Какви са предизвикателствата при използването на инструменти за рязане за твърди материали?
Като подправен доставчик на инструменти за рязане съм свидетел от първа ръка сложността и предизвикателствата, които идват с обработката на трудно - до - машинни материали. Тези материали, които включват сплави с висока якост, композити и керамика, имат уникални свойства, които ги правят както ценни в различни индустрии и трудни за работа. В този блог ще се задълбоча в ключовите предизвикателства, пред които са изправени, когато използвам режещи инструменти за тези материали и ще предложа някои поглед върху това как можем да ги преодолеем.
1. Високо износване на инструмента
Едно от най -значимите предизвикателства при обработката на трудно - да - машинните материали е бързото износване на режещите инструменти. Тези материали често имат висока твърдост, абразивност и здравина, които причиняват бързо износване на режещите ръбове на инструментите. Например, титановите сплави са известни с отличната си сила - към - тегло, но са изключително абразивни. Когато инструментът за рязане влезе в контакт с титан, високото налягане и високата температура в актуалния ръб водят до ускорено износване.
Това облекло може да придобие различни форми, като износване на фланга, носене на кратер и износване на Notch. Износването на фланга се случва на релефното лице на режещия инструмент, намалявайки способността му за рязане и точността на размерите. Носенето на кратер, от друга страна, се случва на лицето на рейк на инструмента, което може да отслаби режещия ръб и в крайна сметка да го счупи. Износването на Notch е често срещано на дълбочината на - нарязаната линия и може да доведе до преждевременна повреда на инструмента.
За да се борят с високото износване на инструментите, производителите на инструменти са разработили модерни материали за инструменти. Например, карбидните инструменти се използват широко поради високата им твърдост и устойчивост на износване. Въпреки това, дори карбидните инструменти може да не са достатъчни за някои изключително твърди материали. В такива случаи често се използват инструменти, направени от кубичен бор (CBN) или поликристален диамант (PCD). CBN инструментите са подходящи за обработка на железни твърди материали - до машинни материали, докато PCD инструментите са идеални за не -червени материали и композити.
2. Силите за високо рязане
Твърди - до - машинните материали обикновено изискват по -високи сили за рязане в сравнение с по -лесно обработените материали. Това е заради тяхната висока якост и твърдост. Например, при обработване на никел, базирани на супероли, които обикновено се използват в аерокосмическите приложения, силите за рязане могат да бъдат няколко пъти по -високи от тези, необходими за обработка на лека стомана.
Силите за висока рязане могат да причинят няколко проблема. Първо, те могат да доведат до повишена вибрация по време на процеса на обработка. Вибрацията влияе не само на повърхностното покритие на детайла, но също така намалява живота на инструмента. Второ, силите за висока рязане могат да поставят напрежение върху машинния инструмент, което потенциално причинява увреждане на шпиндела, лагерите и други компоненти. Това може да доведе до скъпи ремонти и престой.
За да намали силите за рязане, геометрията на инструмента играе решаваща роля. Инструментите с остри режещи ръбове и подходящи ъгли на гребла и релеф могат да помогнат за намаляване на съпротивлението по време на рязане. Освен това, използването на усъвършенствани стратегии за обработка, като обработка с висока скорост или прекъснато рязане, също може да помогне за намаляване на режещите сили. Машината с висока скорост намалява силите на рязане чрез увеличаване на скоростта на рязане и намаляване на дебелината на чипа.
3. Трудно образуване на чипс
Образуването на чип е друго предизвикателство при обработката на трудно - до - машинни материали. Тези материали често произвеждат дълги, непрекъснати чипове, които могат да бъдат трудни за счупване и премахване от зоната на рязане. Например, при обработване на неръждаема стомана, чиповете са склонни да са жилави и могат да се увият около режещия инструмент, причинявайки смущения и увеличаване на риска от счупване на инструмента.
В някои случаи чиповете също могат да причинят проблеми с повърхностното покритие на детайла. Ако чиповете не бъдат отстранени правилно, те могат да надраскат или да вкарат повърхността на детайла, което води до части с лошо качество. Освен това, високата температура, генерирана по време на образуването на чипс, може да доведе до заваряване на чиповете към режещия инструмент, като допълнително ускорява износването на инструмента.
За да се справят с въпроса за образуването на чип, често се използват прекъсвачи на чипове. Chip Breakers са проектирани да разбият чиповете на малки, управляеми парчета, което ги прави по -лесни за отстраняване от зоната на рязане. Производителите на инструменти са разработили различни дизайни на прекъсвачи на чипове, всеки подходящ за различни материали и условия на обработка. Освен това, използването на подходящи течности за рязане също може да помогне за подобряване на образуването и отстраняването на чип. Рязането на течности може да намали триенето между инструмента и детайла, да охлади зоната на рязане и да изхвърли чиповете.
4. Висока температура генериране
Обработката на твърди - до - машинни материали генерира значително количество топлина. Това се дължи на високите сили за рязане и триенето между инструмента и детайла. Високите температури могат да имат пагубен ефект както върху инструмента, така и върху детайла.
За инструмента високите температури могат да причинят омекотяване на материала на инструмента, намалявайки неговата твърдост и устойчивост на износване. Това може да доведе до бързо износване на инструменти и преждевременна повреда. За детайла високите температури могат да причинят термична деформация, което влияе върху точността на размерите на частта. В някои случаи високите температури също могат да причинят металургични промени в детайла, като втвърдяване или отгряване, което може да повлияе на неговите механични свойства.
За да се управляват високите температури, ефективните стратегии за охлаждане са от съществено значение. Течностите за рязане обикновено се използват за охлаждане на зоната на рязане. Съществуват различни видове режещи течности, включително емулсии на базата на вода, синтетични течности и маслени течности. Всеки тип има свои собствени предимства и недостатъци, а изборът зависи от обработения материал, процеса на обработка и изискванията за околната среда.
В допълнение към рязането на течности, се изследват и други методи за охлаждане, като криогенно охлаждане. Криогенното охлаждане използва течен азот или други криогенни течности за охлаждане на режещия инструмент и детайла. Този метод може значително да намали температурата в режещия ръб, подобрявайки живота на инструмента и покритието на повърхността.
5. Повърхностна цялост
Поддържането на целостта на повърхността на детайла е критично предизвикателство при обработката на трудно - до - машинни материали. Силите, температурите и вибрациите с висока рязане, свързани с обработката на тези материали, могат да причинят повреда на повърхностния слой на детайла. Това може да включва грапавост на повърхността, остатъчни напрежения и микроструктурни промени.
Грапавостта на повърхността влияе на функционалните характеристики на детайла. Например, в аерокосмическите компоненти, грубата повърхност може да увеличи влаченето и да намали ефективността на частта. Остатъчните напрежения могат да доведат до изкривяване на части с течение на времето, особено в прецизни компоненти. Микроструктурните промени могат да повлияят на механичните свойства на детайла, като неговата сила и устойчивост на умора.
За да се подобри целостта на повърхността, може да се използва комбинация от подбор на инструменти, параметри на обработка и след обработка на процесите. Използването на инструменти с фин режещ ръб и подходящо покритие може да помогне за постигане на по -добър повърхностен завършек. Оптимизирането на скоростта на рязане, скоростта на подаване и дълбочината на рязане също може да намали повредата на повърхностния слой. Освен това, процесите след обработка, като шлайфане или полиране, могат да се използват за подобряване на качеството на повърхността.
В заключение, обработването на трудно - до - машинните материали представлява множество предизвикателства, включително високо износване на инструменти, сили за високо рязане, трудно образуване на чипс, висока температура и проблеми с целостта на повърхността. Въпреки това, с разработването на усъвършенствани материали за инструменти, геометриите на инструментите и стратегиите за обработка, тези предизвикателства могат да бъдат преодолени. Като доставчик на режещи инструменти, ние се ангажираме да предоставим на нашите клиенти най -новите и най -ефективни решения за задоволяване на техните нужди за обработка. Независимо дали търситеДълги клещи за заключване на носа,21бр. Т тип гнездо, илиA666 брадва с дървена дръжка, Имаме широка гама от продукти, от които да избираме.
Ако сте изправени пред предизвикателства при обработката на трудно - да - машинни материали или се интересувате от изследване на нашите инструменти за рязане, ви каним да се свържете с нас за дискусия за обществени поръчки. Екипът ни от експерти е готов да ви помогне да намерите най -добрите решения за вашите конкретни приложения.
ЛИТЕРАТУРА
- Астахов, VP (2010). Основи на рязане на метали. Elsevier.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Метално рязане. Butterworth - Heinemann.
- Shaw, MC (2005). Принципи за рязане на метали. Oxford University Press.