Введение в процесс обработки и решения
Обработка нержавеющей стали приводит к высоким силам резания, образованию-наростов на кромке, сильному нагреву и наклепанным- поверхностям, что делает ее склонной к канавочному износу. Кроме того, при обработке нержавеющей стали затруднен контроль стружки. Хотя этот процесс относительно легко контролировать в ферритных/мартенситных материалах, он более сложен при обработке аустенитной и дуплексной нержавеющей стали.
Таким образом, клиенты предъявляют высокие требования к стабильной стойкости инструмента и хорошему стружкодроблению. Материалы серий AH6200 и T6200 и их стружколомы специально разработаны для токарной обработки нержавеющей стали и обеспечивают превосходную производительность резания.
02. Проблемы обработки деталей
① Эта заготовка производится на автоматизированной линии, требующей стабильной стойкости инструмента;
② Увеличение срока службы инструмента снижает частоту смены инструмента, тем самым повышая эффективность производства;
③ Хороший контроль стружки.
03. Метод обработки Таколы
Takola использует нержавеющую сталь с PVD-покрытием-AH6225 в сочетании со стружколомами SM, что обеспечивает превосходный стружкоотвод и срок службы инструмента вдвое выше, чем у конкурентов.
04. Случай обработки и заключение
Название детали: Разъем;
Материал детали: SUS304/X5CrNi18-9;
Станок: токарный станок с ЧПУ;
Метод охлаждения: Внутреннее охлаждение машины;
Тип обработки: Токарная обработка внешнего диаметра;
Инструмент: ACLNR2525M12-A/CNMG120404-SM AH6225;
Параметры резания: vc=90м/мин, ap=1мм, f=0.2мм/об.
05. Преимущества и эффекты инструмента
① T6215: Материал с CVD-покрытием, подходящий для высокоскоростной-резки и обладающий превосходной износостойкостью при непрерывном резании.
② T6225: Универсальный CVD-материал, подходящий для любых задач: от непрерывной резки до слегка прерывистой резки. Обеспечивает превосходную износостойкость в диапазоне средних-скоростей резания.
③ AH6225: универсальный PVD-материал, который превосходно работает при обработке различных изделий из нержавеющей стали.
④ AH6235: Обеспечивает высокую надежность при прерывистой или глубокой-резке.
Конические концевые фрезы с покрытием
01. Введение в производительность и применение обработки нержавеющей стали.
Нержавеющая сталь благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и хорошим механическим свойствам стала незаменимым ключевым материалом в современной промышленности. В зависимости от микроструктуры и эксплуатационных характеристик нержавеющую сталь можно разделить на следующие пять категорий:
(1) Аустенитная нержавеющая сталь: не-немагнитная, с превосходной коррозионной стойкостью, обладающая высокой прочностью и пластичностью. Это наиболее распространенный и широко используемый тип нержавеющей стали. Типичные области применения включают химическое оборудование, пищевую и фармацевтическую промышленность, медицинское оборудование, кухонное оборудование и бытовую технику.
(2) Ферритная нержавеющая сталь: магнитная, с умеренной коррозионной стойкостью, высокой прочностью и хорошей теплопроводностью. В основном используется в автомобильных выхлопных системах, корпусах бытовой техники, отделке зданий и кухонной утвари.
(3) Мартенситная нержавеющая сталь: магнитная, ее прочность и твердость могут быть значительно улучшены с помощью процессов термообработки, таких как закалка и отпуск. Он обладает хорошей износостойкостью, но относительно слабой коррозионной стойкостью. Обычно используется при производстве режущих инструментов, таких как скальпели, валы, подшипники, детали клапанов, лопатки паровых турбин и столовая посуда.
(4) Дуплексная нержавеющая сталь: ее микроструктура состоит примерно из 50% аустенита и 50% феррита, сочетая в себе преимущества обоих. Например, ее прочность примерно в два раза выше, чем у аустенитной нержавеющей стали, и она обладает превосходной устойчивостью к хлоридной коррозии под напряжением, сохраняя при этом хорошую ударную вязкость и свариваемость. Он в основном используется в морской технике, оборудовании для очистки морской воды, в высокоагрессивных средах в нефтегазовой промышленности, а также в целлюлозно-бумажной промышленности.
(5) Нержавеющая сталь дисперсионного твердения: сохраняя хорошую коррозионную стойкость и ударную вязкость, она может достичь очень высокой прочности за счет дисперсионной закалки. Подходит для-высокопрочных компонентов в аэрокосмической и атомной промышленности, высокоэффективных-шестерен, валов, пружин и других прецизионных деталей, требующих высокой прочности и определенной коррозионной стойкости.
02. Характеристики и проблемы механической обработки
① Значительное упрочнение: из-за хорошей пластичности нержавеющей стали во время резки легко возникает сильная пластическая деформация, что приводит к значительному увеличению твердости обрабатываемой поверхности, что, в свою очередь, усугубляет износ инструмента и влияет на качество поверхности заготовки. ② Высокая сила резания: нержавеющая сталь обладает высокой прочностью и хорошей ударной вязкостью, что приводит к значительной пластической деформации во время резки. Это приводит к тому, что силы резания примерно на 50 % выше, чем у обычной углеродистой стали, что предъявляет более высокие требования к несущей способности станков и режущих инструментов.
③ Высокая температура резки и затрудненный отвод тепла: плохая теплопроводность материала затрудняет быстрое рассеивание тепла, выделяющегося во время резки. В зоне контакта со стружкой инструмента скапливается большое количество тепла, что приводит к повышению температуры инструмента и значительному сокращению срока его службы.
④ Сложность разрушения и удаления стружки. Хорошая пластичность и прочность затрудняют естественное разрушение стружки, поэтому стружка легко образует непрерывную ленту-, похожую на стружку. Эта стружка может не только запутывать инструмент или заготовку, вызывая царапины на обработанной поверхности, но также влиять на безопасность работы и увеличивать ненормальный износ инструмента.
⑤ Легкое прилипание и износ инструмента. При высокой температуре и давлении стружка легко прилипает к передней поверхности инструмента, образуя постоянно растущую и отделяющуюся «наросшую- кромку», что не только влияет на стабильность процесса резания, но и ухудшает шероховатость поверхности обрабатываемой детали.
03. Меры по улучшению, принятые Сивэй
① Оптимизация инструментальных материалов: выберите подходящие инструментальные материалы в зависимости от требований обработки, например, твердый сплав с покрытием (PVD-покрытие), кермет и т. д.; для применений с чрезвычайно высокими требованиями к качеству поверхности и эффективности можно использовать инструменты из CBN.
② Оптимизация геометрии инструмента. Используйте более острые режущие кромки и соответствующим образом увеличивайте передний и задний углы, чтобы эффективно снизить силы резания, уменьшить износ инструмента и улучшить плавность резания.
③ Улучшение контроля стружки: за счет положительного переднего угла в сочетании со специально оптимизированным стружколомом процесс резания становится более плавным, одновременно повышается прочность кончика инструмента, достигается эффективный контроль над направлением и формой потока стружки.
④ Улучшение рассеивания тепла: Соответствующим образом увеличьте радиус кончика инструмента, чтобы улучшить условия рассеивания тепла в зоне резания, тем самым снижая рабочую температуру инструмента и продлевая его срок службы.
⑤ Оптимизация параметров резания. Систематически оптимизируйте скорость резания, скорость подачи и глубину резания, чтобы эффективно подавлять образование наростов-кромок, обеспечивая при этом эффективность обработки и качество заготовки, гарантируя долговечность инструмента и стабильность резки.
04. Случай обработки
Название детали: Рабочее колесо паровой турбины;
Материал детали: дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь (17-4PH);
Станок: 5-осевой обрабатывающий центр/HSK63;
Способ охлаждения: водо-растворимое масло (внутреннее охлаждение);
Тип обработки: Чистовая обработка рабочего колеса паровой турбины (профиль рабочего колеса);
Название инструмента: Коническая концевая фреза с покрытием;
Технические характеристики инструмента: R3x8 градусов x105xd25x165-4Z;
Параметры резания: vc=120м/мин, fz=0.03мм/Z, ap=0.2мм.
05. Особенности инструмента
① Инструмент имеет большой угол спирали (40 градусов) и неравномерный шаг зубьев, что делает процесс резки более плавным, значительно снижает силу резания и вибрацию резания, а также эффективно подавляет наклеп. Срок службы инструмента увеличивается более чем на 50% по сравнению с обычным твердым сплавом с покрытием.
② Острая режущая кромка: благодаря большому переднему и заднему углам режущая кромка становится острой, что облегчает вход материала и улучшает качество поверхности. Сила резания снижается на 30 %, что повышает эффективность обработки на 20 %.
③ Пространство для удержания стружки: Спиральные канавки обеспечивают достаточно места для удержания стружки, обеспечивая плавное удаление стружки и предотвращая поломку инструмента и царапины на поверхности заготовки, вызванные засорением стружки. Это увеличивает доходность с 90% до 98%.
④ Использование износостойкого-нано-покрытия, пригодного для высокоскоростной-резки, что еще больше продлевает срок службы инструмента.
06. Характеристики инструмента и фактические результаты обработки
Статистические данные показывают, что использование конических концевых фрез из вышеуказанного сплава снизило общую стоимость обработки турбинных колес на 30%.
