Калі і ёсць адна рэч, якая не дае кіраўніку механічнага цэха спаць па начах, дык гэта страх перад нестабільнай прадукцыйнасцю інструмента. Вы ведаеце гэта пачуццё. У вас вялікі заказ аэракасмічных дэталяў, машына працуе, і раптам — пстрычка. Інструмент ламаецца, дэталь выпісваецца ў металалом, і ваш запас атрымлівае ўдар. Мы ў Dezhou Drillstar Cutting Tool Co., Ltd пастаянна назіраем, як гэты сцэнар адбываецца. Першапрычына? Часта гэта не машына; гэта выбар матэрыялу рэжучага інструмента.
Гэты артыкул - ваша поўнае кіраўніцтва па разуменні матэрыял рэжучага інструмента пейзаж. Мы паглыбімся ў тое, чаму карбіду стала галіновым стандартам, вывучыце дзе керамічныя рэжучыя інструменты бляск, і глядзець на звышцвёрдыя матэрыялы, як кубічны нітрыд бору. Ці вы рэжаце чыгун, алюміній, або загартаванай сталі, разуменне ўласцівасцей гэтых матэрыялаў - сакрэт лепшага разблакоўкі тэрмін службы інструмента і аздабленне паверхні.
Чаму выбар матэрыялу рэжучага інструмента мае вырашальнае значэнне для апрацоўкі?
The выбар рэжучага інструмента гэта, магчыма, самае важнае рашэнне ў працэсе вытворчасці. The рэжучы інструмент з'яўляецца кропкай судотыку паміж вашым дарагім станок і сырыя нарыхтоўка. Калі гэтая кропка кантакту выходзіць з ладу, усё астатняе спыняецца.
Па-першае, улічвайце цяпло. Падчас аперацыі механічнай апрацоўкі, тэмпература на ст рэжучая абза можа падымацца да 1000°C. Калі матэрыял рэжучага інструмента недахопы гарачая цвёрдасць, ён размягчыцца і дэфармуецца. Гэта прыводзіць да дрэнных допускаў і адхіленай часткі. Матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў рэжучых інструментах павінны захоўваць сваю стабільнасць, нават калі цяпло ўключана.
Па-другое, мы павінны пагаварыць пра зносаўстойлівасць. Інструмент, які занадта хутка зношваецца, патрабуе частай змены. Гэты прастой забівае эфектыўнасць. Выбіраючы правы рэжучы інструмент з адпаведным балансам трываласць і зносаўстойлівасць, вы гарантуеце, што ваша вытворчая лінія працягвае рухацца. Гаворка ідзе пра прадказальнасць. Калі такі дыстрыб'ютар, як вы, прадае інструмент у машынную майстэрню, ён павінен ведаць, што яго хопіць на 500 дэталяў, а не на 50.
Якія асноўныя віды матэрыялаў рэжучага інструмента існуюць сёння?
Гісторыя в рэзка металу гэта сапраўды гісторыя матэрыялазнаўства. За апошняе стагоддзе мы перайшлі ад простых вугляродзістых сталей да ўдасканаленых кампазітаў, якія могуць прарэзаць зацвярдзелыя сплавы, такія як масла.
Вось кароткая разборка віды матэрыялаў рэжучага інструмента мы звычайна бачым:
- Хуткарэзная сталь (HSS): Стары надзейны. Цяжка, але не хапае хуткасці.
- Цвёрдасплаўны: Рабочы конік. Выдатна зносаўстойлівасць і хуткасныя магчымасці.
- Кераміка: Дэманы хуткасці. Выдатна падыходзіць для высокай тэмпературы, але далікатны.
- Керметы: Сумесь керамікі і металу. Выдатна падыходзіць для аздаблення.
- Звышцвёрдыя матэрыялы (CBN і PCD): Спецыялісты па экстрэмальнай цвёрдасці або абразіўным матэрыялам.
Разуменне гэтых віды рэзкі матэрыялы дапамогуць падабраць інструмент для прымянення. Вы не будзеце выкарыстоўваць шкляны малаток, каб забіць цвік, і вы не павінны выкарыстоўваць HSS для апрацоўкі загартаванай сталі.
Чаму карбід з'яўляецца галіновым стандартам для сучаснай апрацоўкі?
Калі вы заходзіце ў любы сучасны цэх з ЧПУ, то пераважная большасць інструментаў, якія вы бачыце — канцавыя фрэзы, свердзелы, пласціны — зроблены з цэментаваны карбід. Але што гэта менавіта?
Цвёрдасплаўны з'яўляецца кампазітным матэрыялам. Складаецца з жорсткіх карбід вальфраму часціцы, змацаваныя паміж сабой металічным злучным рэчывам, звычайна кобальтам. Думайце пра гэта як пра бетон: вальфрам - гэта запаўняльнік (камень), а кобальт - цэмент. Гэта спалучэнне дае цвёрдасплаўныя інструменты унікальная перавага. Яны неверагодна жорсткія, прапануюць высока зносаўстойлівасць, але кобальтавае звязальнае забяспечвае дастатковую трываласць, каб супрацьстаяць сілам рэзання без неадкладнага разбурэння.
У Drillstar мы выкарыстоўваем высакаякаснае мікразерне карбіду стрыжні для вытворчасці нашых Цвёрдасплаўныя стрыжні. Чым драбней зерне, тым больш востры край мы можам адшліфаваць, і тым мацней інструмент. Цвёрдасплаўныя рэжучыя інструменты можа працаваць на хуткасцях, у 2-3 разы большых, чым HSS, што непасрэдна азначае эканомію грошай на машынным часе.
Як інструменты з хуткарэзнай сталі (HSS) у параўнанні з цвёрдасплаўнымі рэжучымі інструментамі?
Вы можаце задацца пытаннем, калі карбіду так выдатна, чаму хуткарэзная сталь яшчэ існуюць? Хуткарэзная сталь (HSS) быў рэвалюцыяй, калі ён быў уведзены, дазваляючы многае высокія хуткасці рэзкі чым старэй вугляродзістыя інструментальныя сталі.
Галоўная перавага HSS - гэта яго трываласць. Ён можа паглынаць удары і вібрацыі, якія могуць адарвацца карбіду інструмент. Гэта робіць HSS ідэальным для:
- Старыя, менш стабільныя машыны.
- Перапыненыя скарачэнні.
- Інструменты складанай формы, якія цяжка адшліфаваць з цвёрдага сплаву.
Аднак у HSS ёсць сур'ёзная слабасць: гарачая цвёрдасць. Калі хуткасць рэзкі павялічваецца, хутка вылучаецца цяпло. Каля 600°C, HSS губляе сваю цвёрдасць. Наадварот, цвёрдасплаўныя інструменты захоўваюць сваю цвёрдасць пры значна больш высокіх тэмпературах. Для высокапрадукцыйных асяроддзяў, дзе час цыклу з'яўляецца каралём, цвёрдасплаўная рэзка амаль заўсёды лепшы выбар.
Калі вы павінны выкарыстоўваць керамічныя рэжучыя інструменты ў вашым станку?
Керамічныя рэжучыя інструменты займальная катэгорыя. Яны складаюцца пераважна з аксід алюмінія або нітрыд крэмнію. Гэтыя матэрыялы неверагодна цвёрдыя і хімічна ўстойлівыя. Яны не рэагуюць на матэрыял нарыхтоўкі, які прадухіляе тып зносу, які называецца кратэрным.
Керамічная рэзка свеціць у пэўных сцэнарах:
- Высакахуткасны паварот: Вы можаце кіраваць керамікай на неверагоднай хуткасці паверхні.
- Жорсткі паварот: Апрацоўка загартаванай сталі (да 60-65 HRC).
- Суперсплавы: Апрацоўка сплаваў на аснове нікеля, якія выкарыстоўваюцца ў рэактыўных рухавіках.
аднак, керамічныя матэрыялы мець нізкая цеплавая ўдаратрываласць (у некаторых гатунках) і вельмі далікатныя. Калі ў вас машына з аслабленымі падшыпнікамі або калі вы выконваеце цяжкія перарывістыя рэзы, а інструмент для рэзкі керамікі можа разбіцца. Яны патрабуюць жорсткай ўстаноўкі. Але пры правільным ужыванні, керамічныя рэжучыя інструменты можа выдаліць метал з такімі хуткасцямі карбіду проста нельга дакранацца.
Што такое кубічны нітрыд бору (CBN) і чаму гэта другі па цвёрдасці матэрыял?
Калі мы гаворым пра самыя цвёрдыя матэрыялы на зямлі, нумар адзін - алмаз. Але адразу за ім кубічны нітрыд бору (CBN). CBN - гэта другі па трываласці матэрыял вядомы чалавеку.
CBN у асноўным выкарыстоўваецца для апрацоўкі цвёрдых чорных металаў. У адрозненне ад алмаза, CBN не рэагуе з вугляродам пры высокіх тэмпературах, што робіць яго бяспечным для рэзкі сталі. Інструменты выкарыстоўваюцца з CBN наканечнікамі для машыннай апрацоўкі загартаванай сталі, чыгуну і спеченного чыгуну.
Выкарыстанне CBN дазваляе вытворцам замяняць аперацыі шліфавання механічнай апрацоўкай. Гэта працэс, вядомы як "жорсткае паварот". Замест таго, каб наладжваць шліфавальны круг, вы выкарыстоўваеце ўстаўку з CBN, каб павярнуць загартаваны вал па памеры. Гэта нашмат хутчэй і больш экалагічна, паколькі расходуецца менш астуджальнай вадкасці.
Ці з'яўляюцца алмазныя рэжучыя інструменты (PCD) канчатковым рашэннем для каляровых матэрыялаў?
Інструменты з полікрышталічнага алмаза (PCD) - гэта самыя цвёрдыя рэжучыя інструменты. Алмазная агранка прапануе беспрэцэдэнтныя зносаўстойлівасць. Аднак тут ёсць падвох. Вы не можаце выкарыстоўваць алмаз для рэзкі сталі.
чаму? Бо сталь змяшчае вуглярод, а алмаз - гэта чысты вуглярод. Пры высокіх тэмпературах апрацоўкі атамы вугляроду ў алмазе хочуць міграваць у сталь. Гэта выклікае хуткі хімічны знос.
таму, Інструменты PCD з'яўляюцца лепшы рэжучы інструмент выбар для каляровыя матэрыялы. Гэта ўключае ў сябе:
- Алюміній сплавы (асабліва высокакрэмністы алюміній, які выкарыстоўваецца ў аўтамабільных рухавіках).
- Медзь і латунь.
- Кампазіты з вугляроднага валакна.
- Абразіўныя матэрыялы як дрэва і кераміка.
Калі вы апрацоўваеце алюмініевыя карпусы для электронікі, інструмент PCD можа праслужыць у 50-100 разоў даўжэй, чым інструмент рэжучы інструмент з цвёрдага сплаву.
Як такія пакрыцця, як нітрыд тытана, паляпшаюць рэжучую абзу?
Базавы матэрыял - гэта толькі палова справы. Каб атрымаць максімальную аддачу ад інструмента, мы часта наносім тонкае пакрыццё. Самы вядомы з іх - залацістае пакрыццё, якое вы бачыце на свердзелах: Нітрыд тытана (TiN).
Пакрыцці служаць некалькім мэтам:
- Цвёрдасць: Яны цвярдзей падкладкі, абараняючы рэжучая абза.
- змазачныя здольнасці: Яны памяншаюць трэнне паміж інструментам і чыпам, памяншаючы нагрэў.
- Цеплавы бар'ер: У іх ніжэй цеплаправоднасць, захоўваючы цяпло ў чыпе і па-за межамі інструмента.
Акрамя TiN, мы выкарыстоўваем удасканаленыя пакрыцця, такія як карбанітрыд тытана (TiCN) і нітрыд тытана алюмінія (AlTiN). AlTiN асабліва добры для цвёрдасплаўныя рэжучыя інструменты выкарыстоўваецца ў сухой апрацоўцы, таму што калі ён награваецца, ён утварае ахоўны пласт аксід алюмінія.
На якія фактары варта арыентавацца пры выбары рэжучага інструмента?
The выбар матэрыялу рэжучага інструмента не павінна быць здагадкай. Гэта павінна быць разлічанае рашэнне, заснаванае на канкрэтных зменных. Калі мы кансультуемся з кліентамі наконт нашых Цвёрдасплаўныя свердзела, пытаемся:
- Матэрыял нарыхтоўкі: Гэта мяккі алюміній або абразіўны чыгун? Матэрыялы, як тытан патрабуе інструментаў са спецыфічнымі хімічнымі ўласцівасцямі, каб прадухіліць захоп.
- Цвёрдасць: Калі HRC вышэй за 50, вам патрэбен высокаэфектыўны карбід або CBN.
- Стан машыны: Ваш шпіндзель жорсткі? Калі так, вы можаце выкарыстоўваць больш цвёрдыя і далікатныя гатункі. Калі не, вам патрэбна цвёрдасць.
- Аб'ём вытворчасці: Для прататыпа HSS можа быць танным і добрым. Для 10000 дэталяў, кошт за дэталь з пакрыццём карбіду інструмент нашмат ніжэй.
The правільны інструмент гэта той, які дае вам самы нізкі кошт за адтуліну або за апрацаваную паверхню, не абавязкова той, які мае самую нізкую цану на скрынцы.
Як мы вызначаем і вымяраем тэрмін службы інструмента ў розных матэрыялах?
Тэрмін службы інструмента звычайна вызначаецца як час, за які інструмент эфектыўна рэжа, перш чым ён выйдзе з ладу або вырабіць непрымальныя дэталі. Няўдачы здараюцца з-за знос інструмента, сколы або пластычная дэфармацыя.
У цвёрдасплаўнай рэзкі, мы шукаем прадказальныя мадэлі зносу. Мы хочам, каб зношванне фланга расло павольна і раўнамерна. Калі рэжучая абза сколы (мікратрэшчыны), інструмент можа катастрафічна выйсці з ладу.
Розныя віды рэзкі ствараць розны знос.
- Адзенне кратэра: Увагнутае паглыбленне на в твар інструмента, выкліканыя хімічнай рэакцыяй і цяплом. Распаўсюджаная пры рэзцы сталі.
- Адзенне на баку: Пацёртасць на баку інструмента. Гэта нармальны механізм канца жыцця для большасці цвёрдасплаўныя інструменты.
Выкарыстанне матэрыялаў з выс гарачая цвёрдасць і хімічная стабільнасць (як карбід тытана пакрыцця або нітрыд крэмнію кераміка) затрымлівае гэтыя механізмы зносу.
Як цеплаправоднасць ўплывае на працэс рэзкі?
Цяпло - вораг. Здольнасць матэрыялу пераносіць цяпло вызначаецца яго цеплаправоднасць.
У некаторых выпадках вам патрэбна высокая праводнасць. Напрыклад, PCD (алмаз) мае вельмі высокую цеплаправоднасць, якая дапамагае адводзіць цяпло ад зоны рэзкі пры апрацоўцы алюміній.
У іншых выпадках вам патрэбна нізкая праводнасць. Матэрыял керамічнага рэжучага інструмента часта мае нізкую цеплаправоднасць. Гэта захоўвае цяпло ў стружцы і нарыхтоўцы, абараняючы структуру інструмента. Аднак гэта таксама азначае керамічны успрымальны да цеплавой ўдар. Калі вы прадзьмухнеце астуджальную вадкасць на гарачую керамічную ўстаўку, яна можа трэснуць, як гарачае шкло ў халоднай вадзе.
Разуменне гэтага дапамагае ў выбар рэжучага інструмента стратэгіі, напрыклад, ці працаваць мокрым (з астуджальнай вадкасцю) або сухім.
Балансаванне кошту і прадукцыйнасці: пункт гледжання вытворцы
Як вытворца Цвёрдасплаўныя ўстаўкі, мне часта даводзіцца тлумачыць дыстрыб'ютарам, чаму інструмент каштуе столькі, колькі ён робіць.
Стандартны інструмент можа выкарыстоўваць больш буйное зерне карбід вальфраму. Гэта танней. Інструмент прэміум-класа выкарыстоўвае цвёрды сплав субмікразерня з 12% кобальту і шматслаёвае нанапакрыццё. Інструмент прэміум-класа можа каштаваць на 30% даражэй, але служыць на 300% даўжэй.
Для аперацыі механічнай апрацоўкі там, дзе час прастою дарагі (напрыклад, на масіўнай аўтаматызаванай вытворчай лініі), дарагі інструмент на самай справе з'яўляецца больш танным варыянтам. Аднак для невялікай майстэрні, якая займаецца аднаразовым рамонтам высокая рэзка прадукцыйнасць вышэйшых гатункаў можа быць празмернай.
The кіраўніцтва па рэжучаму інструменту Купля простая: разлічыце кошт дэталі, а не кошт інструмента.
Рэзюмэ: ключавыя вывады для выбару матэрыялаў рэжучага інструмента
Навігацыя па свеце устаўкі для рэжучага інструмента і цвёрдыя інструменты могуць быць складанымі. Вось найбольш важныя рэчы, якія трэба памятаць з гэтага кіраўніцтва:
- Цвёрдасплаў - гэта кароль: Ён прапануе найлепшы баланс цвёрдасць і трываласць на 80%. аплікацыі для выразання.
- Супастаўце матэрыял: Выкарыстоўвайце PCD для каляровыя матэрыялы падабаецца алюміній. Выкарыстоўвайце CBN для цвёрдых сталей. Выкарыстоўвайце кераміку для суперсплавов.
- Кіраванне цяплом: Высокія тэмпературы інструменты забойства. Выбірайце адпаведныя матэрыялы гарачая цвёрдасць і цеплаправоднасць.
- Матэрыя пакрыццяў: Нітрыд тытана і іншыя PVD/CVD пакрыцця значна пашыраюцца тэрмін службы інструмента шляхам памяншэння трэння і блакавання цяпла.
- Кошт супраць кошту: Не проста глядзіце на цэннік. А вострая рэжучая абза які служыць даўжэй, памяншае час прастою машыны і колькасць лому.
- HSS мае нішу: Не скідаць з рахункаў хуткарэзная сталь для нестабільных установак або старых машын цвёрдасць б'е хуткасць.
У Drillstar мы імкнемся дапамагчы вам знайсці правы рэжучы інструмент за працу. Ці патрэбны вам стандарт Шліфавальны станок для свердзелаў рашэнняў або нестандартных цвёрдасплаўных профіляў, разуменне навукі аб матэрыяле - першы крок да поспеху апрацоўкі.
