Нержавіюча сталь завдяки чудовій стійкості до корозії, високій -температурній міцності та чудовій механічній стабільності широко використовується в-галузях високоякісного виробництва, таких як аерокосмічна промисловість, медичне обладнання, харчове обладнання, хімічне обладнання та енергетичні установки. Однак його унікальні фізичні та металургійні властивості також роблять його визнаним «матеріалом, який важко{3}}обробляти-». Особливо при обробці деталей з нержавіючої сталі з ЧПУ часто виникають такі проблеми, як швидкий знос інструменту, надмірно високі температури різання, труднощі з контролем якості поверхні та проблеми з видаленням стружки. Глибоке розуміння цих викликів і впровадження наукових методів протидії процесу є ключовими для забезпечення ефективного та високоякісного-виробництва токарних деталей з ЧПУ з нержавіючої сталі.
Ключові технічні виклики при обробці нержавіючої сталі
Значна тенденція до загартовування
Під час обробки з ЧПУ аустенітної нержавіючої сталі (такої як 304 і 316) твердість поверхні може швидко зрости більш ніж на 50% через інтенсивну пластичну деформацію. Якщо наступні подачі інструменту не проникають через незагартований шар, інструмент для токарних деталей із ЧПК з нержавіючої сталі безпосередньо впливатиме на ділянку з високою -твердістю, що призведе до відколів або прискореного зношування.
Низька теплопровідність і висока температура зони різання
Теплопровідність нержавіючої сталі становить лише приблизно 1/3 від теплопровідності звичайної вуглецевої сталі (приблизно 16 Вт/м·К для 304). Велика кількість тепла різання накопичується в зоні контакту між наконечником інструмента та деталлю, легко перевищуючи червону межу твердості матеріалу інструменту, викликаючи дифузний знос, кратерний знос і навіть пластичну деформацію деталей з нержавіючої сталі з ЧПК.
Висока пластичність і сильна адгезія призводять до складного контролю над стружкою
Нержавіюча сталь має високе подовження, тому стружку важко зламати. Крім того, за високих температур стружка легко прилипає до матеріалу інструменту, утворюючи-зростаючий край. Це не тільки погіршує якість обробленої поверхні деталей з нержавіючої сталі за допомогою ЧПУ, але також може спричинити заплутування стружки, впливаючи на автоматизований виробничий цикл і навіть пошкоджуючи обладнання.
Високі сили різання висувають високі вимоги до жорсткості системи.
Сила різання одиниці приблизно на 20–30% вища, ніж у сталі 45, що пред’являє вищі вимоги до загальної жорсткості шпинделя верстата, тримача інструменту, пристосування та затиску деталі. Навіть незначна вібрація може залишити сліди від тріскотіння на поверхні деталей із ЧПУ з нержавіючої сталі, впливаючи на точність розмірів і стійкість до втоми.
Технічні заходи для подолання труднощів механічної обробки нержавіючої сталі
1. Вибір високоефективних-матеріалів і покриттів для інструментів
Раціональний вибір інструментальних матеріалів є основним кроком у подоланні труднощів обробки деталей з ЧПК з нержавіючої сталі. Твердосплавні інструменти завдяки своїй чудовій червоній твердості та зносостійкості стали основним вибором для точіння та фрезерування нержавіючої сталі. Дрібно{2}}твердосплавні та супертвердосплавні інструменти виявляють вищу стійкість до ударів за умов переривчастого різання. Застосування технології покриття поверхні інструменту ще більше підвищує термін служби інструменту. Покриття, такі як TiN, TiAlN і AlCrN, мають високу твердість і стійкість до окислення, ефективно знижуючи коефіцієнт тертя між інструментом і стружкою і зменшуючи нагрівання при різанні.
2. Оптимізація параметрів різання та стратегій обробки
Раціональне узгодження швидкості різання, подачі і глибини різання безпосередньо впливає на регулювання температури різання і сили різання. На стадії чорнової обробки рекомендується середня швидкість різання, велика глибина різання та помірна швидкість подачі, щоб визначити ефективність видалення матеріалу, уникаючи при цьому надмірно високих температур різання, які можуть призвести до швидкого зносу інструменту. На завершальному етапі швидкість різання слід відповідно збільшити, а глибину різання та швидкість подачі зменшити, щоб зменшити сили різання та контролювати якість поверхні фрезерування нержавіючої сталі 304.
3. Використовуйте ефективні методи охолодження та змащення
Традиційні охолоджуючі рідини важко ефективно проникають у зону різання під час обробки сталевих деталей з ЧПУ, що призводить до обмеженої продуктивності охолодження. За допомогою-системи внутрішнього охолодження інструменту під високим тиском охолоджуюча рідина розпилюється безпосередньо на контактну площу між наконечником інструмента та стружкою, що значно покращує ефективність охолодження та знижує температуру в зоні різання. Охолоджувальна рідина під високим{3}}тиском також сприяє руйнуванню стружки, покращенню морфології стружки та зменшенню заплутування. Для точної обробки технологія мінімальної кількості змащення (MQL), що поєднує стиснене повітря та невелику кількість мастила, може зменшити споживання охолоджуючої рідини, забезпечуючи змащення, сприяючи чистішому виробництву.
4. Контроль сил різання та стабільності процесу
Точний контроль сил різання має вирішальне значення для запобігання деформації заготовки та забезпечення точності обробки. Використовуючи датчики сили або системи моніторингу навантаження на шпиндель для моніторингу сигналів сили в режимі реального часу під час обробки, швидкість подачі або глибину різання можна динамічно регулювати, щоб уникнути перевищення меж сили різання. Для тонкостінних-або тонких валу-як-от фрезерні деталі з нержавіючої сталі сегментована обробка, симетричне різання або додавання допоміжних опор може ефективно зменшити деформацію під час обробки.
5. Оптимізуйте середовище затискання заготовки та обробки
Спосіб закріплення заготовки безпосередньо впливає на жорсткість системи обробки. Для деталей з нержавіючої сталі, які легко деформуються, слід використовувати спеціальні пристосування або додаткові точки затиску, щоб забезпечити рівномірний розподіл сили затиску та уникнути деформації заготовки, спричиненої надмірною локальною силою затиску. У середовищі прецизійної обробки контроль температури та вологості в майстерні для зменшення впливу факторів навколишнього середовища на стабільність розмірів заготовки також є важливим заходом для забезпечення точності деталей із нержавіючої сталі, оброблених із ЧПК-.
Висновок
Проблеми фрезерування нержавіючої сталі з ЧПУ пов’язані з такими властивостями її матеріалу, як висока твердість, низька теплопровідність, висока пластичність і тенденція до зміцнення. Ці виклики створюють систематичні проблеми для ріжучих інструментів, процесів і контролю процесу. З безперервним удосконаленням технологій ЧПК і матеріалів для ріжучих інструментів процеси обробки нержавіючої сталі продовжуватимуть розвиватися в напрямку вищої ефективності, вищої точності та вищої стабільності, забезпечуючи потужнішу технічну підтримку для-виробництва високоякісного обладнання.
зв'яжіться з нами
Для отримання додаткової інформації пропрокатний стан з нержавіючої сталіпроцесу або технічної консультації щодо рішень обробки для конкретних частин, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з нами. Ми надамо вам професійну технічну підтримку та послуги.
