a un impact sur l'usure de l'outil de coupe et augmente la force de coupe F, et par conséquent, la déviation dimensionnelle D et la qualité de la surface usinée. L'objectif des investigations est de trouver une stratégie de sélection des paramètres et d'usinage appropriée pour l'usinage des alliages de titane avec une déviation D minimale et un fini de surface approprié.Translated Description (Spanish)
El mecanizado robótico es una alternativa a los procesos de fabricación que combina las tecnologías de una máquina herramienta de alto rendimiento con la flexibilidad de un robot de brazo articulado de 6 ejes. Con su gran área de trabajo, los robots industriales son de particular interés para procesar componentes de gran volumen y grandes estructuras, como componentes de aeronaves. Una variable de influencia, que es particularmente relevante para los procesos de fresado con robots industriales, es la fuerza de corte F y la desviación dimensional resultante D. Las pruebas de fresado de aleaciones de titanio se llevaron a cabo con un robot industrial y los resultados se compararon con una máquina herramienta convencional. Debido a la baja conductividad térmica y la alta reactividad química de la aleación Ti-6Al-4V, se genera calor y aumenta la temperatura en la región de contacto de la herramienta de corte/pieza de trabajo. Eso tiene un impacto en el desgaste de la herramienta de corte y aumenta la fuerza de corte F y, en consecuencia, la desviación dimensional D y la calidad de la superficie mecanizada. El objetivo de las investigaciones es encontrar una selección de parámetros y una estrategia de mecanizado adecuadas para mecanizar aleaciones de titanio con una desviación mínima D y un acabado superficial adecuado.Files
495.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ca3f75b25efd4a9416f98ad17cd5d354
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- طحن سبائك التيتانيوم Ti -6Al -4V عن طريق تطبيق الروبوتات الصناعية
- Translated title (French)
- Fraisage d'alliage de titane Ti-6Al-4V en appliquant des robots industriels
- Translated title (Spanish)
- Molienda de aleación de titanio Ti-6Al-4V mediante la aplicación de robots industriales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3135037585
- DOI
- 10.24840/2183-6493_007.002_0009