Неръждаемата стомана, благодарение на отличната си устойчивост на корозия, добра-температурна якост и превъзходна механична стабилност, се използва широко в-производствени области от висок клас, като космическото пространство, медицинските устройства, хранителните машини, химическото оборудване и енергийните съоръжения. Уникалните му физически и металургични свойства обаче го правят признат за „труден{3}}за-машинна обработка материал.“ Особено при обработката с ЦПУ на детайли от неръждаема стомана често се срещат проблеми като бързо износване на инструмента, прекалено високи температури на рязане, трудности при контролиране на качеството на повърхността и предизвикателства при отстраняване на стружки. Дълбокото разбиране на тези предизвикателства и приемането на научни мерки за противодействие на процеса са от ключово значение за осигуряване на ефективно и високо{7}}качествено производство на части за струговане с ЦПУ от неръждаема стомана.
Ключови технически предизвикателства при обработката на неръждаема стомана
Значителна тенденция за втвърдяване при работа
По време на CNC обработка на аустенитна неръждаема стомана (като 304 и 316), твърдостта на повърхността може бързо да се увеличи с повече от 50% поради интензивна пластична деформация. Ако последващите подавания на инструмента не успеят да проникнат през невтвърдения слой, инструментът за CNC струговащи части от неръждаема стомана ще въздейства директно върху зоната с висока-твърдост, което води до отчупване или ускорено износване.
Ниска топлопроводимост и висока температура на зоната на рязане
Топлинната проводимост на неръждаемата стомана е само около 1/3 от тази на обикновената въглеродна стомана (приблизително 16 W/m·K за 304). Голямо количество топлина при рязане се натрупва в зоната на контакт между върха на инструмента и детайла, като лесно надвишава червената граница на твърдост на материала на инструмента, причинявайки дифузно износване, кратерно износване и дори пластична деформация за CNC части от неръждаема стомана.
Високата пластичност и силната адхезия водят до труден контрол на стружките
Неръждаемата стомана има голямо удължение, което прави чиповете трудни за счупване. Освен това, при високи температури стружките лесно се придържат към материала на инструмента, образувайки изграден-ръб. Това не само влошава качеството на обработваните с CNC части от неръждаема стомана на обработваната повърхност, но също така може да причини заплитане на стружки, което да повлияе на автоматизирания производствен цикъл и дори да повреди оборудването.
Високите сили на рязане поставят високи изисквания към твърдостта на системата.
Единичната сила на рязане е приблизително 20–30% по-висока от тази на стомана 45, което налага по-високи изисквания към цялостната твърдост на шпиндела на машинния инструмент, държача на инструмента, приспособлението и затягането на детайла. Дори незначителните вибрации могат да оставят следи от бъркотене по повърхността на CNC части от неръждаема стомана, засягайки точността на размерите и ефективността на умора.
Технически мерки за преодоляване на трудностите при обработката на неръждаема стомана
1. Избор на високо-ефективни материали и покрития за инструменти
Рационалният подбор на инструментални материали е основната стъпка в преодоляването на трудностите при обработката на CNC части от неръждаема стомана. Твърдосплавните инструменти, поради тяхната отлична червена твърдост и устойчивост на износване, се превърнаха в основен избор за струговане и фрезоване на неръждаема стомана. Инструментите от фино-карбид и суперкарбид показват по-висока устойчивост на удар при условия на прекъсване на рязане. Прилагането на технология за покритие на повърхността на инструмента допълнително подобрява живота на инструмента. Покрития като TiN, TiAlN и AlCrN имат висока твърдост и устойчивост на окисление, като ефективно намаляват коефициента на триене между инструмента и стружките и намаляват входящата топлина при рязане.
2. Оптимизиране на параметрите на рязане и стратегиите за обработка
Рационалното съгласуване на скоростта на рязане, скоростта на подаване и дълбочината на рязане пряко влияе върху контрола на температурата на рязане и силата на рязане. В етапа на грубо обработване се препоръчва средна скорост на рязане, голяма дълбочина на рязане и умерена скорост на подаване, за да се даде приоритет на ефективността на отстраняване на материала, като същевременно се избягват прекалено високи температури на рязане, които могат да доведат до бързо износване на инструмента. По време на завършващия етап скоростта на рязане трябва да бъде подходящо увеличена, докато дълбочината на рязане и скоростта на подаване трябва да бъдат намалени, за да се намалят силите на рязане и да се контролира качеството на повърхността на фрезоване на неръждаема стомана 304.
3. Използвайте ефективни методи за охлаждане и смазване
Традиционните охлаждащи течности трудно проникват в зоната на рязане при CNC обработка на стоманени части, което води до ограничена производителност на охлаждане. С помощта на-система за вътрешно охлаждане на инструмента под високо налягане, охлаждащата течност се впръсква директно върху контактната зона между върха на инструмента и чипа, което значително подобрява ефективността на охлаждане и намалява температурата в зоната на рязане. Охлаждащата течност под високо{3}}налягане също помага при чупене на стружки, подобрявайки морфологията на стружки и намалявайки заплитането. За прецизна обработка технологията за минимално количество смазване (MQL), комбинираща сгъстен въздух и малко количество смазочно масло, може да намали консумацията на охлаждаща течност, като същевременно гарантира смазване, насърчавайки по-чисто производство.
4. Контрол на силите на рязане и стабилността на процеса
Прецизният контрол на силите на рязане е от решаващо значение за предотвратяване на деформация на детайла и осигуряване на точност на обработката. Чрез използване на сензори за сила или системи за наблюдение на натоварването на шпиндела за наблюдение на сигналите за сила в реално време по време на обработка, скоростта на подаване или дълбочината на рязане могат да бъдат динамично регулирани, за да се избегне превишаване на границите на силата на рязане. За тънко{2}}или тънък вал-като фрезови части от неръждаема стомана, сегментирана обработка, симетрично рязане или добавяне на спомагателни опори може ефективно да намали деформацията при обработка.
5. Оптимизирайте средата за затягане и обработка на детайла
Методът на затягане на детайла пряко влияе върху твърдостта на обработващата система. За лесно деформируеми части от неръждаема стомана трябва да се използват специални приспособления или допълнителни точки на затягане, за да се осигури равномерно разпределение на силата на затягане и да се избегне деформация на детайла, причинена от прекомерна местна сила на затягане. В среда на прецизна обработка, контролирането на температурата и влажността в цеха, за да се намали влиянието на факторите на околната среда върху стабилността на размерите на детайла, също е важна мярка за осигуряване на точността на CNC-обработените части от неръждаема стомана.
Заключение
Предизвикателствата на CNC фрезоването на неръждаема стомана произтичат от нейните свойства на материала като висока твърдост, ниска топлопроводимост, висока пластичност и склонност към втвърдяване при работа. Тези предизвикателства поставят системни предизвикателства пред режещите инструменти, процесите и контрола на процесите. С непрекъснатия напредък на CNC технологията и материалите за режещи инструменти, процесите на обработка на неръждаема стомана ще продължат да се развиват към по-висока ефективност, по-висока прецизност и по-висока стабилност, предоставяйки по-силна техническа поддръжка за-производството на оборудване от висок клас.
свържете се с нас
За допълнителна информация относновалцова мелница от неръждаема стоманапроцес или техническа консултация относно решения за обработка на конкретни части, моля не се колебайте да се свържете с нас. Ние ще ви предоставим професионална техническа поддръжка и услуги.
