Przy wyborze obrotowych frezów z węglika spiekanego większość kupujących skupia się na gatunku węglika, twardości lub rozmiarze trzpienia — ale często pomija jeden z najważniejszych czynników wydajności: geometrię zębów.
Konstrukcja zębów (zwana również rowkiem lub wzorem cięcia) bezpośrednio determinuje prędkość cięcia, wydajność usuwania wiórów, wykończenie powierzchni, generowanie ciepła i żywotność narzędzia.
Jeśli jesteś dystrybutorem narzędzi, kupującym przemysłowym lub kierownikiem ds. zakupów w fabryce, zrozumienie geometrii zębów pomoże Ci wybrać odpowiedni frez z węglika spiekanego dla każdego zastosowania — i uniknąć niepotrzebnych kosztów narzędzi.
Co to jest geometria zębów w obrotowych frezach z węglika spiekanego?Geometria zębów odnosi się do kształtu, rozmiaru i układu krawędzi skrawających na głowicy frezu z węglika spiekanego. Te zęby tnące usuwają materiał poprzez szybkie szlifowanie obrotowe, a struktura zębów kontroluje:- Jak agresywnie materiał jest usuwany- Jak gładko frez tnie- Jak wióry są odprowadzane- Jak długo frez wytrzymuje
Dobrze zaprojektowany wzór zębów poprawia wydajność cięcia o 30–50% i znacznie zmniejsza zużycie narzędzia.
Typowe rodzaje zębów frezów z węglika spiekanego
Rodzaj zęba
Wygląd
Stal, żeliwo
Cechy
Pojedyncze cięcie (SC)
Spiralne zęby w jednym kierunku
SS, stal stopowa
Szybkie usuwanie materiału
Podwójne cięcie (DC)
Zęby krzyżowe
Stal nierdzewna, stal hartowanaGładsze wykończenie, stabilne cięcie
Cięcie do aluminium (AL)
Duży pojedynczy rowek
Aluminium, mosiądz, tworzywa sztuczne
Zapobieganie zatykaniu
Cięcie diamentowe
Drobne cięcia krzyżowe
Wykańczanie twardych materiałów
Gładka powierzchnia
Pojedyncze cięcie vs podwójne cięcie vs cięcie do aluminium – Porównanie wydajności
Współczynnik wydajności
Pojedyncze cięcie
Agresywne cięcie
Stabilność w wysokiej temperaturze
Czyste cięcie
★★★★
★★★
Najlepszy dla
Stabilność wibracji
★★
★★★★
★★★
Najlepszy dla
★
★★★★
★★★
Stabilność wibracji
★★
★★★★
★★★
Najlepszy dla
Stal, żeliwo
SS, stal stopowa
Aluminium, miedź
*
Idealne do portowania w przemyśle motoryzacyjnym, szlifowania w przemyśle lotniczym, wykańczania narzędzi do form, napraw stoczniowych i precyzyjnych linii gratowania.Jak geometria zębów wpływa na wydajność cięcia
1. Wydajność usuwania wiórów: Duże konstrukcje rowków usuwają wióry szybciej (najlepsze dla aluminium), podczas gdy zęby krzyżowe zmniejszają rozmiar wiórów (najlepsze dla stali nierdzewnej).2. Prędkość cięcia: Agresywna geometria rowków zwiększa tempo usuwania, ale wymaga również wyższych obrotów i stabilnych narzędzi.3. Generowanie ciepła: Zły rodzaj zęba = nadmierne ciepło = zużycie narzędzia + przypalenia na przedmiocie obrabianym.4. Wibracje i stabilność: Frezy z podwójnym cięciem redukują wibracje i poprawiają kontrolę — idealne do ręcznych operacji szlifierki kątowej.5. Żywotność narzędzia: Zoptymalizowana geometria zębów zmniejsza tarcie i obciążenie — wydłuża żywotność frezu o 25–40%.Wybór odpowiedniej geometrii zębów dla różnych materiałów
Materiał
Zalecany rodzaj zęba
Powody rekomendacji
Stal węglowa
Pojedyncze cięcie
Agresywne cięcie
Stal nierdzewna
Podwójne cięcie
Stabilność w wysokiej temperaturze
Stal hartowana
Podwójne cięcie
Stabilność w wysokiej temperaturze
Aluminium
Cięcie do aluminium
Czyste cięcie
Tytan
Podwójne cięcie
Stabilność w wysokiej temperaturze
Mosiądz/Miedź
Cięcie do aluminium
Czyste cięcie
Niestandardowa geometria zębów dla zamówień OEM
Zmienna geometria rowkówWzory łamaczy wiórówKonstrukcja zębów o wysokiej helisieWęglik mikroziarnisty + zęby ostrzone CNCKonstrukcje spiralne lewoskrętne do specjalnych zastosowań*
Idealne do portowania w przemyśle motoryzacyjnym, szlifowania w przemyśle lotniczym, wykańczania narzędzi do form, napraw stoczniowych i precyzyjnych linii gratowania.Jak zidentyfikować wysokiej jakości geometrię zębów
Przed wyborem dostawcy frezów z węglika spiekanego sprawdź:
- Ostrość krawędzi skrawającej- Symetrię i równowagę zębów- Precyzję szlifowania CNC- Wytrzymałość lutowania srebrnego- Wykończenie powierzchniFAQ – Kupujący również pytają
P1: Który rodzaj zębów frezu z węglika spiekanego wytrzymuje najdłużej?Frezy z podwójnym cięciem generalnie zapewniają najlepszą równowagę między prędkością a żywotnością narzędzia.P2: Czy mogę zażądać specjalnej geometrii zębów?
Tak — dostosowywanie geometrii zębów OEM jest dostępne dla zamówień hurtowych.P3: Jaki rodzaj zębów jest najlepszy dla stali nierdzewnej?
Frezy z podwójnym cięciem — redukują utwardzanie, gładsza kontrola.Wnioski
Geometria zębów bezpośrednio kontroluje prędkość cięcia, usuwanie wiórów, wykończenie powierzchni, ciepło i żywotność narzędzia. Wybór odpowiedniej konstrukcji zębów oznacza wyższą wydajność i niższe koszty narzędzi.Produkujemy obrotowe frezy z węglika spiekanego dla globalnych dystrybutorów narzędzi i użytkowników przemysłowych
. Mamy następujące główne zalety:- Węglik o ultra-drobnych ziarnach WC- Precyzyjne szlifowanie 5-osiowe CNC-
Frez krążkowy: Profesjonalne narzędzie do pokonywania wyzwań związanych z wierceniem stali nierdzewnej
W dziedzinie obróbki przemysłowej stal nierdzewna stała się kluczowym materiałem w produkcji ze względu na doskonałą odporność na korozję, wysoką wytrzymałość i dobrą ciągliwość. Jednak te same właściwości stanowią również poważne wyzwania dla operacji wiercenia, co sprawia, że wiercenie w stali nierdzewnej jest zadaniem wymagającym. Nasz frez krążkowy, dzięki unikalnej konstrukcji i wyjątkowej wydajności, stanowi idealne rozwiązanie dla wydajnego i precyzyjnego wiercenia w stali nierdzewnej.
Ⅰ. Wyzwania i główne trudności w wierceniu stali nierdzewnej
1.Wysoka twardość i duża odporność na zużycie:
Stal nierdzewna, szczególnie gatunki austenityczne, takie jak 304 i 316, charakteryzuje się wysoką twardością, która znacznie zwiększa opór skrawania – ponad dwukrotnie w porównaniu ze zwykłą stalą węglową. Standardowe wiertła szybko się tępią, a wskaźniki zużycia wzrastają nawet o 300%.
2.Słaba przewodność cieplna i gromadzenie się ciepła:
Przewodność cieplna stali nierdzewnej wynosi tylko jedną trzecią przewodności cieplnej stali węglowej. Ciepło skrawania generowane podczas wiercenia nie może szybko się rozproszyć, powodując lokalne temperatury przekraczające 800°C. W takich warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia pierwiastki stopowe w stali nierdzewnej mają tendencję do łączenia się z materiałem wiertła, co prowadzi do adhezji i zużycia dyfuzyjnego. Powoduje to awarię wyżarzania wiertła i utwardzanie powierzchni przedmiotu obrabianego.
3.Znacząca tendencja do umacniania się materiału:
Pod wpływem naprężeń skrawania część austenitu przekształca się w martenzyt o wysokiej twardości. Twardość utwardzonej warstwy może wzrosnąć od 1,4 do 2,2 razy w porównaniu z materiałem podstawowym, a wytrzymałość na rozciąganie osiąga nawet 1470–1960 MPa. W rezultacie wiertło stale tnie coraz twardszy materiał.
4.Przywieranie wiórów i słaba ewakuacja wiórów:
Ze względu na wysoką ciągliwość i wytrzymałość stali nierdzewnej, wióry mają tendencję do tworzenia ciągłych wstęg, które łatwo przylegają do krawędzi skrawającej, tworząc narosty. Zmniejsza to wydajność skrawania, rysuje ścianę otworu i prowadzi do nadmiernej chropowatości powierzchni (Ra > 6,3 μm).
5.Odkształcenia cienkich płyt i odchylenia pozycjonowania:
Podczas wiercenia w arkuszach cieńszych niż 3 mm, nacisk osiowy ze strony tradycyjnych wierteł może powodować wypaczenie materiału. Gdy końcówka wiertła przebija się, niezrównoważone siły promieniowe mogą prowadzić do słabej okrągłości otworu (zazwyczaj odchylenie o ponad 0,2 mm).
Te wyzwania sprawiają, że konwencjonalne techniki wiercenia są nieefektywne w przypadku obróbki stali nierdzewnej, co wymaga bardziej zaawansowanych rozwiązań wiercenia, aby skutecznie rozwiązać te problemy.
Ⅱ. Definicja frezu krążkowego
Frez krążkowy, znany również jako wiertło rurowe, to specjalistyczne narzędzie przeznaczone do wiercenia otworów w twardych płytach metalowych, takich jak stal nierdzewna i grube blachy stalowe. Przyjmując zasadę skrawania pierścieniowego (w kształcie pierścienia), pokonuje ograniczenia tradycyjnych metod wiercenia.
Najbardziej charakterystyczną cechą frezu krążkowego jest jego pusta, pierścieniowa głowica skrawająca, która usuwa tylko materiał wzdłuż obwodu otworu, a nie cały rdzeń, jak w przypadku konwencjonalnych wierteł krętych. Ta konstrukcja radykalnie zwiększa jego wydajność, czyniąc go znacznie lepszym od standardowych wierteł podczas pracy z grubymi płytami stalowymi i stalą nierdzewną.
Ⅲ. Kluczowa konstrukcja techniczna frezu krążkowego
1.Trójkrawędziowa skoordynowana struktura skrawania:
Kompozytowa głowica skrawająca składa się z zewnętrznych, środkowych i wewnętrznych krawędzi skrawających:
Krawędź zewnętrzna: Tnie rowek kołowy, aby zapewnić precyzyjną średnicę otworu (±0,1 mm).
Krawędź środkowa: Przejmuje 60% głównego obciążenia skrawaniem i charakteryzuje się odpornym na zużycie węglikiem dla trwałości.
Krawędź wewnętrzna: Przełamuje rdzeń materiału i pomaga w usuwaniu wiórów. Nierówna konstrukcja podziałki zębów pomaga zapobiegać wibracjom podczas wiercenia.
2.Konstrukcja rowka do skrawania pierścieniowego i łamania wiórów:
Tylko 12%–30% materiału jest usuwane w kształcie pierścienia (rdzeń zachowany), zmniejszając powierzchnię skrawania o 70% i obniżając zużycie energii o 60%. Specjalnie zaprojektowane spiralne rowki na wióry automatycznie rozbijają wióry na małe fragmenty, skutecznie zapobiegając splątaniu wiórów w kształcie wstęgi – częsty problem podczas wiercenia w stali nierdzewnej.
3.Centralny kanał chłodzący:
Chłodziwo emulsyjne (stosunek oleju do wody 1:5) jest natryskiwane bezpośrednio na krawędź skrawającą przez centralny kanał, obniżając temperaturę w strefie skrawania o ponad 300°C.
4.Mechanizm pozycjonowania:
Centralny trzpień prowadzący jest wykonany ze stali o wysokiej wytrzymałości, aby zapewnić precyzyjne pozycjonowanie i zapobiec poślizgowi wiertła podczas pracy – szczególnie ważne podczas wiercenia śliskich materiałów, takich jak stal nierdzewna.
Ⅳ. Zalety frezów krążkowych w wierceniu stali nierdzewnej
W porównaniu do tradycyjnych wierteł krętych, które wykonują skrawanie na całej powierzchni, frezy krążkowe usuwają tylko sekcję materiału w kształcie pierścienia – zachowując rdzeń – co przynosi rewolucyjne korzyści:
1.Przełomowe ulepszenie wydajności:
Przy 70% redukcji powierzchni skrawania, wiercenie otworu o średnicy Φ30 mm w stali nierdzewnej 304 o grubości 12 mm zajmuje zaledwie 15 sekund – 8 do 10 razy szybciej niż w przypadku użycia wiertła krętego. Dla tej samej średnicy otworu skrawanie krążkowe zmniejsza obciążenie pracą o ponad 50%. Na przykład wiercenie przez płytę stalową o grubości 20 mm zajmuje 3 minuty przy użyciu tradycyjnego wiertła, ale tylko 40 sekund przy użyciu frezu krążkowego.
2.Znacząca redukcja temperatury skrawania:
Płyn chłodzący jest wtryskiwany bezpośrednio do strefy wysokiej temperatury (optymalny stosunek: emulsja olejowo-wodna 1:5). W połączeniu z warstwową konstrukcją skrawania, utrzymuje to temperaturę głowicy skrawającej poniżej 300°C, zapobiegając wyżarzaniu i awariom termicznym.
3.Gwarantowana precyzja i jakość:
Synchroniczne skrawanie wielokrawędziowe zapewnia automatyczne centrowanie, co skutkuje gładkimi ścianami otworu bez zadziorów. Odchylenie średnicy otworu jest mniejsze niż 0,1 mm, a chropowatość powierzchni wynosi Ra ≤ 3,2 μm – eliminując potrzebę obróbki wtórnej.
4.Wydłużona żywotność narzędzia i obniżone koszty:
Głowica skrawająca z węglika wytrzymuje wysoką ścieralność stali nierdzewnej. Ponad 1000 otworów można wywiercić na cykl ponownego szlifowania, zmniejszając koszty narzędzi nawet o 60%.
5.Studium przypadku:
Producent lokomotyw użył frezów krążkowych do wiercenia otworów o średnicy 18 mm w płytach podstawowych ze stali nierdzewnej 1Cr18Ni9Ti o grubości 3 mm. Wskaźnik przepuszczalności otworów poprawił się z 95% do 99,8%, odchylenie okrągłości zmniejszyło się z 0,22 mm do 0,05 mm, a koszty pracy zostały obniżone o 70%.
Ⅴ. Pięć głównych wyzwań i ukierunkowane rozwiązania dla wiercenia stali nierdzewnej
1.Odkształcenia cienkich ścianek
1.1Problem: Nacisk osiowy ze strony tradycyjnych wierteł powoduje plastyczne odkształcenie cienkich płyt; przy przebiciu niezrównoważona siła promieniowa prowadzi do otworów o owalnym kształcie.
1.2.Rozwiązania:
Metoda podparcia tylnego: Umieść aluminiowe lub inżynieryjne płyty podkładowe z tworzywa sztucznego pod przedmiotem obrabianym, aby rozłożyć naprężenia ściskające. Przetestowano na stali nierdzewnej o grubości 2 mm, odchylenie owalności ≤ 0,05 mm, wskaźnik odkształcenia zmniejszony o 90%.
Parametry posuwu krokowego: Początkowy posuw ≤ 0,08 mm/obr., zwiększ do 0,12 mm/obr. na 5 mm przed przebiciem i do 0,18 mm/obr. na 2 mm przed przebiciem, aby uniknąć rezonansu prędkości krytycznej.
2. Przywieranie skrawania i tłumienie narostu
2.1.Przyczyna: Spawanie wiórów ze stali nierdzewnej do krawędzi skrawającej w wysokiej temperaturze (>550°C) powoduje wytrącanie się pierwiastka Cr i adhezję.
2.2.Rozwiązania:
Technologia fazowania krawędzi skrawającej: Dodaj fazę 45° o szerokości 0,3-0,4 mm z kątem natarcia 7°, zmniejszając powierzchnię styku ostrze-wiór o 60%.
Zastosowanie powłoki łamiącej wióry: Użyj wierteł pokrytych TiAlN (współczynnik tarcia 0,3), aby zmniejszyć wskaźnik narostu o 80% i podwoić żywotność narzędzia.
Pulsacyjne chłodzenie wewnętrzne: Podnieś wiertło co 3 sekundy na 0,5 sekundy, aby umożliwić penetrację płynu skrawającego na granicy adhezji. W połączeniu z 10% emulsją ekstremalnego ciśnienia zawierającą dodatki siarkowe, temperatura w strefie skrawania może spaść o ponad 300°C, znacznie zmniejszając ryzyko spawania.
3. Problemy z ewakuacją wiórów i zakleszczaniem się wiertła
3.1.Mechanizm awarii: Długie wióry w postaci pasków splątują się z korpusem narzędzia, blokując przepływ chłodziwa i ostatecznie zatykając rowki na wióry, powodując pękanie wiertła.
3.2.Skuteczne rozwiązania ewakuacji wiórów:
Zoptymalizowana konstrukcja rowków na wióry: Cztery rowki spiralne z kątem skrętu 35°, zwiększona głębokość rowka o 20%, zapewniająca szerokość wióra każdej krawędzi skrawającej ≤ 2 mm; zmniejsza rezonans skrawania i współpracuje z prętami dociskowymi sprężyn do automatycznego czyszczenia wiórów.
Usuwanie wiórów wspomagane ciśnieniem powietrza: Przymocuj pistolet pneumatyczny 0,5 MPa do wiertarki magnetycznej, aby wydmuchać wióry po każdym otworze, zmniejszając wskaźnik zakleszczania o 95%.
Procedura przerywanego cofania wiertła: Całkowicie cofnij wiertło, aby usunąć wióry po osiągnięciu głębokości 5 mm, szczególnie zalecane w przypadku przedmiotów obrabianych o grubości większej niż 25 mm.
4. Pozycjonowanie powierzchni zakrzywionych i zapewnienie prostopadłości
4.1.Specjalne wyzwanie scenariuszowe: Poślizg wiertła na zakrzywionych powierzchniach, takich jak rury stalowe, początkowy błąd pozycjonowania >1 mm.
4.2.Rozwiązania inżynieryjne:
Urządzenie pozycjonujące z laserem krzyżowym: Zintegrowany projektor laserowy na wiertarce magnetycznej wyświetla krzyż na zakrzywionej powierzchni z dokładnością ±0,1 mm.
Uchwyt adaptacyjny do powierzchni zakrzywionych: Zacisk rowka V z blokadą hydrauliczną (siła mocowania ≥5 kN) zapewnia oś wiertła równoległą do normalnej powierzchni.
Metoda wiercenia startowego krok po kroku: Wykonaj wstępny otwór pilotowy 3 mm na zakrzywionej powierzchni → rozszerzenie pilota Ø10 mm → frez krążkowy o docelowej średnicy. Ta trzystopniowa metoda zapewnia pionowość otworów Ø50 mm przy 0,05 mm/m.
Ⅵ. Konfiguracja parametrów wiercenia w stali nierdzewnej i płyn chłodzący Nauka
6.1 Złota matryca parametrów skrawania
Dynamiczna regulacja parametrów w zależności od grubości stali nierdzewnej i średnicy otworu jest kluczem do sukcesu:
Grubość przedmiotu obrabianego
Zakres średnic otworów
Prędkość wrzeciona (obr./min)
Posuw (mm/obr)
Ciśnienie chłodziwa (bar)
1-3 mm
Ø12-30 mm
450-600
0,10-0,15
3-5
3-10 mm
Ø30-60 mm
300-400
0,12-0,18
5-8
10-25 mm
Ø60-100 mm
150-250
0,15-0,20
8-12
>25 mm
Ø100-150 mm
80-120
0,18-0,25
12-15
Dane zebrane z eksperymentów obróbki austenitycznej stali nierdzewnej.
Uwaga: Posuw 0,25 mm/obr. powoduje odpryski wkładki. Konieczne jest ścisłe dopasowanie stosunku prędkości do posuwu.
6.2 Wytyczne dotyczące wyboru i użytkowania chłodziwa
6.2.1.Preferowane receptury:
Cienkie płyty: Emulsja rozpuszczalna w wodzie (olej:woda = 1:5) z 5% dodatkami siarkowymi ekstremalnego ciśnienia.
Grube płyty: Olej do cięcia o wysokiej lepkości (ISO VG68) z dodatkami chloru w celu zwiększenia smarowania.
6.2.2.Specyfikacje zastosowania:
Priorytet chłodzenia wewnętrznego: Chłodziwo dostarczane przez otwór środkowy w pręcie wiertła do końcówki wiertła, natężenie przepływu ≥ 15 l/min.
Pomoc chłodzenia zewnętrznego: Dysze rozpylają chłodziwo na rowki na wióry pod kątem 30°.
Monitorowanie temperatury: Wymień chłodziwo lub dostosuj recepturę, gdy temperatura strefy skrawania przekracza 120°C.
6.3 Sześciostopniowy proces operacyjny
Mocowanie przedmiotu obrabianego → blokada uchwytu hydraulicznego
Centrowanie → kalibracja krzyżowa laserem
Montaż wiertła → sprawdź moment dokręcania wkładki
Ustawienie parametrów → konfiguracja zgodnie z matrycą grubości-średnicy otworu
Aktywacja chłodziwa → wstępne wtryskiwanie chłodziwa na 30 sekund
Stopniowe wiercenie → cofaj co 5 mm, aby usunąć wióry i wyczyścić rowki
Ⅶ. Zalecenia dotyczące wyboru i adaptacji scenariuszy
7.1 Wybór wiertła
7.1.1.Opcje materiałowe
Typ ekonomiczny: Stal szybkotnąca kobaltowa (M35)
Obowiązujące scenariusze: Cienkie płyty ze stali nierdzewnej 304 2000 otworów, współczynnik tarcia powłoki TiAlN 0,3, zmniejsza narost o 80%, rozwiązuje problemy z adhezją ze stalą nierdzewną 316L.
Specjalne rozwiązanie wzmocnione (ekstremalne warunki): Podłoże z węglika wolframu + powłoka nanorurkowa
Wzmocnienie nanocząsteczkowe poprawia wytrzymałość na zginanie, odporność na ciepło do 1200°C, odpowiednie do wiercenia głębokich otworów (>25 mm) lub stali nierdzewnej z zanieczyszczeniami.
7.1.2.Kompatybilność trzpienia
Wiertarki magnetyczne krajowe: Trzpień kątowy.
Importowane wiertarki magnetyczne (FEIN, Metabo): Trzpień uniwersalny, obsługiwany system szybkiej wymiany, tolerancja bicia ≤ 0,01 mm.
Japońskie wiertarki magnetyczne (Nitto): Tylko trzpień uniwersalny, trzpienie kątowe nie są kompatybilne; wymagają dedykowanego interfejsu szybkiej wymiany.
Centra obróbcze / wiertarki: Uchwyt narzędziowy hydrauliczny HSK63 (bicie ≤ 0,01 mm).
Wiertarki ręczne / sprzęt przenośny: Czterootworowy trzpień szybkiej wymiany z samoblokującymi kulkami stalowymi.
Specjalna adaptacja: Konwencjonalne wiertarki kolumnowe wymagają adapterów stożka Morse'a (MT2/MT4) lub adapterów BT40 do kompatybilności z frezami krążkowymi.
7.2 Typowe rozwiązania scenariuszowe
7.2.1.Otwory połączeniowe cienkich płyt konstrukcji stalowych
Problem: Cienkie płyty ze stali nierdzewnej 304 o grubości 3 mm podatne na odkształcenia; odchylenie okrągłości > 0,2 mm.
Rozwiązanie:Wiertło: Trzpień kątowy HSS (głębokość skrawania 35 mm) + wiertarka magnetyczna z siłą adsorpcji > 23 kN.
Parametry: Prędkość 450 obr./min, posuw 0,08 mm/obr., chłodziwo: emulsja olejowo-wodna.
7.2.2.Obróbka głębokich otworów w grubych płytach w budownictwie okrętowym
Problem: Płyty stalowe 316L o grubości 30 mm, tradycyjne wiertło zajmuje 20 minut na otwór.
Rozwiązanie:
Wiertło: Wiertło z węglika spiekanego pokryte TiAlN (głębokość skrawania 100 mm) + olej do cięcia wysokociśnieniowego (ISO VG68).
Parametry: Prędkość 150 obr./min, posuw 0,20 mm/obr, stopniowa ewakuacja wiórów.
7.2.3.Wiercenie otworów na powierzchniach o wysokiej twardości szyn
Problem: Twardość powierzchni HRC 45–50, podatność na odpryskiwanie krawędzi.
Rozwiązanie:
Wiertło: Wiertło z węglika wolframu z czterootworowym trzpieniem + kanał chłodzenia wewnętrznego (ciśnienie ≥ 12 barów).
Pomoc: Mocowanie uchwytu typu V + pozycjonowanie laserowe (dokładność ±0,1 mm).
7.2.4.Pozycjonowanie powierzchni zakrzywionych/pochyłych
Problem: Poślizg na zakrzywionej powierzchni powoduje błąd pozycjonowania > 1 mm.
Rozwiązanie:
Trzystopniowa metoda wiercenia: otwór pilotowy Ø3 mm → otwór rozprężny Ø10 mm → wiertło o docelowej średnicy.
Wyposażenie: Wiertarka magnetyczna zintegrowana z pozycjonowaniem laserowym krzyżowym.
Ⅷ. Wartość techniczna i korzyści ekonomiczne wiercenia w płytach stalowych
Głównym wyzwaniem wiercenia w stali nierdzewnej jest konflikt między właściwościami materiału a tradycyjnymi narzędziami. Frez krążkowy osiąga zasadniczy przełom dzięki trzem głównym innowacjom:
Rewolucja skrawania krążkowego: usuwa tylko 12% materiału zamiast pełnego skrawania przekroju poprzecznego.
Rozkład obciążenia mechanicznego wielokrawędziowego: zmniejsza obciążenie na krawędź skrawającą o 65%.
Dynamiczna konstrukcja chłodzenia: obniża temperaturę skrawania o ponad 300°C.
W praktycznych walidacjach przemysłowych frezy krążkowe zapewniają znaczne korzyści:
Wydajność: Czas wiercenia jednego otworu jest skrócony do 1/10 czasu w przypadku wierteł krętych, zwiększając dzienną wydajność o 400%.
Koszt: Żywotność wkładki przekracza 2000 otworów, zmniejszając całkowity koszt obróbki o 60%.
Jakość: Tolerancja średnicy otworu konsekwentnie spełnia klasę IT9, przy prawie zerowym wskaźniku złomu.
Wraz z popularyzacją wiertarek magnetycznych i postępem w technologii węglików spiekanych, frezy krążkowe stały się niezastąpionym rozwiązaniem dla obróbki stali nierdzewnej. Przy prawidłowym doborze i znormalizowanej eksploatacji, nawet ekstremalne warunki, takie jak głębokie otwory, cienkie ścianki i zakrzywione powierzchnie, mogą zapewnić wysoce wydajną i precyzyjną obróbkę.
Zaleca się, aby przedsiębiorstwa budowały bazę danych parametrów wiercenia w oparciu o strukturę swoich produktów, aby stale optymalizować zarządzanie całym cyklem życia narzędzia.
1Co to jest BURR CARBIDE?
Karbid burr, znany również jako burr bit, burr cutter, carbide burr bit, carbide die grinder bit itp.karbidowca jest rodzajem obracającego się narzędzia do cięcia, które jest przymocowane do narzędzi pneumatycznych lub narzędzi elektrycznych i specjalnie stosowane do usuwania metalowych wątekWykorzystuje się go głównie w procesie obróbki surowej części roboczej o wysokiej wydajności.
2Komponent karbidu?
Karbid burr można podzielić na typ lutowany i typ stały. typ lutowany jest wykonany z części głowicy węglowej i części koła stalowego lutowanych razem, gdy średnica głowicy burr i koła nie jest taka sama,stosowany jest typ lutowanyTyp stały jest wykonany z stałego węglanu, gdy średnica głowicy i łopatki jest taka sama.
3W jakim celu stosuje się BURR CARBIDE?
W ostatnich latach, ze wzrostem liczby użytkowników, wprowadzono nowe technologie, które pozwalają na zwiększenie efektywności produkcji.Stał się niezbędnym narzędziem dla montażystów i naprawców..
Główne zastosowania:
♦ usunięcie żetonów.♦ modyfikacja kształtu.♦ wykończenie krawędzi i podłoża.♦ wykonywanie fresowania przygotowawczego do zgrzewania.♦ czyszczenie spawania.♦ czyste materiały odlewowe.♦ poprawa geometrii przedmiotu.
Główne branże:
♦ Przemysł pleśni. Do wykończenia wszelkiego rodzaju metalowych próżni pleśni, takich jak pleśni butów itp.♦ Przemysł grawerowy: do grawerowania wszelkiego rodzaju metali i innych materiałów, takich jak przedmioty rzemieślnicze.♦ Przemysł wytwórczy urządzeń: do czyszczenia płetwy, węzła, szwu spawalniczego odlewu, kawałka kuciego i spawania, np. fabryki odlewek, stoczni, polerowania węzłów kołowych w fabryce samochodowej,itd.♦ Przemysł maszynowy: do obróbki przewodów, okrągłych, rowerów i kluczy wszystkich rodzajów części mechanicznych, czyszczenia rur, wykończenia powierzchni otworów wewnętrznych części maszynowych,np. fabryka maszyn, warsztaty i tak dalej.♦ Przemysł silnikowy: do wygładzania przepływu obrotowego, np. fabryki silników samochodowych.
♦Przemysł spawalniczy, do wygładzania powierzchni spawalniczej, np. spawania nitetowego.
4- Zalety węglowodorów.
♦ Wszelkiego rodzaju metale (w tym stali wygaszonej) i materiały niemetaliczne (takie jak marmur, jade, kość, tworzywa sztuczne) o twardości poniżej HRC70 mogą być arbitralnie cięte za pomocą węglowodoru.♦ W większości prac może zastąpić małe szlifierki z łopatą i nie powoduje zanieczyszczenia pyłem.♦ Wysoka wydajność produkcyjna, dziesiątki razy wyższa niż wydajność obróbki ręcznej piły i ponad dziesięć razy wyższa niż wydajność obróbki małego szlifu z łopatą.♦ Dzięki dobrej jakości obróbki, wysokiej wykończenia powierzchni, karburowy burr może przetwarzać różne kształty jamy pleśni z wysoką precyzją.♦ Karburowe szlifowanie ma długą żywotność, jest 10 razy trwalsze od szybkiego cięcia stali i 200 razy trwalsze niż szlifowanie tlenku aluminium.♦ Karburowy burr jest łatwy w użyciu, bezpieczny i niezawodny, może zmniejszyć intensywność pracy i poprawić środowisko pracy.♦ Korzyści ekonomiczne po użyciu węglowodoru węglowodowego są znacznie zwiększone, a całkowite koszty przetwarzania mogą zostać zmniejszone dziesiątki razy poprzez użycie węglowodoru węglowodowego.
5. Różnorodność materiałów obrobionych z węglowodorów.
Zastosowanie
Materiały
Używane do odgrywania, frezowania procesu przygotowania, spawania powierzchni, obróbki miejscowej spawania, obróbki formowania, odlewania, obróbki warstwowej, czyszczenia.
Stali, stali odlewanej
Stal nietwarda, nieobrobiona cieplnie, wytrzymałość nieprzekraczająca 1200N/mm2 ((< 38HRC)
konstrukcja stalowa, stal węglowa, stal narzędziowa, stal niestopowa, stal karburująca, stal odlewana
Stal twarda, stal poddana obróbce cieplnej, wytrzymałość powyżej 1200N/mm2 ((> 38HRC)
stal narzędziowa, stal hartowana, stal stopowa, stal odlewana
Stal nierdzewna
Stalo odporne na rdzew i kwasy
stali nierdzewnej austenitycznej i ferrytycznej
Pozostałe metale
metali miękkich innych niż żelaza
aluminiowy
miedzi, miedzi czerwonej, cynku
metali twardych innych niż żelaza
stopu aluminium, mosiądzu, miedzi, cynku
mosiądz, stop tytanu/tytanu, stop duraluminu (wysoka zawartość krzemu)
materiał odporny na ciepło
Stopy na bazie niklu i kobaltu (produkcja silników i turbin)
Żelazo odlewane
żelazo odlewane, żelazo odlewane białe
węzłowy grafyt / żelazo elastyczne EN-GJS(GGG)
żelaza żelaza żelaznego EN-GJMW(GTW),
żelazo czarne EN-GJMB(GTS)
Wykorzystywane do frezowania, formowania, przetwarzania
Plastiki, inne materiały
tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami (GRP/CRP), zawartość włókien ≤ 40%
tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami (GRP/CRP), o zawartości włókien > 40%
Wykorzystywane do obcinania, frezowania kształtu otworu cięcia
termoplastyczne
6Narzędzia do dopasowywania węglowodorów.
Karburowe szlifowanie jest zwykle stosowane z szybkim szlifierem elektrycznym lub narzędziami pneumatycznymi, może być również stosowane przez zamontowane na narzędziach maszynowych.więc stosowanie karburowego burr w przemyśle jest zazwyczaj napędzane przez narzędzia pneumatyczne. Do użytku osobistego, elektryczna szlifierka jest wygodniejsza, działa po podłączeniu, bez sprężarki powietrza. Wszystko, co musisz zrobić, to wybrać elektryczną szlifierkę z dużą prędkością.Zalecana prędkość jest na ogół 6000-40000 obrotów na minutę, a bardziej szczegółowy opis zalecanej prędkości przedstawiono poniżej.
7Zalecana prędkość karburowania.
Według tej specyfikacji dostępna jest szeroka gamę karbidów do szlifowania.Na przykład:: szlifierki o prędkości 30 000 obrotów na minutę mogą dopasować się do szlifierki węglowodornej o średnicy od 3/16" do 3/8"; dla szlifierek o prędkości 22000 obrotów na minutę dostępne są szlifierki węglowodorne o średnicy od 1/4" do 1/2".Najlepiej wybrać najczęściej używaną średnicę.
Ponadto optymalizacja środowiska szlifowania i utrzymanie szlifowania maszyny są również bardzo ważne..Dlatego zalecamy częste sprawdzanie układu ciśnienia powietrza i uszczelnienia szlifierki.
W rzeczywistości rozsądna prędkość pracy jest bardzo ważna dla osiągnięcia dobrego efektu cięcia i jakości kawałka roboczego.ale jeśli prędkość jest zbyt wysoka może spowodować pęknięcie stalowej łopatkiZmniejszenie prędkości jest pomocne w szybkim cięciu, ale może spowodować przegrzanie systemu i obniżenie jakości cięcia.Tak więc każdy rodzaj węglowodorów burr powinien być wybrany zgodnie z specyficzną operację odpowiedniej prędkości.
Proszę sprawdzić zalecany wykaz prędkości poniżej:
Zalecana lista prędkości dla użycia karburowego burra.
Zakres prędkości zaleca się dla różnych materiałów i średnic burr(rpm)
Średniki burr
3 mm (1/8")
6 mm (1/4")
10 mm (3/8")
12 mm (1/2")
16 mm (5/8")
Maksymalna prędkość robocza (rpm)
90000
65000
55000
35000
25000
Aluminium, tworzywa sztuczne
Zakres prędkości
60000-80000
15000-60000
10000-50000
7000-30000
6000-20000
Zalecana prędkość startowa
65000
40000
25000
20000
15000
Miedź, żelazo
Zakres prędkości
45000-80000
22500-60000
15000-40000
11000-30000
9000-20000
Zalecana prędkość startowa
65000
45000
30000
25000
20000
Stal łagodna
Zakres prędkości
60000-80000
45000-60000
30000-40000
22500-30000
18000-20000
Zalecana prędkość startowa
80000
50000
30000
25000
20000
Ⅰ.Wprowadzenie
Superstopy to materiały metalowe, które zachowują doskonałą wytrzymałość, odporność na utlenianie i odporność na korozję w wysokich temperaturach.przemysł jądrowyJednakże ich wyższe właściwości stanowią znaczne wyzwania dla obróbki.wysokie temperatury cięciaW tym artykule omówiono najczęściej występujące problemy związane z końcowym frezowaniem superstopów i przedstawiono odpowiednie rozwiązania.
Ⅱ.Co to jest superstop?
Superstopy (lub stopy wysokotemperaturowe) to materiały metalowe, które zachowują wysoką wytrzymałość i wyjątkową odporność na utlenianie i korozję w środowiskach o podwyższonej temperaturze.Potrafią one niezawodnie pracować w warunkach skomplikowanego obciążenia w środowiskach oksydacyjnych i gazowych z korozją od 600°C do 1100°CSuperstopy obejmują głównie stopy na bazie niklu, kobaltu i żelaza i są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, turbin gazowych, energetyce jądrowej, motoryzacyjnym i petrochemicznym.
Ⅲ.Charakterystyka superstopów
1.Wysoka wytrzymałość w podwyższonych temperaturachZdolne do wytrzymania wysokich obciążeń przez dłuższy czas w wysokich temperaturach bez znaczących deformacji.
2.Doskonała odporność na utlenianie i korozjęUtrzymuje stabilność strukturalną nawet w przypadku narażenia na działanie powietrza, gazów spalania lub środków chemicznych w podwyższonych temperaturach.
3.Dobra wytrzymałość na zmęczenie i złamaniaZdolny do odporności na cykle termiczne i obciążenia uderzeniowe w ekstremalnych warunkach.
4.Stabilna mikrostrukturaWykazuje dobrą stabilność konstrukcyjną i odporność na degradację wydajności podczas długotrwałego stosowania w wysokich temperaturach.
Ⅳ.Typowe materiały superstopniowe
1.Superstopy na bazie nikluMiędzynarodowo wspólne stopnie:
Klasa
Cechy
Typowe zastosowania
Inkonel 718
Doskonała wytrzymałość na wysokie temperatury, dobra spawalność
Silniki lotnicze, elementy reaktorów jądrowych
Inkonel 625
Wysoka odporność na korozję, odporność na wodę morską i chemikalia
Sprzęt morski, pojemniki chemiczne
Inkonel X-750
Wysoka odporność na wkręcanie, nadająca się do długotrwałego obciążenia wysoką temperaturą
Części turbin, sprężyny, elementy mocujące
Waspaloy
Utrzymuje wysoką wytrzymałość w temperaturze 700-870°C
Pozostałe urządzenia, z wyłączeniem tych objętych pozycją 8403
Rene 41
Wyższa wydajność mechaniczna w wysokich temperaturach
Komory spalania silników odrzutowych, dysze ogonowe
2.Superstopy na bazie kobaltu
Międzynarodowo wspólne stopnie:
Klasa
Cechy
Wnioski
Stellit 6
Doskonała odporność na zużycie i korozję na gorąco
Wyroby z tworzyw sztucznych
Haynes 188
Dobra odporność na utlenianie i wkręcanie w wysokich temperaturach
Pozostałe części i akcesoria do urządzeń elektrycznych
Mar-M509
Silna odporność na korozję i zmęczenie termiczne
Komponenty turbin gazowych na gorąco
Powszechne klasy chińskie (z międzynarodowymi odpowiednikami):
Klasa
Cechy
Wnioski
K640
Ekwiwalent stelolity 6
Stopy zaworu, urządzenia termiczne
GH605
Podobna do Haynes 25
Misje kosmiczne, turbiny przemysłowe
3.Superstopy na bazie żelaza
Charakterystyka:Niskie koszty, dobra obróbka; odpowiednie do środowisk o średniej temperaturze (≤ 700°C).
Międzynarodowo wspólne stopnie:
Klasa
Cechy
Wnioski
A-286 (UNS S66286)
Dobra wytrzymałość na wysokie temperatury i spawalność
Włókna do silników lotniczych, części turbin gazowych
Stop 800H/800HT
Doskonała stabilność konstrukcyjna i odporność na korozję
Wymienniki ciepła, generatory pary
310S ze stali nierdzewnej
Odporny na utlenianie, niski koszt
Rury piecowe, układy wydechowe
Powszechne klasy chińskie (z międzynarodowymi odpowiednikami):
Klasa
Międzynarodowy ekwiwalent
Wnioski
1Cr18Ni9Ti
Podobna do stali nierdzewnej 304
Ogólne środowiska o wysokich temperaturach
GH2132
Równoważny do A-286
Pręty, uszczelki, sprężyny
4.Porównanie superstopów na bazie niklu, kobaltu i żelaza
Rodzaj stopów
Zakres temperatury pracy
Siła
Odporność na korozję
Koszty
Typowe zastosowania
Na bazie niklu
≤ 1100°C
Nie, nie, nie.
Nie, nie, nie.
Wysoki
Kosmiczna, energetyczna, energetyka jądrowa
Na bazie kobaltu
≤ 1000°C
Nie, nie, nie.
Nie, nie, nie.
Względnie wysokie
Przemysł chemiczny, turbiny gazowe
Na bazie żelaza
≤ 750°C
★★★
★★★
Niskie
Przemysł ogólny, części konstrukcyjne
Ⅴ. Przykłady zastosowań superstopów
Przemysł
Składniki aplikacji
Powietrzno-kosmiczne
Włókiennicze, włączając w to:
Urządzenia energetyczne
Płytki turbin gazowych, elementy reaktorów jądrowych
Przemysł chemiczny
Reaktory o wysokiej temperaturze, wymienniki ciepła, pompy i zawory odporne na korozję
Wydobycie ropy naftowej
Włókna i pozostałe włókna i pozostałe włókna
Przemysł motoryzacyjny
Komponenty turbosprężarki, wysokiej wydajności układy wydechowe
Ⅵ.Wyzwania związane z obróbką superstopów
1Wysoka wytrzymałość i twardość:
Superstopy utrzymują wysoką wytrzymałość nawet w temperaturze pokojowej (np. wytrzymałość na rozciąganie Inconel 718 przekracza 1000 MPa).mają tendencję do tworzenia twardej warstwy (z wzrostem twardości 2-3 razy)W takich warunkach zużycie narzędzia nasila się, siły cięcia znacznie się zmieniają,i szczelinę krawędzi cięcia jest bardziej prawdopodobne, że wystąpi.
2Słaba przewodność cieplna i skoncentrowane ciepło cięcia:
Superstopy mają niską przewodność cieplną (np. przewodność cieplna Inconel 718 wynosi zaledwie 11,4 W/m·K, około jednej trzeciej tej stali).a temperatura końcówki cięcia może przekroczyć 1000°CPowoduje to zmiękczenie materiału narzędzia (ze względu na niewystarczającą twardość czerwoną) i przyspiesza zużycie dyfuzji.
3. Ciężkie utwardzanie:
Po obróbce powierzchnia materiału staje się twardsza, co jeszcze bardziej nasila zużycie narzędzia.
4. Wysoka twardość i trudności w kontroli chipów:
Szczątki superstopów są bardzo wytrzymałe i nie łamią się łatwo, często tworzą długie szczątki, które mogą owijać się wokół narzędzia lub drapać powierzchnię obróbki.Wpływa to na stabilność procesu obróbki i zwiększa zużycie narzędzi.
5Wysoka reaktywność chemiczna:
Stopy na bazie niklu są podatne na reakcje dyfuzyjne z materiałami narzędzia (np. cementem WC-Co), co prowadzi do zużycia kleju.tworząc półksiężycowy krater zużycia.
Ⅶ.Powszechne problemy związane z frezowaniem superstopów przy użyciu końcowych młynów
1. Silne zużycie narzędzi
• Wysoka twardość i wytrzymałość superstopów prowadzi do szybkiego zużycia grobu i boków końcowego młynówki.
• Wysokie temperatury cięcia mogą powodować pęknięcia z powodu zmęczenia termicznego, deformacje tworzyw sztucznych i zużycie narzędzia w wyniku dyfuzji.
2. Nadmierna temperatura cięcia
• Słabe przewodnictwo cieplne superstopów oznacza, że duża ilość ciepła wytwarzanej podczas cięcia nie może zostać rozproszona w czasie.
• prowadzi to do miejscowego przegrzania narzędzia, co w ciężkich przypadkach może spowodować wypalenie narzędzia lub jego rozbicie.
3. Ciężka praca twardnieje
• Superstopy są podatne na twardnienie podczas obróbki, a twardość powierzchni gwałtownie wzrasta.
• Następny etap cięcia dotyka twardszą powierzchnię, co pogarsza zużycie narzędzia i zwiększa siły cięcia.
4Wysokie siły cięcia i silne wibracje
• Wysoka wytrzymałość materiału powoduje duże siły cięcia.
• Jeśli konstrukcja narzędzia nie jest odpowiednio zaprojektowana lub narzędzie nie jest mocno zaciskane, może to prowadzić do drgań obróbki i szczekania, powodując uszkodzenie narzędzia lub słabe wykończenie powierzchni.
5Przyczepność narzędzia i wbudowana krawędź
• Przy wysokich temperaturach materiał przylega do krawędzi cięcia narzędzia, tworząc wbudowaną krawędzię.
• Może to spowodować niestabilne cięcie, zadrapania powierzchni przedmiotu lub niedokładne wymiary.
6Słaba jakość powierzchni obróbki
• Powszechne wady powierzchni obejmują grzyby, zarysowania, twarde plamy na powierzchni oraz zmiany koloru w strefie dotkniętej ciepłem.
• Wysoka szorstkość powierzchni może mieć wpływ na żywotność części.
7Krótki czas pracy narzędzia i wysokie koszty obróbki
• Połączony efekt powyższych problemów powoduje znacznie krótszy czas użytkowania narzędzia w porównaniu z materiałami obróbczymi, takimi jak stop aluminium lub stal niskoemisyjna.
• Częsta wymiana narzędzi, niska wydajność obróbki i wysokie koszty obróbki są konsekwencjami.8Rozwiązania i optymalizacja
ⅧRozwiązania i zalecenia dotyczące optymalizacji
1Rozwiązania dla ciężkiego zużycia narzędzi:
1.1.Wybrać materiał z węglem ultrafińkim (Submicron/Ultrafine grain Carbide), który zapewnia wyższą odporność na zużycie i odporność na pęknięcie poprzeczne.
*Karbyd cementowany o ultrafiłym ziarnku jest szeroko stosowany w formie, narzędziach do cięcia, precyzyjnym obróbce, komponentach elektronicznych i innych dziedzinach ze względu na doskonałą odporność na zużycie i wysoką twardość.Typowy rozmiar ziarna WC waha się od około 0.2 do 0,6 μm. Zgodnie ze standardami różnych krajów i marek, powszechnie stosowane klasy węglowodorów cementowanych o ultrafiłym ziarnku są następujące:
A.China Common Ultrafine Grain Cemented Carbide Grades (np. XTC, Zhuzhou Cemented Carbide, Jiangxi Rare Earth, Meirgute itp.)
Klasa
Wielkość ziarna (μm))
Zawartość CO (%)
Cechy i zastosowania
YG6X
0.6
6.0
Odpowiedni do zastosowań o wysokiej precyzji i wysokiej twardości; idealny do wykończenia twardych materiałów.
YG8X
0.6
8.0
Nieco lepsza wytrzymałość i wytrzymałość gięcia niż YG6X; nadaje się do narzędzi takich jak fresowniki i wiertarki.
YG10X
0.6
10.0
Doskonała ogólna wydajność; nadaje się do zastosowań wymagających zarówno odporności na zużycie, jak i wytrzymałości.
ZK10UF
- Nie.5
10.0
Karbid Zhuzhou, stosowany do mikrowierców, wierców PCB i innych narzędzi precyzyjnych.
TF08
0.5
8.0
Stosowany do obróbki stopów tytanu i metali trudnych do cięcia.
WF25
0.5
12.0
Specjalnie zoptymalizowane do obróbki stopów tytanu i stali nierdzewnej, o wysokiej odporności na złamanie.
B.Niemieckie stopnie (np. CERATIZIT, H.C. Starck itp.)
Klasa
Wielkość ziarna (μm))
Zawartość CO (%)
Cechy i zastosowania
CTU08A
0.4
8.0
Ultra wysoka twardość, nadająca się do szybkiej obróbki precyzyjnej.
K40UF
0.5
10.0
Wysoka odporność na zużycie; idealna do cięcia na sucho i obróbki aluminium.
S10
0.5
10.0
Odpowiedni do obróbki twardych materiałów i ceramiki.
C.Japońskie klasy (np. Mitsubishi, Sumitomo, Toshiba itp.)
Klasa
Wielkość ziarna (μm))
Zawartość CO (%)
Cechy i zastosowania
UF10
0.4-0.6
10.0
Sumitomo® są powszechnie stosowane w klasie ultrafińszej, nadającej się do precyzyjnych młynów końcowych.
TF20
0.5
12.0
Wysokiej wytrzymałości ultrafinny stopień Mitsubishi, używany do frezowania trudnych do obróbki materiałów.
SF10
0.5
10.0
Wykorzystywane do wiertarek o małej średnicy, narzędzi PCB itp.
D. Stopień USA ((Kennametal、Carbide USA)
Klasa
Wielkość ziarna (μm))
Zawartość CO (%)
Cechy i zastosowania
K313
0.4
6.0
Wysoka twardość, niska zawartość węgla węglowego, odpowiednia do obróbki twardych materiałów.
KD10F
0.6
10.0
Powszechnie stosowana ultrafinna klasy z doskonałą odpornością na zużycie.
GU10F
0.4-0.5
10.0
Używane w zastosowaniach wymagających wysokiej jakości powierzchni.
1.2.Optymalizacja geometrii narzędzia, np. zmniejszenie kąta grzebienia i utrzymanie umiarkowanego kąta wolności, w celu zwiększenia wytrzymałości krawędzi.
1.3Wykonaj ostrzenie krawędzi, aby zapobiec szczelinowaniu i rozprzestrzenianiu się mikrokreczek.
2Rozwiązania dla nadmiernej temperatury cięcia:
2.1 Używać wysokowydajnych powłok odpornych na ciepło, takich jak AlTiN,SiAlN lub nACo,zdolnych do wytrzymania temperatury cięcia 800-1000°C.
2.2 Wdrożyć systemy chłodzenia pod wysokim ciśnieniem (HPC) lub minimalną ilość smaru (MQL) w celu szybkiego usuwania ciepła cięcia.
2.3 Zmniejszenie prędkości cięcia ((Vc) w celu zminimalizowania wytwarzania ciepła.
3Rozwiązania dla twardowania ciężkiej pracy:
3.1 Zwiększyć podaż na ząb (fz) w celu skrócenia czasu pobytu narzędzia w warstwie utwardzonej.
3.2 Wybierz mniejszą głębokość cięcia i wielokrotne przejścia, aby stopniowo usuwać twardną warstwę.
3.3 Trzymać narzędzie ostre, aby uniknąć cięcia w gęstej krawędzi przez utwardzoną warstwę.
4Rozwiązania dla silnych sił cięcia i silnych wibracji:
4.1 W celu zmniejszenia rezonancji należy używać narzędzi o zmiennej spiralce i zmiennej wysokości (nie równomierne rozmieszczenie).
4.2 Minimalizować długość przewieszania narzędzia (trzymać stosunek L/D < 4) w celu zwiększenia sztywności.
4.3 Optymalizacja konstrukcji opraw w celu poprawy stabilności obrabiarków.
4.4 Mądrze planować trasę cięcia przy użyciu fresowania peryferyjnego zamiast fresowania powierzchniowego, gdy tylko jest to możliwe.
5Rozwiązania dla przyczepności narzędzi i wbudowanej krawędzi:
5.1 Wybierać powłoki o niskim współczynniku tarcia (np. TiB2, DLC, nACo) w celu zmniejszenia tendencji do przyczepiania.
5.2 W celu poprawy smarowania należy stosować płynów cięcia lub MQL.
5.3 Utrzymywać ostre krawędzie cięcia w celu zapobiegania odrywaniu i nagromadzeniu się ciepła spowodowanym przez nudne narzędzia.
6Rozwiązania problemu niskiej jakości powierzchni obrabianych:
6.1 Optymalizacja kątów otwarcia i obróbki krawędzi w celu poprawy gładkości cięcia.
6.2 Zmniejszyć prędkość podawania w celu zminimalizowania drgań i śladów cięcia.
6.3 Do obróbki końcowej należy używać drobnych narzędzi szlifowania i rozważyć wielokrotne przejścia: szlifowanie szorstkie→szlifowanie półkońcowe→szlifowanie końcowe.
6.4 Należy stosować płynów do cięcia w celu zapobiegania miejscowemu przegrzaniu i przebarwieniu z powodu utleniania.
7Rozwiązania dla krótkiej żywotności narzędzi i wysokich kosztów obróbki:
7.1 Wdrożyć wyżej wymienione strategie w sposób kompleksowy w celu wydłużenia okresu użytkowania każdego narzędzia.
7.2 Zainstalować systemy monitorowania narzędzia (np. automatyczne wykrywanie zmiany narzędzia/żywotności narzędzia) w celu uniknięcia nadużycia.
7.3 Wybierać znane marki lub wysokiej jakości narzędzia powlekane w celu poprawy ogólnej efektywności kosztowej.
7.4 W przypadku masowego obróbki superstopów zaleca się stosowanie narzędzi dostosowanych do indywidualnych potrzeb w celu optymalizacji wydajności i kosztów.
Ⅸ.Zalecane parametry cięcia
Przykład: Inconel 718
Element parametru
Górne
Wykończenie
Średnica narzędzi
10 mm
10 mm
Prędkość cięcia: Vc
30 ̊50 m/min
20 ̊40 m/min
Pasza na zęby: fz
00,03 ∼0,07 mm/ząb
0.015·0,03 mm/ząb
Głębokość cięcia: ap
0.2 ≈ 0,5 mm
≤ 0,2 mm
Metoda chłodzenia
Chłodzenie pod wysokim ciśnieniem/MQL
Chłodzenie pod wysokim ciśnieniem
Uwaga:
• Chłodzenie pod wysokim ciśnieniem: metoda ta jest skuteczna w szybkim usuwaniu ciepła i zmniejszaniu zużycia narzędzia podczas roboczego obróbki.
• Minimalna ilość smarowania ((MQL): Można go stosować w surowcu, aby zminimalizować wpływ na środowisko, zapewniając jednocześnie odpowiednie smarowanie.
• Operacje wykończenia:W celu zapewnienia jakości powierzchni i zapobiegania uszkodzeniom cieplnym zaleca się chłodzenie pod wysokim ciśnieniem.
Parametry te są zoptymalizowane do obróbki Inconel 718, biorąc pod uwagę jego trudne właściwości materiałowe, takie jak wysoka wytrzymałość, twardość i skłonność do twardowania.W zależności od specyficznych możliwości maszyny i warunków narzędzia mogą być konieczne dostosowania.
ⅩWniosek
Chociaż obróbka superstopów jest trudna, można ją zarządzać przy odpowiednim wyborze narzędzi i optymalizacji procesu.geometria, powłoki, chłodzenie i strategia.
W przypadku potrzeb narzędzi na zamówienie lub specyficznych rozwiązań do obróbki superstopów, nie wahaj się skontaktować z nami w celu uzyskania wsparcia technicznego i próbek.
Technologia lutowania i dobór materiału lutowniczego bezpośrednio determinują poziom jakości frezu z węglika spiekanego.
Technologia spawania frezów obrotowych z węglika spiekanego jest jednym z kluczowych czynników wpływających na ich jakość. Wybór materiałów spawalniczych i procesów spawalniczych bezpośrednio determinuje poziom jakości frezów obrotowych z węglika spiekanego.
Wybór materiałów spawalniczych: Frezy obrotowe z węglika spiekanego wykorzystują materiał lutowniczy rdzeniowo-warstwowy ze srebrem, który ma srebro na obu końcach i warstwę rdzeniową ze stopu miedzi pomiędzy. Temperatura lutowania dla tego materiału wynosi około 800°C, co jest znacznie niższe w porównaniu z temperaturą lutowania 1100°C wymaganą dla materiałów lutowniczych miedzianych. To znacznie ogranicza uszkodzenia właściwości węglika, zmniejsza naprężenia spawalnicze, zapobiega mikropęknięciom w węgliku i zapewnia lepszą wytrzymałość spoiny.
Wybór metod spawania: Obecnie na rynku dostępne są dwie główne metody spawania: lutowanie srebrne płaskie i lutowanie miedziane w otworze ogonowym. Lutowanie srebrne płaskie ma prostszą strukturę, niższe naprężenia spawalnicze i niższą wymaganą temperaturę spawania, co lepiej zachowuje właściwości stopu i stalowego trzpienia. Z drugiej strony, lutowanie miedziane w otworze ogonowym może zaoszczędzić trochę materiału węglikowego i jest tańsze, ale wyższa temperatura spawania może spowodować uszkodzenie właściwości węglika.
Sprzęt i proces spawania: Użycie automatycznych maszyn spawalniczych jest kluczową częścią procesu. W automatycznym procesie spawania końcówka z węglika i stalowy trzpień mogą automatycznie się wyrównywać do lutowania bez interwencji ręcznej, co znacznie zapewnia stabilność jakości spawania i doskonałą współosiowość między stalowym trzpieniem a końcówką z węglika po spawaniu.
Jako firma z ponad dziesięcioletnim doświadczeniem w badaniach i rozwoju materiałów z węglika spiekanego, Chengdu Baboshi Cutting Tools ma głębokie zrozumienie właściwości materiałów z węglika spiekanego. Podczas procesu spawania frezów obrotowych stosujemy w pełni zautomatyzowaną technologię lutowania srebrnego płaskiego, która w znacznym stopniu chroni właściwości stopu i zapewnia doskonałą współosiowość między stalowym trzpieniem a końcówką z węglika.
Wprowadzenie
Przy projektowaniu młynów końcowych z węglem do aluminium niezbędne jest kompleksowe uwzględnienie wyboru materiału, geometrii narzędzia, technologii powlekania i parametrów obróbki.Czynniki te zapewniają wydajne i stabilne obróbki stopów aluminium przy jednoczesnym wydłużeniu żywotności narzędzi.
1. Wybór materiału
1.1Substrat węglowy:Karbid typu YG (np. YG6, YG8) jest preferowany ze względu na jego niskie powinowactwo chemiczne do stopów aluminium, co pomaga zmniejszyć tworzenie się zbudowanych krawędzi (BUE).
1.2Zestawy aluminium o wysokiej zawartości krzemu (8% ∼12% Si):W celu zapobiegania korozji narzędzi wywołanej przez krzemowy składnik zaleca się narzędzia pokryte diamentem lub niepowleczone węglem ultrafińkoziarnistym.
1.3Obróbka o wysokim połysku:W celu uzyskania lustrzanego wykończenia powierzchni proponowane są wysoce sztywne młynki końcowe z węglem wolframu z precyzyjnym polerowaniem krawędzi.
2Projekt geometrii narzędzia
2.1Liczba fletów:W przypadku surowego obróbki stopów aluminium lotniczego, 5-flutowy młyn końcowy (np.Kennametal KOR5) można wybrać w celu zwiększenia szybkości podawania.
2.2kąt szyby:Zaleca się duży kąt śrubowania 20°/45° w celu poprawy gładkości cięcia i zmniejszenia drgań.więc wymagana jest równowaga między ostrością a sztywnością.
2.3Raki i kąty podniesienia:Większy kąt grzebienia (10°~20°) obniża odporność cięcia i zapobiega przyczepieniu się aluminium.aby zrównoważyć odporność na zużycie i wydajność cięcia.
2.4Zaprojektowanie Chip Gullet:Szerokie, ciągłe, spiralne płytki zapewniają szybką ewakuację chipów i minimalizują klejenie.
2.5Przygotowanie krawędzi:Krawędzie cięcia muszą pozostać ostre, aby zmniejszyć siłę cięcia i zapobiec przyczepieniu; odpowiednie rozszczepienie zwiększa wytrzymałość i zapobiega rozdrobnieniu krawędzi.
3. Zalecane opcje powlekania
3.1Niepowleczone:Jeśli powłoka zawiera aluminium, może ona reagować z obrabianym przedmiotem, powodując delaminację lub przyczepność powłoki, co prowadzi do nieprawidłowego zużycia narzędzia.Niepowleczone młynki końcowe są opłacalne, niezwykle ostre i łatwe do ponownego szlifowania, co sprawia, że nadają się do produkcji krótkoterminowej, prototypowania lub zastosowań o umiarkowanych wymaganiach wykończenia powierzchni (Ra > 1,6 μm).
3.2Diamentowy węgiel (DLC):DLC jest na bazie węgla, o wyglądzie podobnym do tęczy, zapewniając doskonałą odporność na zużycie i właściwości przeciwprzyczepieniowe, idealnie nadające się do obróbki aluminium.
3.3Powierzchnia:Chociaż TiAlN zapewnia doskonałą odporność na utlenianie i zużycie (34 razy dłuższą żywotność niż TiN w stali, nierdzewnej, tytanu i stopów niklu),Z reguły nie jest zalecany dla aluminium, ponieważ aluminium w powłokę może reagować z elementem obróbki..
3.4powłoka AlCrN:Stabilny chemicznie, nieprzylepiony i odpowiedni do tytanu, miedzi, aluminium i innych materiałów miękkich.
3.5Powierzchnia powierzchniowa:Powłoka o strukturze gradientowej o wysokiej wytrzymałości, twardości i niskim tarciu.
Podsumowanie:W przypadku obróbki aluminium należy unikać powłok zawierających aluminium (np. TiAlN), ponieważ przyspieszają one zużycie narzędzi.
4Kluczowe rozważania
4.1Ewakuacja chipów:Szczątki aluminiowe mają tendencję do przyklejania się; optymalizowane konstrukcje fletów (np. faleczne krawędzie, duże kąty grzebienia) są wymagane do płynnego ewakuacji.
4.2Metoda chłodzenia:
4.2.1 W celu obniżenia temperatury cięcia i wypłukiwania odłamków należy użyć chłodzenia wewnętrznego (np. Kennametal KOR5).
4.2.2 W celu zmniejszenia tarcia i ciepła należy stosować płynów cięcia (emulsje lub płynów chłodzących na bazie oleju), chroniąc zarówno narzędzie, jak i przedmiot.
4.2.3 Upewnij się, że przepływ płynu chłodzącego jest wystarczający do pokrycia strefy cięcia.
4.3Parametry obróbki:
4.3.1Wyższa prędkość cięciaPrędkości cięcia 1000 ≈ 3000 m/min zwiększają wydajność przy jednoczesnym zmniejszeniu siły cięcia i ciepła.
4.3.2Poziom podaży:Zwiększenie paszy (0,1 ∼0,3 mm/ząb) zwiększa wydajność, ale należy unikać nadmiernego używania siły.
4.3.3Głębokość cięcia:Zazwyczaj 0,5 ∼2 mm, dostosowane do wymagań.
4.3.4Projekt antywibracyjny:Zmienna śruba, nierówne odległość między fletami lub zwężone struktury rdzenia mogą tłumić gadkę (np. KOR5).
Wniosek
Podstawowe zasady projektowania młynów końcowych z węglem dla aluminium to:niskie tarcie, wysoka wydajność ewakuacji odłamków i działanie przeciwprzyczepienioweZalecane materiały obejmują węglik typu YG lub niepowleczony węglik ultrafińkoziarnisty.Do wykończeń o wysokim połysku lub stopów aluminium o wysokiej zawartości krzemuW praktyce wydajność może być zmaksymalizowana poprzez połączenie odpowiednich parametrów obróbki (np.W celu uzyskania odpowiednich wyników, należy- np. wewnętrznego płynu chłodzącego).