Galutinis pjovimo įrankių medžiagų vadovas: kodėl karbidas ir pažangūs kompozitai valdo parduotuvės grindis

Jei yra vienas dalykas, dėl kurio mašinų dirbtuvės vadovas nemiega naktį, tai baimė dėl nenuoseklaus įrankio veikimo. Jūs žinote jausmą. Turite didžiulį aviacijos ir kosmoso dalių užsakymą, mašina veikia ir staiga - spragteli. Įrankis sugenda, dalis nuimama į metalo laužą, o jūsų paraštė nukrenta. „Dezhou Drillstar Cutting Tool Co., Ltd.“ matome, kad šis scenarijus vyksta nuolat. Pagrindinė priežastis? Dažnai tai nėra mašina; tai yra pjovimo įrankių medžiagos pasirinkimas.

Šis straipsnis yra išsamus jūsų supratimo vadovas pjovimo įrankių medžiaga kraštovaizdis. Mes gilinsimės į tai, kodėl karbidas tapo pramonės standartu, sužinokite, kur keraminiai pjovimo įrankiai blizgesį ir pažiūrėkite į itin kietas medžiagas, pvz kubinis boro nitridas. Nesvarbu, ar pjaunate ketaus, aliuminio, arba grūdintas plienas, šių medžiagų savybių supratimas yra geresnio atrakinimo paslaptis įrankio tarnavimo laikas ir paviršiaus apdaila.

Kodėl jūsų apdirbimo operacijoms labai svarbu pasirinkti pjovimo įrankio medžiagą?

The pjovimo įrankio pasirinkimas neabejotinai yra pats svarbiausias sprendimas gamybos procese. The pjovimo įrankis yra sąlyčio taškas tarp jūsų brangaus staklės ir žaliavinis ruošinys. Jei tas kontaktinis taškas nepavyksta, visa kita sustoja.

Pirmiausia apsvarstykite šilumą. Per apdirbimo operacijos, temperatūra ties pjovimo briauna gali pakilti iki 1000°C. Jei pjovimo įrankių medžiaga trūksta karštas kietumas, jis suminkštės ir deformuosis. Tai veda prie prastų tolerancijos ir atmestos dalies. Pjovimo įrankiuose naudojamos medžiagos turi išlaikyti savo stabilumą net įjungus šilumą.

Antra, turime kalbėti apie atsparumas dilimui. Per greitai susidėvintį įrankį reikia dažnai keisti. Šis prastovos laikas mažina efektyvumą. Pasirinkdami tinkamas pjovimo įrankis su atitinkamu balansu kietumas ir atsparumas dilimui, užtikrinate, kad jūsų gamybos linija judėtų. Kalbama apie nuspėjamumą. Kai platintojas, kaip jūs, parduoda įrankį mašinų dirbtuvėms, jis turi žinoti, kad jo pakaks 500 dalių, o ne suges 50.

Kokie pagrindiniai pjovimo įrankių medžiagų tipai yra šiandien?

Istorija metalo pjovimas iš tikrųjų yra medžiagų mokslo istorija. Per pastarąjį šimtmetį nuo paprasto anglinio plieno perėjome prie pažangių kompozitų, kurie gali perpjauti sukietėjusius lydinius, tokius kaip sviestas.

Čia yra greitas suskirstymas pjovimo įrankių medžiagų rūšys dažniausiai matome:

• Greitaeigis plienas (HSS): Senas patikimas. Tvirtas, bet trūksta greičio.
• Cementuotas karbidas: Darbinis arklys. Puikiai atsparumas dilimui ir greičio galimybes.
• Keramika: Greičio demonai. Puikiai tinka esant dideliam karščiui, bet trapus.
• Kermetai: Keramikos ir metalo mišinys. Puikiai tinka apdailai.
• Itin kietos medžiagos (CBN ir PCD): Ypatingo kietumo ar abrazyvinių medžiagų specialistai.

Šių supratimas pjovimo rūšys medžiagos padeda suderinti įrankį su programa. Nenaudotumėte stiklo plaktuko vinys įkalti, o HSS neturėtumėte sukti grūdinto liejimo plieno.

Kodėl cementuotas karbidas yra šiuolaikinio apdirbimo pramonės standartas?

Jei užeisite į bet kurią šiuolaikinę CNC parduotuvę, didžioji dauguma matomų įrankių – galinės frezos, grąžtai, įdėklai – yra pagaminti iš cementuotas karbidas. Bet kas tai tiksliai?

Cementuotas karbidas yra sudėtinė medžiaga. Jį sudaro kietas volframo karbidas dalelės, sucementuotos metaliniu rišikliu, dažniausiai kobaltu. Pagalvokite apie tai kaip apie betoną: volframas yra užpildas (akmuo), o kobaltas yra cementas. Šis derinys suteikia karbido įrankiai unikalus pranašumas. Jie yra neįtikėtinai kieti, siūlo aukštą atsparumas dilimui, tačiau kobalto rišiklis suteikia pakankamai tvirtumo, kad atlaikytų pjovimo jėgas iš karto nesudužtų.

„Drillstar“ naudojame aukštos kokybės mikrogrūdus karbidas strypai gaminti mūsų Kietojo karbido strypai. Kuo smulkesnis grūdelis, tuo aštresnį kraštą galime šlifuoti, o įrankis tvirtesnis. Karbido pjovimo įrankiai gali veikti 2–3 kartus didesniu greičiu nei HSS, o tai tiesiogiai reiškia, kad sutaupysite pinigų, skirtų mašinos laikui.

Kuo greitaeigio plieno (HSS) įrankiai skiriasi nuo karbido pjovimo įrankiais?

Jums gali kilti klausimas, jei karbidas yra toks puikus, kodėl greitaeigis plienas vis dar egzistuoja? Greitaeigis plienas (HSS) buvo revoliucija, kai ji buvo pristatyta, leidžianti daug ką pasiekti didelis pjovimo greitis nei vyresni anglies įrankių plienas.

Pagrindinis HSS privalumas yra jo tvirtumas. Jis gali sugerti smūgius ir vibracijas, kurios gali atlaikyti a karbidas įrankis. Dėl to HSS idealiai tinka:

• Senesnės, mažiau stabilios mašinos.
• Nutrūkę pjūviai.
• Sudėtingi formos įrankiai, kuriuos sunku šlifuoti iš kieto karbido.

Tačiau HSS turi didelį trūkumą: karštas kietumas. Kai pjovimo greitis didėja, greitai susidaro šiluma. Maždaug 600°C temperatūroje, HSS praranda savo kietumą. Priešingai, cementinio karbido įrankiai išlaiko savo kietumą daug aukštesnėje temperatūroje. Didelės gamybos aplinkoje, kur ciklo laikas yra karalius, karbido pjovimas beveik visada yra geriausias pasirinkimas.

Kada savo mašinoje turėtumėte naudoti keraminius pjovimo įrankius?

Keraminiai pjovimo įrankiai yra patraukli kategorija. Jie daugiausia sudaryti iš aliuminio oksidas arba silicio nitridas. Šios medžiagos yra neįtikėtinai kietos ir chemiškai stabilios. Jie nereaguoja su ruošinio medžiaga, kuris apsaugo nuo susidėvėjimo, vadinamo kraterio nusidėvėjimu.

Keraminis pjovimas šviečia pagal konkrečius scenarijus:

1. Posūkis dideliu greičiu: Galite paleisti keramiką neįtikėtinu paviršiaus greičiu.
2. Sunkus posūkis: Grūdinto plieno apdirbimas (iki 60-65 HRC).
3. Superlydiniai: Nikelio lydinių, naudojamų reaktyviniuose varikliuose, apdirbimas.

Tačiau keraminės medžiagos turėti žema šiluminė atsparumas smūgiams (kai kuriose klasėse) ir yra labai trapūs. Jei turite mašiną su atsilaisvinusiais guoliais arba atliekate sunkius pertrūkius pjūvius, a keraminis pjovimo įrankis gali sudužti. Jie reikalauja tvirto nustatymo. Tačiau tinkamai pritaikytas, keraminiai pjovimo įrankiai gali pašalinti metalą tokiu greičiu karbidas tiesiog negali liesti.

Kas yra kubinis boro nitridas (CBN) ir kodėl tai antra pagal kietumą medžiaga?

Kai kalbame apie kiečiausias medžiagas žemėje, deimantas yra numeris vienas. Bet už jo yra kubinis boro nitridas (CBN). CBN yra antra pagal kietumą medžiaga pažįstamas žmogui.

CBN pirmiausia naudojamas kietiesiems juodiesiems metalams apdirbti. Skirtingai nuo deimanto, CBN nereaguoja su anglimi esant aukštai temperatūrai, todėl jį saugu pjauti plieną. Naudojami įrankiai su CBN antgaliais, skirta apdirbti grūdintą plieną, ketų ir sukepintus lygintuvus.

Naudojant CBN, gamintojai gali pakeisti šlifavimo operacijas apdirbimu. Tai procesas, žinomas kaip „kietas tekinimas“. Užuot nustatę šlifavimo diską, naudokite CBN įdėklą, kad sukietintą veleną pasuktumėte pagal dydį. Tai daug greičiau ir ekologiškiau, nes sunaudojama mažiau aušinimo skysčio.

Ar deimantiniai pjovimo įrankiai (PCD) yra geriausias sprendimas spalvotoms medžiagoms?

Polikristaliniai deimantiniai (PCD) įrankiai yra sunkiausi pjovimo įrankiai. Deimantinis pjovimas pasiūlymai neprilygstami atsparumas dilimui. Tačiau yra laimikis. Plienui pjauti negalima naudoti deimantų.

Kodėl? Kadangi pliene yra anglies, o deimantas yra gryna anglis. Esant aukštai apdirbimo temperatūrai, deimante esantys anglies atomai nori migruoti į plieną. Tai sukelia greitą cheminį susidėvėjimą.

Todėl PCD įrankiai yra geriausias pjovimo įrankis pasirinkimas už spalvotųjų metalų. Tai apima:

• Aliuminis lydiniai (ypač didelio silicio turinčio aliuminio, naudojamo automobilių varikliuose).
• Varis ir žalvaris.
• Anglies pluošto kompozitai.
• Abrazyvinės medžiagos kaip mediena ir keramika.

Jei apdirbate aliuminio korpusus elektronikai, PCD įrankis gali tarnauti 50–100 kartų ilgiau nei Cementuoto karbido pjovimo įrankis.

Kaip tokios dangos kaip titano nitridas pagerina pjovimo briauną?

Pagrindinė medžiaga yra tik pusė istorijos. Norėdami išnaudoti visas įrankio galimybes, dažnai padengiame ploną dangą. Garsiausia yra ta aukso spalvos danga, kurią matote ant grąžtų: Titano nitridas (TiN).

Dangos turi keletą tikslų:

1. Kietumas: Jie yra kietesni nei substratas, apsaugantys pjovimo briauna.
2. Tepimas: Jie sumažina trintį tarp įrankio ir lusto, sumažindami šilumą.
3. Šiluminis barjeras: Jie turi žemesnius šilumos laidumas, išlaikant šilumą lustoje ir iš įrankio.

Be TiN, mes naudojame pažangias dangas, tokias kaip titano karbonitridas (TiCN) ir aliuminio titano nitridas (AlTiN). AlTiN ypač tinka karbido pjovimo įrankiai naudojamas sausam apdirbimui, nes kai įkaista, susidaro apsauginis sluoksnis aliuminio oksidas.

Kokie veiksniai turėtų vadovautis renkantis pjovimo įrankį?

The pjovimo įrankių medžiagos pasirinkimas neturėtų būti spėjimas. Tai turėtų būti apskaičiuotas sprendimas, pagrįstas konkrečiais kintamaisiais. Kai konsultuojamės su klientais dėl mūsų Karbido grąžtai, klausiame:

1. Ruošinio medžiaga: Ar tai minkštas aliuminis ar abrazyvinis ketus? Tokios medžiagos kaip titanui reikia specialių cheminių savybių turinčių įrankių, kad būtų išvengta užstrigimo.
2. Kietumas: Jei HRC yra didesnis nei 50, jums reikia didelio našumo karbido arba CBN.
3. Mašinos būklė: Ar jūsų velenas standus? Jei taip, galite naudoti kietesnes, trapesnes rūšis. Jei ne, jums reikia tvirtumo.
4. Gamybos apimtis: Prototipui HSS gali būti pigus ir geras. 10 000 dalių kaina už dengtą dalį karbidas įrankis yra daug žemesnis.

The teisingas įrankis yra tas, kuris suteikia jums mažiausią kainą už skylę arba apdirbtą paviršių, nebūtinai su mažiausia kaina ant dėžutės.

Kaip apibrėžiame ir išmatuojame įvairių medžiagų įrankio tarnavimo laiką?

Įrankio tarnavimo laikas paprastai apibrėžiamas kaip laikas, kai įrankis efektyviai nupjauna, kol jis sugenda arba pagamina nepriimtinas dalis. Nesėkmės atsiranda dėl įrankių nusidėvėjimas, atskilimas ar plastinė deformacija.

Į Cementuoto karbido pjovimas, ieškome nuspėjamų nusidėvėjimo modelių. Norime, kad šonų dilimas augtų lėtai ir tolygiai. Jei pjovimo briauna lustai (mikro įtrūkimai), įrankis gali katastrofiškai sugesti.

Skirtingas pjovimo rūšys sukurti skirtingą nusidėvėjimą.

• Kraterio nusidėvėjimas: Įgaubta įduba ant įrankio veidas, kurią sukelia cheminė reakcija ir šiluma. Dažnas plieno pjovimui.
• Šonų nusidėvėjimas: Nubrozdinimas įrankio šone. Daugeliui tai yra įprastas veikimo pabaigos mechanizmas karbido įrankiai.

Naudojant medžiagas su aukštu karštas kietumas ir cheminis stabilumas (pvz titano karbidas dangos arba silicio nitridas keramika) atitolina šiuos nusidėvėjimo mechanizmus.

Kaip šilumos laidumas veikia pjovimo procesą?

Karštis yra priešas. Medžiagos gebėjimą valdyti šilumą nusako jos šilumos laidumas.

Kai kuriais atvejais reikia didelio laidumo. Pavyzdžiui, PCD (deimantas) turi labai aukštą šilumos laidumą, kuris apdirbant padeda atitraukti šilumą nuo pjovimo zonos. aliuminio.

Kitais atvejais norite mažo laidumo. Keramikos pjovimo įrankių medžiaga dažnai turi mažą šilumos laidumą. Tai išlaiko šilumą drožlėje ir ruošinyje, apsaugodama įrankio struktūrą. Tačiau tai taip pat reiškia keramikos yra jautrus terminis šokas. Jei aušinimo skysčiu užpurkšite karšto keraminio įdėklo, jis gali įtrūkti kaip karštas stiklas šaltame vandenyje.

Tai padeda suprasti pjovimo įrankio pasirinkimas strategijas, pvz., ar važiuoti šlapiu (su aušinimo skysčiu), ar sausai.

Išlaidų ir našumo balansavimas: gamintojo perspektyva

Kaip gamintojas Cementiniai karbido įdėklai, dažnai tenka aiškinti platintojams, kodėl įrankis kainuoja tiek, kiek kainuoja.

Standartiniam įrankiui gali būti naudojami stambesni grūdai volframo karbidas. Tai pigiau. Aukščiausios kokybės įrankyje naudojamas submikro grūdėtumas karbidas su 12 % kobalto ir daugiasluoksnė nano danga. Aukščiausios kokybės įrankis gali kainuoti 30 % daugiau, bet tarnaus 300 % ilgiau.

Už apdirbimo operacijos kur prastovos yra brangios (pvz., didžiulėje automatizuotoje gamybos linijoje), brangus įrankis iš tikrųjų yra pigesnis pasirinkimas. Tačiau nedidelėje darbo parduotuvėje, atliekančiam vienkartinius remonto darbus, aukštas pjovimas aukščiausios klasės našumas gali būti per didelis.

The pjovimo įrankio vadovas Įsigyti paprasta: apskaičiuokite vienos dalies, o ne įrankio kainą.

Santrauka: pagrindiniai patarimai renkantis pjovimo įrankių medžiagas

Naršymas pasaulyje pjovimo įrankių įdėklai o tvirti įrankiai gali būti sudėtingi. Štai svarbiausi dalykai, kuriuos reikia atsiminti iš šio vadovo:

• Cementuotas karbidas yra karalius: Jis siūlo geriausią balansą kietumas ir kietumas 80 proc pjovimo programos.
• Suderinkite medžiagą: Naudokite PCD spalvotųjų metalų patinka aliuminio. Kietajam plienui naudokite CBN. Superlydiniams naudokite keramiką.
• Šilumos valdymas: Aukštos temperatūros žudyti įrankius. Pasirinkite atitinkamas medžiagas karštas kietumas ir šilumos laidumas.
• Dangų reikšmė: Titano nitridas ir kitos PVD/CVD dangos žymiai pailgėja įrankio tarnavimo laikas sumažinant trintį ir blokuojant šilumą.
• Kaina ir vertė: Nežiūrėkite tik į kainų etiketę. A aštrus pjovimo kraštas kuris tarnauja ilgiau, sumažina mašinos prastovų ir laužo skaičių.
• HSS turi nišą: Nedarykite nuolaidų greitaeigis plienas nestabilioms sąrankoms ar senesnėms mašinoms, kur kietumas įveikia greitį.

„Drillstar“ esame įsipareigoję padėti jums rasti tinkamas pjovimo įrankis už darbą. Nesvarbu, ar jums reikia standartinio Gręžimo šlifavimo mašina sprendimus ar pritaikytus karbido profilius, medžiagos mokslo supratimas yra pirmasis žingsnis apdirbimo sėkmės link.