اگر چیزی وجود داشته باشد که مدیر کارگاه ماشین آلات را در شب بیدار نگه می دارد، ترس از عملکرد ناسازگار ابزار است. شما احساس را می دانید. شما سفارش انبوهی از قطعات هوافضا دارید، دستگاه در حال کار است، و ناگهان ضربه می زند. ابزار خراب می شود، قطعه از بین می رود و حاشیه شما ضربه می زند. در Dezhou Drillstar Cutting Tool Co., Ltd، ما شاهد اجرای این سناریو به طور مداوم هستیم. علت اصلی؟ اغلب، این دستگاه نیست. آن است انتخاب مواد ابزار برش.
این مقاله راهنمای جامع شما برای درک این موضوع است مواد ابزار برش چشم انداز ما عمیقاً به چرایی آن خواهیم پرداخت کاربید به استاندارد صنعت تبدیل شده است، کشف کنید که کجا ابزار برش سرامیک بدرخشید و به مواد فوق سختی مانند نیترید بور مکعبی. چه در حال بریدن باشید چدن, آلومینیومیا فولاد سخت شده، درک خواص این مواد راز باز کردن بهتر قفل است عمر ابزار و پرداخت سطح
چرا انتخاب مواد ابزار برش برای عملیات ماشینکاری شما حیاتی است؟
این انتخاب ابزار برش مسلماً مهمترین تصمیم در فرآیند تولید است. این ابزار برش نقطه تماس بین گران قیمت شما است ماشین ابزار و خام قطعه کار. اگر آن نقطه تماس با شکست مواجه شود، همه چیز متوقف می شود.
ابتدا گرما را در نظر بگیرید. در طول عملیات ماشینکاری، درجه حرارت در لبه برش می تواند به بیش از 1000 درجه سانتیگراد برسد. اگر مواد ابزار برش کمبود دارد سختی گرم، نرم و تغییر شکل می دهد. این منجر به تحمل ضعیف و بخش رد می شود. مواد مورد استفاده در ابزارهای برش باید پایداری خود را حتی زمانی که گرما روشن است حفظ کنند.
دوم، ما باید در مورد آن صحبت کنیم مقاومت در برابر سایش. ابزاری که خیلی سریع فرسوده می شود نیاز به تغییرات مکرر دارد. این خرابی کارایی را از بین می برد. با انتخاب ابزار برش مناسب با تعادل مناسب از چقرمگی و مقاومت در برابر سایش، مطمئن می شوید که خط تولید شما به حرکت خود ادامه می دهد. در مورد پیش بینی پذیری است. وقتی توزیعکنندهای مثل شما ابزاری را به ماشینفروشی میفروشد، باید بداند که 500 قطعه دوام میآورد، نه اینکه 50 قطعه خراب شود.
انواع اصلی مواد ابزار برشی که امروزه در دسترس هستند کدامند؟
تاریخچه از برش فلز واقعا تاریخ علم مواد است. در طول قرن گذشته، ما از فولادهای کربنی ساده به کامپوزیت های پیشرفته که می توانند آلیاژهای سخت شده مانند کره را برش دهند، حرکت کرده ایم.
در اینجا یک تفکیک سریع از انواع مواد ابزار برش ما معمولا می بینیم:
- فولاد پرسرعت (HSS): قدیمی قابل اعتماد. سخته ولی سرعت نداره
- کاربید سیمانی: اسب کار. عالی مقاومت در برابر سایش و قابلیت های سرعت
- سرامیک: شیاطین سرعت برای گرمای زیاد عالی است، اما شکننده است.
- سرمت ها: ترکیبی از سرامیک و فلز. عالی برای تکمیل
- مواد فوق سخت (CBN و PCD): متخصصان سختی شدید یا مواد ساینده.
درک اینها انواع برش مواد به شما کمک می کند ابزار را با برنامه مطابقت دهید. از چکش شیشه ای برای زدن میخ استفاده نمی کنید و نباید از HSS برای تبدیل فولاد قالب سخت شده استفاده کنید.
چرا کاربید سیمانی استاندارد صنعتی برای ماشینکاری مدرن است؟
اگر وارد یک فروشگاه مدرن CNC شوید، اکثر ابزارهایی که می بینید - آسیاب های انتهایی، مته ها، درج ها - از آن ساخته شده اند. کاربید سیمانی. اما دقیقا چیست؟
کاربید سیمانی یک ماده مرکب است. از سخت تشکیل شده است کاربید تنگستن ذراتی که توسط یک چسب فلزی، معمولاً کبالت، به یکدیگر چسبانده شده اند. به آن مانند بتن فکر کنید: تنگستن سنگدانه (سنگ) و کبالت سیمان است. این ترکیب می دهد ابزار کاربید یک مزیت منحصر به فرد آنها فوق العاده سخت هستند، بالا ارائه می دهند مقاومت در برابر سایش، اما چسب کبالت چقرمگی کافی برای مقاومت در برابر نیروهای برش را بدون شکستن فوری فراهم می کند.
در Drillstar، ما از میکرو دانه با کیفیت بالا استفاده می کنیم کاربید میله ها برای تولید ما میله های کاربید جامد. هرچه دانه ریزتر باشد، لبه تیزتر می توانیم آسیاب کنیم و ابزار قوی تر است. ابزار برش کاربید می تواند با سرعت 2 تا 3 برابر سریعتر از HSS کار کند که مستقیماً به صرفه جویی در زمان ماشین ترجمه می شود.
ابزارهای فولادی پرسرعت (HSS) در مقایسه با ابزارهای برش کاربید چگونه است؟
ممکن است تعجب کنید، اگر کاربید خیلی عالی است، چرا فولاد پر سرعت هنوز وجود دارد؟ فولاد پر سرعت (HSS) زمانی که معرفی شد انقلابی بود و امکان کارهای زیادی را فراهم کرد سرعت برش بالا از مسن تر فولادهای ابزار کربنی.
مزیت اصلی HSS چقرمگی آن است. این می تواند شوک ها و ارتعاشاتی را جذب کند که باعث ایجاد ضربه می شود کاربید ابزار این امر HSS را ایده آل می کند:
- ماشینهای قدیمیتر و کمتر پایدار.
- برش های قطع شده
- ابزارهای پیچیده ای که به سختی از کاربید جامد آسیاب می شوند.
با این حال، HSS یک ضعف عمده دارد: سختی گرم. زمانی که سرعت برش افزایش می یابد، گرما به سرعت تولید می شود. در حدود 600 درجه سانتیگراد، HSS سختی خود را از دست می دهد. در مقابل، ابزار کاربید سیمانی سختی خود را در دماهای بسیار بالاتر حفظ می کنند. برای محیط های با تولید بالا که در آن زمان چرخه پادشاه است، برش کاربید تقریبا همیشه بهترین انتخاب است.
چه زمانی باید از ابزارهای برش سرامیکی در دستگاه خود استفاده کنید؟
ابزار برش سرامیک دسته بندی جذابی هستند آنها در درجه اول از اکسید آلومینیوم یا نیترید سیلیکون. این مواد فوق العاده سخت و از نظر شیمیایی پایدار هستند. آنها با آن واکنش نشان نمی دهند مواد قطعه کارکه از نوعی سایش به نام سایش دهانه جلوگیری می کند.
برش سرامیک در سناریوهای خاص می درخشد:
- چرخش با سرعت بالا: شما می توانید سرامیک ها را با سرعت های سطحی باورنکردنی اجرا کنید.
- چرخش سخت: ماشینکاری فولاد سخت شده (تا 60-65 HRC).
- سوپرآلیاژها: ماشینکاری آلیاژهای مبتنی بر نیکل مورد استفاده در موتورهای جت.
با این حال، مواد سرامیکی دارند حرارتی کم مقاوم در برابر ضربه (در برخی از گریدها) و بسیار شکننده هستند. اگر ماشینی دارید که یاتاقانهای آن شل است یا اگر برشهای سنگین انجام میدهید، الف ابزار برش سرامیکی ممکن است خرد شود آنها نیاز به یک تنظیم سفت و سخت دارند. اما وقتی به درستی اعمال شود، ابزار برش سرامیک می تواند فلز را با نرخ هایی که کاربید فقط نمی توان لمس کرد
نیترید بور مکعبی (CBN) چیست و چرا دومین ماده سخت است؟
وقتی در مورد سخت ترین مواد روی زمین صحبت می کنیم، الماس شماره یک است. اما درست پشت آن است نیترید بور مکعبی (CBN). CBN است دومین ماده سخت برای انسان شناخته شده است.
CBN در درجه اول برای ماشینکاری فلزات آهنی سخت استفاده می شود. برخلاف الماس، CBN در دماهای بالا با کربن واکنش نشان نمی دهد و آن را برای برش فولاد ایمن می کند. ابزار استفاده می شود با نکات CBN برای ماشینکاری فولادهای سخت شده، چدن ها و آهن های متخلخل.
استفاده از CBN به سازندگان اجازه می دهد تا عملیات سنگ زنی را با ماشین کاری جایگزین کنند. این فرآیندی است که به عنوان "چرخش سخت" شناخته می شود. به جای تنظیم چرخ سنگ زنی، از یک درج CBN برای تبدیل شفت سخت شده به اندازه استفاده می کنید. این بسیار سریعتر و سازگار با محیط زیست است زیرا خنک کننده کمتری مصرف می کند.
آیا ابزارهای برش الماس (PCD) راه حل نهایی برای مواد غیر آهنی هستند؟
ابزارهای الماس پلی کریستالی (PCD) سخت ترین ابزارهای برش موجود هستند. برش الماس بی نظیر ارائه می دهد مقاومت در برابر سایش. با این حال، یک گرفتاری وجود دارد. شما نمی توانید از الماس برای برش فولاد استفاده کنید.
چرا؟ زیرا فولاد حاوی کربن است و الماس کربن خالص است. در دمای بالای ماشین کاری، اتم های کربن موجود در الماس می خواهند به فولاد مهاجرت کنند. این باعث سایش سریع شیمیایی می شود.
بنابراین، ابزارهای PCD هستند بهترین ابزار برش انتخاب برای مواد غیر آهنی. این شامل:
- آلومینیوم آلیاژها (به خصوص آلومینیوم با سیلیکون بالا که در موتورهای خودرو استفاده می شود).
- مس و برنج.
- کامپوزیت های فیبر کربنی
- مواد ساینده مثل چوب و سرامیک
اگر بدنه های آلومینیومی را برای وسایل الکترونیکی ماشینکاری می کنید، یک ابزار PCD می تواند 50 تا 100 برابر بیشتر از ابزار برش کاربید سیمانی.
چگونه پوشش هایی مانند نیترید تیتانیوم لبه برش را بهبود می بخشد؟
مواد اولیه فقط نیمی از داستان است. برای استفاده حداکثری از ابزار، اغلب یک پوشش نازک اعمال می کنیم. معروف ترین آن پوشش طلایی رنگی است که روی مته ها می بینید: نیترید تیتانیوم (Tin).
پوشش ها چندین هدف را انجام می دهند:
- سختی: آنها سخت تر از بستر هستند و از آن محافظت می کنند لبه برش.
- روانکاری: آنها اصطکاک بین ابزار و تراشه را کاهش می دهند و گرما را کاهش می دهند.
- سد حرارتی: کمتر دارند هدایت حرارتی، گرما را در تراشه و خارج از ابزار نگه می دارد.
فراتر از قلع، ما از پوشش های پیشرفته مانند کربنیترید تیتانیوم (TiCN) و نیترید تیتانیوم آلومینیوم (AlTiN) استفاده می کنیم. AlTiN به ویژه برای ابزار برش کاربید در ماشینکاری خشک استفاده می شود زیرا وقتی گرم می شود یک لایه محافظ تشکیل می دهد اکسید آلومینیوم.
چه عواملی باید انتخاب شما را از ابزار برش راهنمایی کند؟
این انتخاب مواد ابزار برش نباید حدس بزند این باید یک تصمیم حساب شده بر اساس متغیرهای خاص باشد. وقتی در مورد خود با مشتریان مشورت می کنیم مته های کاربید، می پرسیم:
- جنس قطعه کار: آیا آلومینیوم نرم است یا چدن ساینده؟ موادی مانند تیتانیوم به ابزارهایی با خواص شیمیایی خاص برای جلوگیری از گیر کردن نیاز دارد.
- سختی: اگر HRC بالای 50 باشد، به کاربید یا CBN با کارایی بالا نیاز دارید.
- وضعیت ماشین: آیا دوک شما سفت است؟ اگر بله، می توانید از نمرات سخت تر و شکننده تر استفاده کنید. اگر نه، به سختی نیاز دارید.
- حجم تولید: برای یک نمونه اولیه، HSS ممکن است ارزان و خوب باشد. برای 10000 قطعه، هزینه هر قطعه یک روکش شده است کاربید ابزار بسیار پایین تر است
این ابزار مناسب آن چیزی است که کمترین هزینه را برای هر سوراخ یا هر سطح ماشینکاری شده به شما می دهد، نه لزوماً موردی که پایین ترین برچسب قیمت روی جعبه را دارد.
چگونه عمر ابزار را در مواد مختلف تعریف و اندازه گیری کنیم؟
عمر ابزار به طور کلی به عنوان زمانی تعریف می شود که یک ابزار قبل از خرابی یا تولید قطعات غیرقابل قبول به طور موثر برش می دهد. شکست ها به دلیل اتفاق می افتد سایش ابزارتراشه، یا تغییر شکل پلاستیک.
در برش کاربید سیمانی، ما به دنبال الگوهای سایش قابل پیش بینی هستیم. ما می خواهیم که ساییدگی پهلو به آرامی و یکنواخت رشد کند. اگر لبه برش تراشه (ریز ترک)، ابزار می تواند به طور فاجعه بار شکست بخورد.
متفاوت انواع برش تولید سایش متفاوت
- پوشیدن دهانه: فرورفتگی مقعر روی صورت ابزار، ناشی از واکنش شیمیایی و گرما است. رایج در برش فولاد.
- لباس پهلو: ساییدگی در کنار ابزار. این مکانیسم طبیعی پایان عمر برای بیشتر افراد است ابزار کاربید.
استفاده از مواد با بالا سختی گرم و پایداری شیمیایی (مانند کاربید تیتانیوم پوشش ها یا نیترید سیلیکون سرامیک) این مکانیسم های سایش را به تاخیر می اندازد.
هدایت حرارتی چگونه بر فرآیند برش تاثیر می گذارد؟
گرما دشمن است. توانایی یک ماده برای تحمل گرما با آن تعریف می شود هدایت حرارتی.
در برخی موارد، شما رسانایی بالا می خواهید. به عنوان مثال، PCD (الماس) دارای رسانایی حرارتی بسیار بالایی است، که به حذف گرما از منطقه برش در هنگام ماشینکاری کمک می کند. آلومینیوم.
در موارد دیگر، شما رسانایی کم می خواهید. مواد ابزار برش سرامیکی اغلب رسانایی حرارتی پایینی دارد. این باعث حفظ گرما در تراشه و قطعه کار می شود و از ساختار ابزار محافظت می کند. با این حال، این نیز به معنای سرامیک مستعد ابتلا به شوک حرارتی. اگر مایع خنککننده را روی یک سرامیک داغ بریزید، ممکن است مانند یک لیوان داغ در آب سرد ترک بخورد.
درک این موضوع کمک می کند انتخاب ابزار برش استراتژیهایی مانند خیس کردن (با مایع خنککننده) یا خشک کردن.
متعادل کردن هزینه در مقابل عملکرد: دیدگاه سازنده
به عنوان تولید کننده از درج کاربید سیمانی، من اغلب باید به توزیع کنندگان توضیح دهم که چرا یک ابزار هزینه ای دارد که انجام می دهد.
یک ابزار استاندارد ممکن است از دانه درشت تری استفاده کند کاربید تنگستن. ارزان تر است یک ابزار درجه یک از کاربید زیر میکرو دانه با 12 درصد کبالت و یک پوشش نانو چند لایه استفاده می کند. ابزار پرمیوم ممکن است 30 درصد بیشتر هزینه داشته باشد اما 300 درصد بیشتر دوام بیاورد.
برای عملیات ماشینکاری در جایی که زمان توقف گران است (مانند یک خط تولید خودکار عظیم)، ابزار گران قیمت در واقع گزینه ارزانتری است. با این حال، برای یک کارگاه کوچک که تعمیرات یکباره انجام می دهد، برش بالا عملکرد نمرات برتر ممکن است بیش از حد باشد.
این راهنمای ابزار برش خرید ساده است: هزینه هر قطعه را محاسبه کنید، نه هزینه هر ابزار.
خلاصه: نکات کلیدی برای انتخاب مواد ابزار برش
پیمایش در جهان درج ابزار برش و ابزارهای جامد می توانند پیچیده باشند. در اینجا مهمترین چیزهایی است که باید از این راهنما به خاطر بسپارید:
- کاربید سیمانی پادشاه است: بهترین تعادل را ارائه می دهد سختی و چقرمگی برای 80٪ از برنامه های کاربردی برش.
- مطابقت با مواد: از PCD برای مواد غیر آهنی مانند آلومینیوم. از CBN برای فولادهای سخت استفاده کنید. برای سوپرآلیاژها از سرامیک استفاده کنید.
- مدیریت حرارت: دمای بالا ابزار کشتن مواد مناسب را انتخاب کنید سختی گرم و هدایت حرارتی.
- پوشش ها اهمیت دارند: نیترید تیتانیوم و سایر پوشش های PVD/CVD به طور قابل توجهی گسترش می یابند عمر ابزار با کاهش اصطکاک و جلوگیری از گرما.
- هزینه در مقابل ارزش: فقط به برچسب قیمت نگاه نکنید. الف لبه برش تیز ماندگاری بیشتر باعث کاهش زمان از کار افتادن دستگاه و نرخ ضایعات می شود.
- HSS دارای یک طاقچه است: تخفیف نده فولاد پر سرعت برای تنظیمات ناپایدار یا ماشین های قدیمی که در آن سختی سرعت می زند
در Drillstar، ما متعهد هستیم که به شما در یافتن آن کمک کنیم ابزار برش مناسب برای کار این که آیا شما به استاندارد نیاز دارید دستگاه سنگ زنی مته راه حل ها یا پروفیل های کاربید سفارشی، درک علم مواد اولین گام به سمت موفقیت در ماشین کاری است.
