अगर कोई एक चीज है जो मशीन शॉप प्रबंधक को रात में जगाए रखती है, तो वह उपकरण के असंगत प्रदर्शन का डर है। आप भावना को जानते हैं. आपके पास एयरोस्पेस भागों का एक विशाल ऑर्डर है, मशीन चल रही है, और अचानक-तस्वीर। उपकरण टूट जाता है, भाग टूट जाता है और आपके मार्जिन पर असर पड़ता है। डेझोउ ड्रिलस्टार कटिंग टूल कंपनी लिमिटेड में, हम इस परिदृश्य को लगातार चलते देखते हैं। मूल कारण? अक्सर, यह मशीन नहीं होती; यह है काटने के उपकरण की सामग्री का चयन.
यह लेख समझने के लिए आपका व्यापक मार्गदर्शक है काटने के उपकरण की सामग्री परिदृश्य. हम इसकी गहराई में उतरेंगे कि ऐसा क्यों है कार्बाइड उद्योग मानक बन गया है, पता लगाएं कि कहां सिरेमिक काटने के उपकरण चमकें, और जैसे सुपरहार्ड सामग्रियों को देखें घन बोरान नाइट्राइड. चाहे आप काट रहे हों कच्चा लोहा, एल्यूमीनियम, या कठोर स्टील, इन सामग्रियों के गुणों को समझना बेहतर अनलॉक करने का रहस्य है उपकरण जीवन और सतह खत्म.
आपके मशीनिंग परिचालन के लिए काटने के उपकरण की सामग्री का चुनाव महत्वपूर्ण क्यों है?
द काटने के उपकरण का चयन यह विनिर्माण प्रक्रिया में यकीनन सबसे महत्वपूर्ण निर्णय है। द काटने का औज़ार आपके महँगे के बीच संपर्क का बिंदु है मशीन उपकरण और कच्चा वर्कपीस. यदि वह संपर्क बिंदु विफल हो जाता है, तो बाकी सब कुछ रुक जाता है।
सबसे पहले, गर्मी पर विचार करें. दौरान मशीनिंग संचालन, तापमान पर अत्याधुनिक 1000°C से अधिक तक बढ़ सकता है। यदि काटने के उपकरण की सामग्री कमी है गरम कठोरता, यह नरम और विकृत हो जाएगा। इससे सहनशीलता में कमी आती है और भाग अस्वीकृत हो जाता है। काटने के औजारों में प्रयुक्त सामग्री गर्मी चालू होने पर भी उन्हें अपनी स्थिरता बनाए रखनी चाहिए।
दूसरा, हमें बात करनी होगी पहनने का प्रतिरोध. जो उपकरण बहुत जल्दी ख़राब हो जाता है उसे बार-बार बदलने की आवश्यकता होती है। यह डाउनटाइम दक्षता को ख़त्म कर देता है। का चयन करके सही काटने का उपकरण के उचित संतुलन के साथ कठोरता और पहनने का प्रतिरोध, आप सुनिश्चित करते हैं कि आपकी उत्पादन लाइन चलती रहे। यह पूर्वानुमेयता के बारे में है। जब आप जैसा कोई वितरक मशीन की दुकान पर कोई उपकरण बेचता है, तो उन्हें यह जानना होगा कि यह 500 भागों तक चलेगा, 50 पर विफल नहीं होगा।
आज उपलब्ध मुख्य प्रकार की काटने के उपकरण सामग्री क्या हैं?
का इतिहास धातु काटना वास्तव में पदार्थ विज्ञान का इतिहास है। पिछली शताब्दी में, हम साधारण कार्बन स्टील्स से उन्नत कंपोजिट की ओर बढ़ गए हैं जो मक्खन जैसे कठोर मिश्र धातुओं को काट सकते हैं।
यहां इसका त्वरित विवरण दिया गया है काटने के उपकरण सामग्री के प्रकार हम आम तौर पर देखते हैं:
- हाई-स्पीड स्टील (एचएसएस): पुराना विश्वसनीय. कठिन, लेकिन गति का अभाव है।
- सीमेंटेड कार्बाइड: काम का घोड़ा. बहुत बढ़िया पहनने का प्रतिरोध और गति क्षमताएं।
- चीनी मिट्टी की चीज़ें: गति राक्षस. तेज़ गर्मी के लिए बढ़िया, लेकिन भंगुर।
- सिरमेट: सिरेमिक और धातु का मिश्रण। फिनिशिंग के लिए बढ़िया.
- सुपरहार्ड सामग्री (सीबीएन और पीसीडी): अत्यधिक कठोरता या अपघर्षक सामग्री के विशेषज्ञ।
इन्हें समझना काटने के प्रकार सामग्री आपको टूल को एप्लिकेशन से मिलाने में मदद करती है। आप कील ठोकने के लिए कांच के हथौड़े का उपयोग नहीं करेंगे, और आपको कठोर मोल्ड स्टील को मोड़ने के लिए एचएसएस का उपयोग नहीं करना चाहिए।
आधुनिक मशीनिंग के लिए सीमेंटेड कार्बाइड उद्योग मानक क्यों है?
यदि आप किसी भी आधुनिक सीएनसी दुकान में जाते हैं, तो आप जो अधिकांश उपकरण देखते हैं - एंड मिल्स, ड्रिल, इंसर्ट - बने होते हैं सीमेंटेड कार्बाइड. लेकिन वास्तव में यह क्या है?
सीमेंटेड कार्बाइड एक मिश्रित सामग्री है. इसमें कठोर होता है टंगस्टन कार्बाइड कण एक धातु बाइंडर, आमतौर पर कोबाल्ट द्वारा एक साथ सीमेंट किए जाते हैं। इसे कंक्रीट की तरह समझें: टंगस्टन समुच्चय (पत्थर) है, और कोबाल्ट सीमेंट है। यह संयोजन देता है कार्बाइड उपकरण एक अनोखा लाभ. वे अविश्वसनीय रूप से कठिन हैं, उच्च पेशकश करते हैं पहनने का प्रतिरोध, लेकिन कोबाल्ट बाइंडर तुरंत टूटने के बिना काटने वाली ताकतों का सामना करने के लिए पर्याप्त कठोरता प्रदान करता है।
ड्रिलस्टार में, हम उच्च गुणवत्ता वाले सूक्ष्म अनाज का उपयोग करते हैं कार्बाइड हमारे निर्माण के लिए छड़ें ठोस कार्बाइड की छड़ें. अनाज जितना महीन होगा, हम उतनी ही तेज़ धार से पीस सकते हैं और उपकरण उतना ही मजबूत होगा। कार्बाइड काटने के उपकरण एचएसएस की तुलना में 2 से 3 गुना तेज गति से चल सकता है, जिसका सीधा मतलब है कि मशीन के समय पर पैसे की बचत होती है।
हाई-स्पीड स्टील (एचएसएस) उपकरण कार्बाइड काटने वाले उपकरण से कैसे तुलना करते हैं?
आपको आश्चर्य हो सकता है, यदि कार्बाइड बहुत बढ़िया है, क्यों करता है हाई-स्पीड स्टील अभी भी अस्तित्व में है? हाई-स्पीड स्टील (एचएसएस) जब पेश किया गया तो यह एक क्रांति थी, जिससे बहुत कुछ करने की अनुमति मिली उच्च काटने की गति से अधिक उम्र का कार्बन उपकरण स्टील्स.
एचएसएस का मुख्य लाभ इसकी कठोरता है। यह झटके और कंपन को अवशोषित कर सकता है जो टूट जाएगा कार्बाइड औज़ार. यह HSS को इनके लिए आदर्श बनाता है:
- पुरानी, कम स्थिर मशीनें।
- बाधित कटौती.
- जटिल रूप के उपकरण जिन्हें ठोस कार्बाइड से पीसना मुश्किल होता है।
हालाँकि, HSS की एक बड़ी कमजोरी है: गरम कठोरता. जब काटने की गति बढ़ती है, गर्मी तेजी से उत्पन्न होती है। लगभग 600°C पर, एचएसएस अपनी कठोरता खो देता है. इसके विपरीत, सीमेंटेड कार्बाइड उपकरण बहुत अधिक तापमान पर भी उनकी कठोरता बरकरार रहती है। उच्च-उत्पादन वाले वातावरण के लिए जहां चक्र का समय राजा है, कार्बाइड काटना लगभग हमेशा ही बेहतर विकल्प होता है।
आपको अपनी मशीन में सिरेमिक कटिंग टूल्स का उपयोग कब करना चाहिए?
सिरेमिक काटने के उपकरण एक आकर्षक श्रेणी है. वे मुख्य रूप से बने हैं एल्यूमीनियम ऑक्साइड या सिलिकॉन नाइट्राइड. ये सामग्रियां अविश्वसनीय रूप से कठोर और रासायनिक रूप से स्थिर हैं। वे इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करते वर्कपीस सामग्री, जो क्रेटर वियर नामक एक प्रकार के घिसाव को रोकता है।
सिरेमिक काटना विशिष्ट परिदृश्यों में चमकता है:
- हाई-स्पीड टर्निंग: आप सिरेमिक को अविश्वसनीय सतह गति से चला सकते हैं।
- कठिन मोड़: कठोर स्टील की मशीनिंग (60-65 एचआरसी तक)।
- सुपरअलॉय: जेट इंजनों में मशीनिंग निकेल-आधारित मिश्रधातु का उपयोग किया जाता है।
हालाँकि, सिरेमिक सामग्री है कम तापीय आघात प्रतिरोध (कुछ ग्रेड में) और बहुत भंगुर होते हैं। यदि आपके पास ढीले बियरिंग वाली मशीन है या यदि आप भारी बाधित कटौती कर रहे हैं, तो ए सिरेमिक काटने का उपकरण टूट सकता है. उन्हें एक कठोर सेटअप की आवश्यकता होती है. लेकिन जब सही ढंग से लागू किया जाए, सिरेमिक काटने के उपकरण की दरों पर धातु को हटा सकते हैं कार्बाइड बस छू नहीं सकता.
क्यूबिक बोरोन नाइट्राइड (सीबीएन) क्या है और यह दूसरा सबसे कठोर पदार्थ क्यों है?
जब हम पृथ्वी पर सबसे कठोर पदार्थों की बात करते हैं तो हीरा पहले नंबर पर है। लेकिन ठीक इसके पीछे है घन बोरान नाइट्राइड (सीबीएन)। सीबीएन है दूसरा सबसे कठोर पदार्थ मनुष्य को ज्ञात है.
सीबीएन का उपयोग मुख्य रूप से कठोर लौह धातुओं की मशीनिंग के लिए किया जाता है। हीरे के विपरीत, सीबीएन उच्च तापमान पर कार्बन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, जिससे यह स्टील काटने के लिए सुरक्षित हो जाता है। औजारों का प्रयोग किया जाता है कठोर स्टील्स, कच्चा लोहा, और सिंटर्ड आयरन को मशीन करने के लिए सीबीएन युक्तियों के साथ।
सीबीएन का उपयोग करने से निर्माताओं को पीसने के संचालन को मशीनिंग से बदलने की अनुमति मिलती है। यह एक प्रक्रिया है जिसे "हार्ड टर्निंग" के नाम से जाना जाता है। ग्राइंडिंग व्हील स्थापित करने के बजाय, आप कठोर शाफ्ट को आकार में बदलने के लिए सीबीएन इंसर्ट का उपयोग करते हैं। यह बहुत तेज़ और पर्यावरण के अनुकूल है क्योंकि यह कम शीतलक का उपयोग करता है।
क्या हीरा काटने के उपकरण (पीसीडी) अलौह सामग्रियों के लिए अंतिम समाधान हैं?
पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड (पीसीडी) उपकरण उपलब्ध सबसे कठिन काटने वाले उपकरण हैं। हीरा काटना अद्वितीय ऑफर करता है पहनने का प्रतिरोध. हालांकि, वहाँ एक पकड़ है। आप स्टील को काटने के लिए हीरे का उपयोग नहीं कर सकते।
क्यों? क्योंकि स्टील में कार्बन होता है और हीरा शुद्ध कार्बन होता है। मशीनिंग के उच्च तापमान पर, हीरे में कार्बन परमाणु स्टील में स्थानांतरित होना चाहते हैं। इससे तेजी से रासायनिक घिसाव होता है।
इसलिए, पीसीडी उपकरण हैं सबसे अच्छा काटने का उपकरण के लिए विकल्प अलौह सामग्री. इसमें शामिल हैं:
- अल्युमीनियम मिश्रधातुएँ (विशेषकर ऑटोमोटिव इंजनों में प्रयुक्त उच्च-सिलिकॉन एल्युमीनियम)।
- तांबा और पीतल.
- कार्बन फाइबर कंपोजिट.
- अपघर्षक पदार्थ लकड़ी और चीनी मिट्टी की चीज़ें की तरह.
यदि आप इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एल्यूमीनियम हाउसिंग की मशीनिंग कर रहे हैं, तो एक पीसीडी उपकरण एक की तुलना में 50 से 100 गुना अधिक समय तक चल सकता है। सीमेंटेड कार्बाइड काटने का उपकरण.
टाइटेनियम नाइट्राइड जैसी कोटिंग्स अत्याधुनिकता को कैसे बेहतर बनाती हैं?
आधार सामग्री केवल आधी कहानी है। किसी उपकरण से अधिकतम लाभ प्राप्त करने के लिए, हम अक्सर एक पतली कोटिंग लगाते हैं। सबसे प्रसिद्ध वह सोने के रंग की कोटिंग है जिसे आप ड्रिल बिट्स पर देखते हैं: टाइटेनियम नाइट्राइड (टीआईएन)।
कोटिंग्स कई उद्देश्यों की पूर्ति करती हैं:
- कठोरता: वे सब्सट्रेट की तुलना में अधिक कठोर होते हैं और इसकी रक्षा करते हैं अत्याधुनिक.
- चिकनाई: वे उपकरण और चिप के बीच घर्षण को कम करते हैं, जिससे गर्मी कम होती है।
- थर्मल बैरियर: उनके पास कम है तापीय चालकता, चिप में और उपकरण से बाहर गर्मी बनाए रखना।
TiN से परे, हम टाइटेनियम कार्बोनिट्राइड (TiCN) और एल्युमीनियम टाइटेनियम नाइट्राइड (AlTiN) जैसी उन्नत कोटिंग्स का उपयोग करते हैं। AlTiN के लिए विशेष रूप से अच्छा है कार्बाइड काटने के उपकरण सूखी मशीनिंग में उपयोग किया जाता है क्योंकि जब यह गर्म हो जाता है, तो यह एक सुरक्षात्मक परत बनाता है एल्यूमीनियम ऑक्साइड.
आपके काटने के उपकरण के चयन में किन कारकों का मार्गदर्शन होना चाहिए?
द काटने के उपकरण की सामग्री का चयन अनुमान नहीं होना चाहिए. यह विशिष्ट चरों के आधार पर परिकलित निर्णय होना चाहिए। जब हम अपने बारे में ग्राहकों से परामर्श करते हैं कार्बाइड ड्रिल, हम पूछते हैं:
- वर्कपीस सामग्री: क्या यह नरम एल्यूमीनियम या अपघर्षक कच्चा लोहा है? जैसी सामग्री टाइटेनियम को जब्त होने से बचाने के लिए विशिष्ट रासायनिक गुणों वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है।
- कठोरता: यदि एचआरसी 50 से ऊपर है, तो आपको उच्च-प्रदर्शन कार्बाइड या सीबीएन की आवश्यकता है।
- मशीन की स्थिति: क्या आपकी धुरी कठोर है? यदि हां, तो आप सख्त, अधिक भंगुर ग्रेड का उपयोग कर सकते हैं। यदि नहीं, तो आपको कठोरता की आवश्यकता है।
- उत्पादन मात्रा: एक प्रोटोटाइप के लिए, एचएसएस सस्ता और बढ़िया हो सकता है। 10,000 भागों के लिए, एक लेपित की प्रति भाग लागत कार्बाइड उपकरण बहुत कम है.
द सही उपकरण वह है जो आपको प्रति छेद या प्रति मशीनी सतह पर सबसे कम लागत देता है, जरूरी नहीं कि वह बॉक्स पर सबसे कम कीमत वाला हो।
हम विभिन्न सामग्रियों में उपकरण जीवन को कैसे परिभाषित और मापते हैं?
उपकरण जीवन इसे आम तौर पर उस समय के रूप में परिभाषित किया जाता है जब कोई उपकरण विफल होने या अस्वीकार्य भागों का उत्पादन करने से पहले प्रभावी ढंग से कटौती करता है। असफलताएं इसी कारण होती हैं औज़ार घिसाव, छिलना, या प्लास्टिक विरूपण।
में सीमेंटेड कार्बाइड काटना, हम पूर्वानुमानित पहनने के पैटर्न की तलाश करते हैं। हम चाहते हैं कि पार्श्व घिसाव धीरे-धीरे और समान रूप से बढ़े। यदि अत्याधुनिक चिप्स (सूक्ष्म दरारें), उपकरण भयावह रूप से विफल हो सकता है।
अलग काटने के प्रकार अलग पहनावा उत्पन्न करें.
- गड्ढा पहनना: पर एक अवतल अवसाद औज़ार चेहरा, रासायनिक प्रतिक्रिया और गर्मी के कारण होता है। स्टील काटने में आम.
- पार्श्व पहनना: उपकरण के किनारे पर घर्षण. अधिकांश लोगों के लिए यह जीवन समाप्ति की सामान्य प्रक्रिया है कार्बाइड उपकरण.
उच्च के साथ सामग्री का उपयोग करना गरम कठोरता और रासायनिक स्थिरता (जैसे टाइटेनियम कार्बाइड कोटिंग्स या सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक) इन घिसाव तंत्रों में देरी करता है।
तापीय चालकता काटने की प्रक्रिया को कैसे प्रभावित करती है?
गर्मी दुश्मन है. किसी पदार्थ की ऊष्मा को संभालने की क्षमता उसके द्वारा परिभाषित की जाती है तापीय चालकता.
कुछ मामलों में, आप उच्च चालकता चाहते हैं। उदाहरण के लिए, पीसीडी (हीरे) में बहुत अधिक तापीय चालकता होती है, जो मशीनिंग के दौरान गर्मी को काटने वाले क्षेत्र से दूर खींचने में मदद करती है एल्यूमीनियम.
अन्य मामलों में, आप कम चालकता चाहते हैं। सिरेमिक काटने के उपकरण सामग्री अक्सर कम तापीय चालकता होती है। यह चिप और वर्कपीस में गर्मी बनाए रखता है, उपकरण संरचना की रक्षा करता है। हालाँकि, इसका मतलब यह भी है चीनी मिट्टी के प्रति संवेदनशील है थर्मल शॉक. यदि आप गर्म सिरेमिक इंसर्ट पर शीतलक विस्फोट करते हैं, तो यह ठंडे पानी में गर्म गिलास की तरह फट सकता है।
इसे समझने से मदद मिलती है काटने का उपकरण चुनना रणनीतियाँ—जैसे कि गीला (शीतलक के साथ) चलाना है या सुखाना है।
संतुलन लागत बनाम प्रदर्शन: एक निर्माता का परिप्रेक्ष्य
के निर्माता के रूप में सीमेंटेड कार्बाइड आवेषण, मुझे अक्सर वितरकों को यह समझाना पड़ता है कि किसी उपकरण की लागत इतनी क्यों होती है।
एक मानक उपकरण मोटे अनाज का उपयोग कर सकता है टंगस्टन कार्बाइड. यह सस्ता है. एक प्रीमियम उपकरण 12% कोबाल्ट और एक बहु-परत नैनो-कोटिंग के साथ उप-सूक्ष्म अनाज कार्बाइड का उपयोग करता है। प्रीमियम टूल की कीमत 30% अधिक हो सकती है लेकिन यह 300% अधिक समय तक चलता है।
के लिए मशीनिंग संचालन जहां डाउनटाइम महंगा है (जैसे बड़े पैमाने पर स्वचालित उत्पादन लाइन पर), महंगा उपकरण वास्तव में सस्ता विकल्प है। हालाँकि, एकमुश्त मरम्मत करने वाली छोटी नौकरी की दुकान के लिए, उच्च कटाई प्रीमियम ग्रेड का प्रदर्शन अत्यधिक हो सकता है।
द काटने के उपकरण के लिए मार्गदर्शिका खरीदारी सरल है: प्रति भाग लागत की गणना करें, न कि प्रति उपकरण लागत की।
सारांश: काटने के उपकरण सामग्री के चयन के लिए मुख्य बातें
की दुनिया में नेविगेट करना काटने के उपकरण आवेषण और ठोस उपकरण जटिल हो सकते हैं। इस गाइड से याद रखने योग्य सबसे महत्वपूर्ण बातें यहां दी गई हैं:
- सीमेंटेड कार्बाइड राजा है: यह सर्वोत्तम संतुलन प्रदान करता है कठोरता और 80% के लिए कठोरता अनुप्रयोगों में कटौती.
- सामग्री का मिलान करें: के लिए पीसीडी का प्रयोग करें अलौह सामग्री जैसे एल्यूमीनियम. कठोर स्टील्स के लिए सीबीएन का प्रयोग करें। सुपरअलॉय के लिए सिरेमिक का उपयोग करें।
- ताप प्रबंधन: उच्च तापमान उपकरण मारो. उपयुक्त सामग्री का चयन करें गरम कठोरता और तापीय चालकता.
- कोटिंग्स का मामला: टाइटेनियम नाइट्राइड और अन्य पीवीडी/सीवीडी कोटिंग्स का काफी विस्तार होता है उपकरण जीवन घर्षण को कम करके और गर्मी को अवरुद्ध करके।
- लागत बनाम मूल्य: केवल मूल्य टैग को न देखें। ए तेज़ धार यह लंबे समय तक चलता है, जिससे मशीन का डाउनटाइम और स्क्रैप दर कम हो जाती है।
- HSS में एक आला है: छूट न दें हाई-स्पीड स्टील अस्थिर सेटअप या पुरानी मशीनों के लिए जहां कठोरता गति धड़कता है.
ड्रिलस्टार में, हम आपको ढूंढने में मदद करने के लिए प्रतिबद्ध हैं सही काटने का उपकरण नौकरी के लिए. चाहे आपको मानक की आवश्यकता हो ड्रिल बिट ग्राइंडिंग मशीन समाधान या कस्टम कार्बाइड प्रोफाइल, सामग्री के विज्ञान को समझना मशीनिंग की सफलता की ओर पहला कदम है।
