Якія відавочныя перавагі дэталяў з ЧПУ з выкарыстаннем нержавеючай сталі ў якасці сыравіны ў параўнанні са сталлю і алюмініевымі сплавамі?
Нержавеючая сталь з'яўляецца выдатным выбарам для розных прымянення дзякуючы сваім унікальным уласцівасцям. Ён вельмі ўстойлівы да карозіі, што робіць яго ідэальным для выкарыстання ў цяжкіх умовах, такіх як марская, аэракасмічная і хімічная прамысловасць. У адрозненне ад сталі і алюмініевых сплаваў, нержавеючая сталь не паддаецца лёгкай іржы і карозіі, што павялічвае даўгавечнасць і надзейнасць дэталяў.
Нержавеючая сталь таксама неверагодна трывалая і даўгавечная, параўнальная са сталёвымі сплавамі і нават пераўзыходзячы трываласць алюмініевых сплаваў. Гэта робіць яго выдатным варыянтам для прыкладанняў, якія патрабуюць трываласці і структурнай цэласнасці, такіх як аўтамабільная, аэракасмічная прамысловасць і будаўніцтва.
Яшчэ адна перавага нержавеючай сталі ў тым, што яна захоўвае свае механічныя ўласцівасці як пры высокіх, так і пры нізкіх тэмпературах. Гэтая характарыстыка робіць яго прыдатным для прымянення, дзе сутыкаюцца з экстрэмальнымі тэмпературнымі зменамі. Наадварот, алюмініевыя сплавы могуць адчуваць зніжэнне трываласці пры высокіх тэмпературах, а сталь можа быць успрымальная да карозіі пры павышаных тэмпературах.
Нержавеючая сталь таксама па сваёй сутнасці санітарная і простая ў чыстцы. Гэта робіць яго ідэальным выбарам для прымянення ў медыцынскай, фармацэўтычнай і харчовай прамысловасці, дзе чысціня важная. У адрозненне ад сталі, нержавеючая сталь не патрабуе дадатковых пакрыццяў або апрацоўкі для захавання сваіх гігіенічных уласцівасцяў.
Нягледзячы на тое, што нержавеючая сталь мае мноства пераваг, нельга ігнараваць цяжкасці яе апрацоўкі.
Цяжкасці пры апрацоўцы матэрыялаў з нержавеючай сталі ў асноўным ўключаюць наступныя аспекты:
1. Высокая сіла рэзання і высокая тэмпература рэзання
Гэты матэрыял валодае высокай трываласцю і значным датычным напружаннем, а таксама падвяргаецца значнай пластычнай дэфармацыі пры рэзанні, што прыводзіць да значнай сілы рэзання. Акрамя таго, матэрыял мае дрэнную цеплаправоднасць, у выніку чаго тэмпература рэзкі павышаецца. Высокая тэмпература часта канцэнтруецца ў вузкай вобласці каля рэжучага краю інструмента, што прыводзіць да паскоранага зносу інструмента.
2. Цяжкая працоўная загартоўка
Аўстэнітная нержавеючая сталь і некаторыя высокатэмпературныя легаваныя нержавеючыя сталі маюць аўстэнітную структуру. Гэтыя матэрыялы маюць больш высокую тэндэнцыю да ўмацавання падчас рэзкі, звычайна ў некалькі разоў больш, чым звычайная вугляродзістая сталь. У выніку рэжучы інструмент працуе ў загартаванай зоне, што скарачае тэрмін службы інструмента.
3. Лёгка прыліпаць да нажа
Як аўстэнітная, так і мартэнсітная нержавеючая сталь маюць агульныя характарыстыкі вытворчасці моцнай стружкі і высокай тэмпературы рэзання падчас апрацоўкі. Гэта можа прывесці да адгезіі, зваркі і іншых з'яў, якія могуць парушыць шурпатасць паверхніапрацаваныя дэталі.
4. Паскораны знос інструмента
Згаданыя вышэй матэрыялы ўтрымліваюць элементы з высокай тэмпературай плаўлення, вельмі пластычныя і ствараюць высокія тэмпературы рэзкі. Гэтыя фактары прыводзяць да паскоранага зносу інструмента, што патрабуе частай завострывання і замены інструмента. Гэта негатыўна ўплывае на эфектыўнасць вытворчасці і павялічвае выдаткі на выкарыстанне інструмента. Каб змагацца з гэтым, рэкамендуецца знізіць хуткасць і падачу рэжучай лініі. Акрамя таго, лепш выкарыстоўваць інструменты, спецыяльна прызначаныя для апрацоўкі нержавеючай сталі або тэрмаўстойкіх сплаваў, а таксама выкарыстоўваць унутранае астуджэнне пры свідраванні і наразанні рэзчыкаў.
Тэхналогія апрацоўкі дэталяў з нержавеючай сталі
Дзякуючы прыведзенаму вышэй аналізу цяжкасцей апрацоўкі, тэхналогія апрацоўкі і адпаведная канструкцыя параметраў інструмента нержавеючай сталі павінны значна адрознівацца ад звычайных канструкцыйных сталёвых матэрыялаў. Канкрэтная тэхналогія апрацоўкі наступная:
1. Апрацоўка свідравання
Пры свідраванні матэрыялаў з нержавеючай сталі апрацоўка адтулін можа быць цяжкай з-за іх нізкай цеплаправоднасці і малога модуля пругкасці. Каб пераадолець гэтую праблему, неабходна выбраць адпаведныя матэрыялы для інструмента, вызначыць разумныя геаметрычныя параметры інструмента і задаць велічыню рэзання інструмента. Для свідравання гэтых тыпаў матэрыялаў рэкамендуюцца свердзелы з такіх матэрыялаў, як W6Mo5Cr4V2Al і W2Mo9Cr4Co8.
Свердзела з якасных матэрыялаў маюць некаторыя недахопы. Яны адносна дарагія і іх цяжка набыць. Пры выкарыстанні звычайна выкарыстоўванага стандартнага свердзела па хуткарэзнай сталі W18Cr4V ёсць некаторыя недахопы. Напрыклад, вугал вяршыні занадта малы, стружка, якая ўтвараецца, занадта шырокая, каб своечасова выйсці з адтуліны, а апрацоўча-апрацоўчая вадкасць не можа хутка астудзіць свердзел. Акрамя таго, нержавеючая сталь, з'яўляючыся дрэнным цеплаправоднікам, выклікае канцэнтрацыю тэмпературы рэзання на рэжучай абзе. Гэта можа лёгка прывесці да апёкаў і сколаў дзвюх бакавых паверхняў і асноўнага краю, памяншаючы тэрмін службы свердзела.
1) Дызайн геаметрычных параметраў інструмента Пры свідраванні з дапамогай W18Cr4V Пры выкарыстанні звычайнага свердзела па хуткарэзнай сталі сіла рэзання і тэмпература ў асноўным сканцэнтраваны на наканечніку свердзела. Каб павысіць трываласць рэжучай часткі свердзела, мы можам павялічыць вугал вяршыні прыблізна да 135°~140°. Гэта таксама паменшыць вугал вонкавага краю і звузіць свідравальную стружку, каб палегчыць яе выдаленне. Аднак павелічэнне вугла вяршыні зробіць край свердзела шырэйшым, што прывядзе да большага супраціву рэзанню. Такім чынам, мы павінны адшліфаваць стамеской край свердзела. Пасля шліфоўкі вугал скосу краю долаты павінен складаць ад 47° да 55°, а вугал нахілу павінен складаць 3°~5°. Пры шліфоўцы абзы стамескі трэба закругліць кут паміж рэжучай абзой і цыліндрычнай паверхняй, каб павялічыць трываласць абзы стамескі.
Матэрыялы з нержавеючай сталі маюць малы модуль пругкасці, што азначае, што метал пад пластом стружкі мае вялікае пругкае аднаўленне і ўмацаванне падчас апрацоўкі. Калі вугал зазору занадта малы, знос бакавой паверхні свердзела паскорыцца, тэмпература рэзання павялічыцца, а тэрмін службы свердзела паменшыцца. Такім чынам, неабходна адпаведным чынам павялічыць кут рэльефу. Аднак, калі рэльефны кут занадта вялікі, асноўны край свердзела стане тонкім, і калянасць галоўнага краю будзе зніжана. Звычайна пераважным з'яўляецца рэльефны кут ад 12° да 15°. Каб звузіць стружку і палегчыць выдаленне стружкі, неабходна таксама адкрыць канаўкі для стружкі ў шахматным парадку на дзвюх бакавых паверхнях свердзела.
2) Калі справа даходзіць да рэзкі, адпраўной кропкай павінна быць зніжэнне тэмпературы рэзання. Высокая хуткасць рэзкі прыводзіць да павышэння тэмпературы рэзання, што, у сваю чаргу, павялічвае знос інструмента. Такім чынам, найбольш важным аспектам рэзкі з'яўляецца выбар адпаведнай хуткасці рэзкі. Як правіла, рэкамендуемая хуткасць рэзкі складае ад 12-15 м/мін. Хуткасць падачы, з іншага боку, практычна не ўплывае на тэрмін службы інструмента. Аднак калі хуткасць падачы занадта нізкая, інструмент будзе ўрэзацца ў загартаваны пласт, што пагоршыць знос. Калі хуткасць падачы занадта высокая, шурпатасць паверхні таксама пагоршыцца. Улічваючы два вышэйпералічаныя фактары, рэкамендуемая хуткасць падачы складае ад 0,32 да 0,50 мм/аб.
3) Выбар астуджальна-апрацоўчай вадкасці: каб знізіць тэмпературу рэзкі падчас свідравання, у якасці астуджальнай асяроддзя можна выкарыстоўваць эмульсію.
2. Апрацоўка рассверливанием
1) Пры разгортванні матэрыялаў з нержавеючай сталі звычайна выкарыстоўваюцца цвёрдасплаўныя разгорткі. Канструкцыя і геаметрычныя параметры разгорткі адрозніваюцца ад звычайных разгортак. Для прадухілення забівання стружкі падчас разгортвання і павышэння трываласці зуб'яў фрэзы колькасць зуб'яў разгорткі звычайна падтрымліваецца адносна нізкай. Перадні вугал разгорткі звычайна складае ад 8° да 12°, хоць у некаторых асобных выпадках для дасягнення высакахуткаснага разгортвання можна выкарыстоўваць перадухільны вугал ад 0° да 5°. Зазорны кут звычайна складае ад 8° да 12°.
Галоўны кут нахілу выбіраецца ў залежнасці ад адтуліны. Як правіла, для скразнога адтуліны кут складае ад 15° да 30°, а для нескразнога адтуліны - 45°. Для адводу стружкі наперад пры разгортванні кут нахілу канта можна павялічыць прыкладна на 10°-20°. Шырыня ляза павінна быць ад 0,1 да 0,15 мм. Перавернуты канус на разгортцы павінен быць больш, чым у звычайных разгортак. Цвёрдасплаўныя разгорткі звычайна складаюць ад 0,25 да 0,5 мм/100 мм, у той час як развёрткі з высакахуткаснай сталі - ад 0,1 да 0,25 мм/100 мм з пункту гледжання іх кануснасці.
Карэкцыйная частка разгорткі звычайна складае ад 65% да 80% даўжыні звычайных разгортак. Даўжыня цыліндрычнай часткі звычайна складае ад 40% да 50% ад звычайнай разгорткі.
2) Пры разгортванні важна выбраць правільную колькасць падачы, якая павінна быць ад 0,08 да 0,4 мм/г, і хуткасць рэзкі, якая павінна вагацца ад 10 да 20 м/хв. Прыпуск на грубае разгортванне павінен быць ад 0,2 да 0,3 мм, у той час як прыпуск на тонкае разгортванне павінен быць ад 0,1 да 0,2 мм. Для грубага разгортвання рэкамендуецца выкарыстоўваць цвёрдасплаўныя інструменты, а для тонкага - інструменты з хуткарэзнай сталі.
3) Пры выбары рэзультатыўнай вадкасці для разгортвання матэрыялаў з нержавеючай сталі ў якасці астуджальнай асяроддзя можна выкарыстоўваць сістэмнае алей з агульнымі стратамі або дысульфід малібдэна.
3. Свідравальная апрацоўка
1) Пры выбары інструментальнага матэрыялу для апрацоўкі дэталяў з нержавеючай сталі важна ўлічваць высокую сілу рэзання і тэмпературу. Рэкамендуюцца карбіды з высокай трываласцю і добрай цеплаправоднасцю, такія як карбід YW або YG. Для аздаблення можна таксама выкарыстоўваць цвёрдасплаўныя ўстаўкі YT14 і YT15. Інструменты для керамічных матэрыялаў могуць быць выкарыстаны для пакетнай апрацоўкі. Аднак важна адзначыць, што гэтыя матэрыялы характарызуюцца высокай трываласцю і сур'ёзным нагартам, што прывядзе да вібрацыі інструмента і можа прывесці да мікраскапічных вібрацый на лязе. Таму пры выбары керамічных інструментаў для рэзкі гэтых матэрыялаў варта ўлічваць мікраскапічную глейкасць. У цяперашні час матэрыял α/βSialon з'яўляецца лепшым выбарам з-за яго выдатнай устойлівасці да высокатэмпературнай дэфармацыі і дыфузійнага зносу. Ён з поспехам выкарыстоўваецца пры рэзцы сплаваў на аснове нікеля, а тэрмін службы значна перавышае тэрмін службы керамікі на аснове Al2O3. Кераміка, умацаваная вусамі SiC, таксама з'яўляецца эфектыўным інструментальным матэрыялам для рэзкі нержавеючай сталі або сплаваў на аснове нікеля.
Для апрацоўкі загартаваных дэталяў з гэтых матэрыялаў рэкамендуюцца ляза CBN (кубічны нітрыд бору). CBN саступае толькі алмазу па цвёрдасці, узровень цвёрдасці якога можа дасягаць 7000~8000HV. Ён валодае высокай зносаўстойлівасцю і можа вытрымліваць высокія тэмпературы рэзкі да 1200°C. Акрамя таго, ён хімічна інэртны і не мае хімічнага ўзаемадзеяння з металамі групы жалеза пры тэмпературы ад 1200 да 1300°C, што робіць яго ідэальным для апрацоўкі матэрыялаў з нержавеючай сталі. Тэрмін службы яго інструмента можа быць у дзесяткі разоў больш, чым у цвёрдасплаўных або керамічных інструментаў.
2) Распрацоўка геаметрычных параметраў інструмента мае вырашальнае значэнне для дасягнення эфектыўнай прадукцыйнасці рэзання. Цвёрдасплаўным інструментам патрабуецца большы перадачы вугал, каб забяспечыць плыўны працэс рэзкі і больш працяглы тэрмін службы інструмента. Перадачы вугал павінен складаць ад 10° да 20° для грубай апрацоўкі, ад 15° да 20° для паўфінішнай апрацоўкі і ад 20° да 30° для чыставой апрацоўкі. Галоўны вугал адхілення павінен выбірацца ў залежнасці ад калянасці тэхналагічнай сістэмы з дыяпазонам ад 30° да 45° для добрай калянасці і ад 60° да 75° для нізкай калянасці. Калі стаўленне даўжыні да дыяметра нарыхтоўкі перавышае дзесяць разоў, асноўны кут адхіленні можа складаць 90°.
Пры выкарыстанні расточных матэрыялаў з нержавеючай сталі з керамічнымі інструментамі для рэзкі звычайна выкарыстоўваецца адмоўны перадухільны вугал у дыяпазоне ад -5° да -12°. Гэта дапамагае ўмацаваць лязо і ў поўнай меры выкарыстоўвае высокую трываласць на сціск керамічных інструментаў. Памер рэльефнага вугла непасрэдна ўплывае на знос інструмента і трываласць ляза ў дыяпазоне ад 5° да 12°. Змены галоўнага вугла адхілення ўплываюць на радыяльныя і восевыя сілы рэзання, а таксама на шырыню і таўшчыню рэзання. Паколькі вібрацыя можа быць шкоднай для керамічных рэжучых інструментаў, асноўны кут адхілення павінен быць абраны для памяншэння вібрацыі, звычайна ў дыяпазоне ад 30° да 75°.
Калі CBN выкарыстоўваецца ў якасці інструментальнага матэрыялу, геаметрычныя параметры інструмента павінны ўключаць перадухільны вугал ад 0° да 10°, рэльефны вугал ад 12° да 20° і галоўны вугал адхілення ад 45° да 90°.
3) Пры завострыванні грабельнай паверхні важна, каб значэнне шурпатасці было невялікім. Гэта адбываецца таму, што калі інструмент мае невялікае значэнне шурпатасці, гэта дапамагае паменшыць супраціў цячэнню рэжучай габлюшкі і пазбягае праблемы прыліпання габлюшкі да інструмента. Каб забяспечыць невялікае значэнне шурпатасці, рэкамендуецца старанна адшліфаваць пярэднюю і заднюю паверхні інструмента. Гэта таксама дапаможа пазбегнуць прыліпання габлюшкі да нажа.
4) Важна, каб рэжучая абза інструмента была вострай, каб паменшыць загартоўку. Акрамя таго, колькасць падачы і колькасць зваротнай рэзкі павінны быць разумнымі, каб інструмент не ўрэзаўся ў зацвярдзелы пласт, што можа негатыўна паўплываць на тэрмін службы інструмента.
5) Пры працы з нержавеючай сталлю важна звярнуць увагу на працэс шліфавання стружколома. Гэтыя дранкі вядомыя сваімі трывалымі і ўстойлівымі характарыстыкамі, таму стружколом на перадавой паверхні інструмента павінен быць належным чынам адшліфаваны. Гэта палегчыць разбіванне, утрыманне і выдаленне габлюшкі ў працэсе рэзкі.
6) Пры рэзцы нержавеючай сталі рэкамендуецца выкарыстоўваць нізкую хуткасць і вялікую падачу. Для расточвання керамічных інструментаў выбар правільнай колькасці рэзкі мае вырашальнае значэнне для аптымальнай прадукцыйнасці. Для бесперапыннай рэзкі колькасць рэзкі павінна выбірацца на аснове ўзаемасувязі паміж зносаўстойлівасцю і колькасцю рэзкі. Для перыядычнай рэзкі адпаведная колькасць рэзання павінна быць вызначана на аснове схемы паломкі інструмента.
Паколькі керамічныя інструменты валодаюць выдатнай тэрмаўстойлівасцю і зносаўстойлівасцю, уплыў колькасці рэзання на тэрмін службы інструмента не такі значны, як у цвёрдасплаўных інструментаў. Увогуле, пры выкарыстанні керамічных інструментаў хуткасць падачы з'яўляецца найбольш адчувальным фактарам для паломкі інструмента. Такім чынам, пры расточванні дэталяў з нержавеючай сталі старайцеся выбіраць высокую хуткасць рэзкі, вялікую колькасць зваротнага рэзу і адносна невялікае прасоўванне ў залежнасці ад матэрыялу нарыхтоўкі і магутнасці станка, жорсткасці тэхналагічнай сістэмы і трываласці ляза.
7) Пры працы з нержавеючай сталлю важна выбраць правільную смазкава-апрацоўчую вадкасць для паспяховага расточвання. Нержавеючая сталь схільная да склейвання і дрэнна адводзіць цяпло, таму абраная смазочно-апрацоўчая вадкасць павінна мець добрую ўстойлівасць да склейвання і цеплаадвод. Напрыклад, можна выкарыстоўваць смазочно-апрацоўчую вадкасць з высокім утрыманнем хлору.
Акрамя таго, даступныя водныя растворы без мінеральных алеяў і нітратаў, якія валодаюць добрым астуджальным, ачышчальным, антыкаразійным і змазачным дзеяннем, напрыклад, сінтэтычная астуджальна-аздабленчая вадкасць H1L-2. Пры выкарыстанні адпаведнай апрацоўчай вадкасці можна пераадолець цяжкасці, звязаныя з апрацоўкай нержавеючай сталі, што прывядзе да павелічэння тэрміну службы інструмента падчас свідравання, разгортвання і расточвання, памяншэння завострывання і змены інструмента, павышэння эфектыўнасці вытворчасці і павышэння якасці апрацоўкі адтулін. Гэта можа ў канчатковым выніку знізіць працаёмкасць і вытворчыя выдаткі пры дасягненні здавальняючых вынікаў.
У Anebon наша ідэя заключаецца ў тым, каб аддаваць перавагу якасці і сумленнасці, аказваць шчырую дапамогу і імкнуцца да ўзаемнай выгады. Мы імкнемся пастаянна ствараць выдатнаеточеные металічныя дэталіі мікраФрэзераванне дэталяў з ЧПУ. Мы цэнім ваш запыт і адкажам вам як мага хутчэй.
Час публікацыі: 24 красавіка 2024 г