Μηχανική Διαδικασία και Λύσεις Εισαγωγή
Η κατεργασία του ανοξείδωτου χάλυβα παράγει υψηλές δυνάμεις κοπής, χτισμένες{0}}ακμές, υψηλή θερμότητα και σκληρυμένες{1}}επιφάνειες, καθιστώντας το επιρρεπές στη φθορά των αυλακώσεων. Επιπλέον, ο έλεγχος των τσιπ είναι δύσκολος κατά τη διάρκεια της κατεργασίας από ανοξείδωτο χάλυβα. Ενώ είναι σχετικά εύκολος ο έλεγχος σε φερριτικά/μαρτενσιτικά υλικά, είναι πιο περίπλοκος στην κατεργασία ωστενιτικού και διπλού ανοξείδωτου χάλυβα.
Ως εκ τούτου, οι πελάτες έχουν μεγάλη ζήτηση για σταθερή διάρκεια ζωής του εργαλείου και καλό έλεγχο τσιπ. Τα υλικά της σειράς AH6200 & T6200 και οι διακόπτες τσιπ έχουν σχεδιαστεί ειδικά για τόρνευση από ανοξείδωτο χάλυβα, προσφέροντας εξαιρετική απόδοση κοπής.
02. Προκλήσεις κατεργασίας τεμαχίου εργασίας
① Αυτό το τεμάχιο εργασίας παράγεται σε μια αυτοματοποιημένη γραμμή, που απαιτεί σταθερή διάρκεια ζωής του εργαλείου.
② Η βελτίωση της διάρκειας ζωής του εργαλείου μειώνει τη συχνότητα αλλαγής εργαλείου, αυξάνοντας έτσι την απόδοση παραγωγής.
③ Καλός έλεγχος τσιπ.
03. Μέθοδος κατεργασίας Takola
Η Takola χρησιμοποιεί υλικό PVD από ανοξείδωτο χάλυβα-AH6225-σε συνδυασμό με διακόπτες τσιπ SM, επιτυγχάνοντας εξαιρετικό έλεγχο των τσιπ και διάρκεια ζωής του εργαλείου διπλάσια από αυτή των ανταγωνιστών.
04. Περίπτωση μηχανικής κατεργασίας και συμπέρασμα
Όνομα ανταλλακτικού: Connector;
Υλικό ανταλλακτικού: SUS304/X5CrNi18-9;
Εργαλειομηχανή: Τόρνος CNC;
Μέθοδος ψύξης: Εσωτερική ψύξη μηχανής.
Τύπος μηχανικής κατεργασίας: Εξωτερική διάμετρος στροφή.
Εργαλείο: ACLNR2525M12-A/CNMG120404-SM AH6225;
Παράμετροι κοπής: vc=90m/min, ap=1mm, f=0.2mm/r.
05. Πλεονεκτήματα και αποτελέσματα εργαλείου
① T6215: Ένα υλικό με επίστρωση CVD- κατάλληλο για κοπή υψηλής-ταχύτητας, που παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη φθορά σε συνεχή κοπή.
② T6225: Ένα ευέλικτο υλικό CVD που καλύπτει τα πάντα, από συνεχή κοπή έως ελαφρά διακοπτόμενη κοπή. Παρέχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά στο εύρος κοπής μεσαίας-ταχύτητας.
③ AH6225: Ένα ευέλικτο υλικό PVD που έχει εξαιρετική απόδοση σε διάφορες εφαρμογές από ανοξείδωτο χάλυβα.
④ AH6235: Παρέχει υψηλή αξιοπιστία σε συνθήκες διαλείπουσας κοπής ή βαθιάς-κοπής.
Επικαλυμμένοι κωνικοί μύλοι
01. Εισαγωγή στις επιδόσεις και τις εφαρμογές της κατεργασίας από ανοξείδωτο χάλυβα
Ο ανοξείδωτος χάλυβας, λόγω της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση και των καλών μηχανικών ιδιοτήτων του, έχει γίνει ένα απαραίτητο βασικό υλικό στη σύγχρονη βιομηχανία. Με βάση τη μικροδομή και τα χαρακτηριστικά απόδοσης του, ο ανοξείδωτος χάλυβας μπορεί να χωριστεί κυρίως στις ακόλουθες πέντε κατηγορίες:
(1) Ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας: Μη-μαγνητικός, με εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και με υψηλή σκληρότητα και πλαστικότητα, είναι ο πιο κοινός και ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος ανοξείδωτου χάλυβα. Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν χημικό εξοπλισμό, βιομηχανίες τροφίμων και φαρμακευτικών προϊόντων, ιατρικές συσκευές, εξοπλισμό κουζίνας και οικιακές συσκευές.
(2) Φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας: Μαγνητικός, με μέτρια αντοχή στη διάβρωση, υψηλή αντοχή και καλή θερμική αγωγιμότητα. Χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα εξάτμισης αυτοκινήτων, περιβλήματα συσκευών, διακόσμηση κτιρίων και κουζινικά σκεύη.
(3) Μαρτενσιτικός ανοξείδωτος χάλυβας: Ο μαγνητικός, η αντοχή και η σκληρότητά του μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά μέσω διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας, όπως σβήσιμο και σκλήρυνση. Έχει καλή αντοχή στη φθορά, αλλά σχετικά ασθενή αντοχή στη διάβρωση. Χρησιμοποιείται συνήθως στην κατασκευή κοπτικών εργαλείων όπως νυστέρια, άξονες, ρουλεμάν, εξαρτήματα βαλβίδων, πτερύγια τουρμπίνας ατμού και επιτραπέζια σκεύη.
(4) Διπλό ανοξείδωτο χάλυβα: Η μικροδομή του αποτελείται από περίπου 50% ωστενίτη και 50% φερρίτη, συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα και των δύο. Για παράδειγμα, η δύναμή του είναι περίπου διπλάσια από αυτή του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα και έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση με τάση χλωρίου, ενώ διατηρεί καλή σκληρότητα και συγκολλησιμότητα. Χρησιμοποιείται κυρίως στη θαλάσσια μηχανική, στον εξοπλισμό επεξεργασίας θαλασσινού νερού, σε εξαιρετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου και στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού.
(5) Ανοξείδωτος χάλυβας σκλήρυνσης με καθίζηση: Διατηρώντας την καλή αντίσταση στη διάβρωση και σκληρότητα, μπορεί να επιτύχει πολύ υψηλή αντοχή μέσω της επεξεργασίας σκλήρυνσης καθίζησης. Κατάλληλο για εξαρτήματα υψηλής- αντοχής στην αεροδιαστημική, εξαρτήματα πυρηνικής βιομηχανίας, γρανάζια υψηλής-απόδοσης, άξονες, ελατήρια και άλλα εξαρτήματα ακριβείας που απαιτούν υψηλή αντοχή και συγκεκριμένη αντοχή στη διάβρωση.
02. Χαρακτηριστικά και Προκλήσεις της Μηχανικής
① Σημαντική σκλήρυνση εργασίας: Λόγω της καλής πλαστικότητας του ανοξείδωτου χάλυβα, εμφανίζεται εύκολα σοβαρή πλαστική παραμόρφωση κατά την κοπή, που οδηγεί σε σημαντική αύξηση της σκληρότητας της επεξεργασμένης επιφάνειας, η οποία με τη σειρά της επιδεινώνει τη φθορά του εργαλείου και επηρεάζει την ποιότητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας. ② Υψηλή δύναμη κοπής: Ο ανοξείδωτος χάλυβας διαθέτει τόσο υψηλή αντοχή όσο και καλή σκληρότητα, με αποτέλεσμα σημαντική πλαστική παραμόρφωση κατά την κοπή. Αυτό οδηγεί σε δυνάμεις κοπής περίπου 50% υψηλότερες από τον συνηθισμένο ανθρακούχο χάλυβα, επιβάλλοντας υψηλότερες απαιτήσεις στη φέρουσα ικανότητα-των εργαλειομηχανών και των εργαλείων κοπής.
③ Υψηλή θερμοκρασία κοπής και δύσκολη διάχυση θερμότητας: Η κακή θερμική αγωγιμότητα του υλικού καθιστά δύσκολη τη γρήγορη διάχυση της θερμότητας που παράγεται κατά την κοπή. Μεγάλη ποσότητα θερμότητας συσσωρεύεται στην περιοχή επαφής του τσιπ-εργαλείου, προκαλώντας αύξηση της θερμοκρασίας του εργαλείου και μειώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής του.
④ Δυσκολία στο σπάσιμο και την αφαίρεση των τσιπς: Η καλή πλαστικότητα και η σκληρότητα κάνουν τα τσιπς να σπάνε δύσκολα φυσικά, σχηματίζοντας εύκολα συνεχή κορδέλα-όπως τα τσιπ. Αυτά τα τσιπ δεν μπορούν μόνο να μπερδέψουν το εργαλείο ή το τεμάχιο εργασίας, προκαλώντας γρατσουνιές στην επεξεργασμένη επιφάνεια, αλλά επίσης να επηρεάσουν την ασφάλεια λειτουργίας και να αυξήσουν την ανώμαλη φθορά του εργαλείου.
⑤ Εύκολη πρόσφυση και φθορά του εργαλείου: Υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση, το υλικό τσιπ προσκολλάται εύκολα στην επιφάνεια τσουγκράνας εργαλείου, σχηματίζοντας μια συνεχώς αναπτυσσόμενη και αποσπώμενη "χτισμένη-επάνω άκρη", η οποία όχι μόνο επηρεάζει τη σταθερότητα της διαδικασίας κοπής, αλλά και επιδεινώνει την τραχύτητα της επιφάνειας του επεξεργασμένου τεμαχίου.
03. Μέτρα βελτίωσης που ελήφθησαν από τον Xiwei
① Βελτιστοποίηση υλικών εργαλείων: Επιλέξτε κατάλληλα υλικά εργαλείων με βάση τις απαιτήσεις μηχανικής κατεργασίας, όπως επικαλυμμένο τσιμεντοειδές καρβίδιο (επικάλυψη PVD), κεραμομεταλλικό κ.λπ. για εφαρμογές με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις ποιότητας και απόδοσης επιφάνειας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εργαλεία CBN.
② Βελτιστοποιήστε τη γεωμετρία του εργαλείου: Χρησιμοποιήστε πιο αιχμηρές άκρες κοπής και αυξήστε κατάλληλα τις γωνίες κλίσης και διάκενου για να μειώσετε αποτελεσματικά τις δυνάμεις κοπής, να μειώσετε τη φθορά του εργαλείου και να βελτιώσετε την ομαλότητα κοπής.
③ Βελτίωση ελέγχου τσιπ: Με την υιοθέτηση μιας θετικής γωνίας κλίσης σε συνδυασμό με έναν ειδικά βελτιστοποιημένο διακόπτη τσιπ, η διαδικασία κοπής γίνεται πιο ομαλή, ενώ παράλληλα ενισχύεται η αντοχή του άκρου του εργαλείου, επιτυγχάνοντας αποτελεσματικό έλεγχο της κατεύθυνσης και του σχήματος ροής του τσιπ.
④ Βελτιώστε την απαγωγή θερμότητας: Αυξήστε κατάλληλα την ακτίνα του άκρου του εργαλείου για να βελτιώσετε τις συνθήκες απαγωγής θερμότητας στην περιοχή κοπής, μειώνοντας έτσι τη θερμοκρασία λειτουργίας του εργαλείου και επεκτείνοντας την αντοχή του.
⑤ Βελτιστοποιήστε τις παραμέτρους κοπής: Βελτιστοποιήστε συστηματικά την ταχύτητα κοπής, τον ρυθμό τροφοδοσίας και το βάθος κοπής για να καταστείλετε αποτελεσματικά τον σχηματισμό-επάνω άκρων, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα την αποδοτικότητα της κατεργασίας και την ποιότητα του τεμαχίου εργασίας, διασφαλίζοντας τη διάρκεια ζωής του εργαλείου και τη σταθερότητα κοπής.
04. Θήκη κατεργασίας
Όνομα ανταλλακτικού: Steam Turbine Impeller;
Υλικό ανταλλακτικού: Ανοξείδωτος χάλυβας σκλήρυνσης καθίζησης (17-4PH);
Εργαλειομηχανή: Κέντρο κατεργασίας 5 αξόνων/HSK63;
Μέθοδος ψύξης: Υδατοδιαλυτό λάδι-(εσωτερική ψύξη).
Τύπος μηχανικής κατεργασίας: Φινίρισμα πτερωτής τουρμπίνας ατμού (Προφίλ φτερωτής).
Όνομα εργαλείου: Coated Taper End Mill;
Προδιαγραφές εργαλείου: R3x8 βαθμός x105xd25x165-4Z;
Παράμετροι κοπής: vc=120m/min, fz=0.03mm/Z, ap=0.2mm.
05. Χαρακτηριστικά εργαλείου
① Το εργαλείο υιοθετεί μια μεγάλη γωνία έλικας (40 μοίρες) και άνισο σχέδιο δοντιού, καθιστώντας τη διαδικασία κοπής πιο ομαλή, μειώνοντας σημαντικά τη δύναμη κοπής και τους κραδασμούς κοπής και καταστέλλοντας αποτελεσματικά τη σκλήρυνση της εργασίας. Η διάρκεια ζωής του εργαλείου είναι αυξημένη κατά περισσότερο από 50% σε σύγκριση με το συνηθισμένο επικαλυμμένο καρβίδιο.
② Αιχμηρή ακμή κοπής: Χρησιμοποιώντας μεγάλη γωνία κλίσης και γωνία απόστασης, δημιουργεί μια αιχμηρή κοπτική άκρη για εύκολη είσοδο υλικού και καλύτερο φινίρισμα επιφάνειας. Η δύναμη κοπής μειώνεται κατά 30%, αυξάνοντας την απόδοση κατεργασίας κατά 20%.
③ Χώρος συγκράτησης τσιπ: Οι σπειροειδείς αυλακώσεις παρέχουν άφθονο χώρο συγκράτησης τσιπ, διασφαλίζοντας την ομαλή αφαίρεση των τσιπ και αποτρέποντας το σπάσιμο του εργαλείου και τις γρατσουνιές στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας που προκαλούνται από το φράξιμο του τσιπ. Αυτό αυξάνει το ποσοστό απόδοσης από 90% σε 98%.
④ Χρησιμοποιώντας μια-ανθεκτική νανο-επικάλυψη, κατάλληλη για κοπή υψηλής-ταχύτητας, παρατείνοντας περαιτέρω τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.
06. Χαρακτηριστικά εργαλείου και πραγματικά αποτελέσματα κατεργασίας
Τα στατιστικά δεδομένα δείχνουν ότι η χρήση των παραπάνω κωνικών μύλων με κράμα μείωσε το συνολικό κόστος μηχανικής κατεργασίας των στροφείων στροβίλου κατά 30%.
