一, Augstas-izturības tērauda īpašības un problēmas, kas rodas, strādājot ar to
Augstas izturības tērauds parasti ir leģēts tērauds, kura stiepes izturība pārsniedz 1200 MPa. To var iedalīt divās grupās: zem-leģētais tērauds (piemēram, 40Cr, 30CrMnSi) un īpaši augstas stiprības tērauds (piemēram, 300M, 45CrNiMoVA). Tās galvenās daļas ir:
Augsta cietība un stingrība: pēc rūdīšanas vai rūdīšanas cietība var sasniegt HRC30-50, stiepes izturība sasniedz 1500 MPa, un stingrība saglabājas laba. Tas nozīmē, ka to ir ļoti grūti griezt un griešanas spēks ir 1,2–1,5 reizes lielāks nekā parastajam tēraudam.
Zema siltumvadītspēja: siltumvadītspēja ir tikai 1/3 līdz 1/4 no vidēja oglekļa tērauda siltumvadītspējas. Griešanas siltums galvenokārt atrodas instrumenta gala zonā, kas var ātri nolietot instrumentu.
Tendence strādāt sacietēt: griešanas laikā uz virsmas slāņa veidojas sacietējis slānis. Šis slānis ir par 50% līdz 100% cietāks nekā pamatā esošais materiāls, kas padara griešanu vēl grūtāku.
Grūti salaužamas skaidas: Augsta plastiskums liek skaidām veidot nepārtrauktas joslas, kas var viegli iestrēgt instrumentā un apstrādājamā detaļā, kas padara apstrādi mazāk stabilu.
Šīs īpašības rada problēmas, tostarp instrumenta lūzumu, ātru nodilumu un sliktu virsmas kvalitāti, apstrādājot ar tradicionālajām metodēm. Būtisks jautājums ir par to, vai CNC apstrāde var pārvarēt šīs problēmas.
2. Pārbaude par to, cik labi CNC apstrādes tehnoloģija darbojas ar augstas -izturības tēraudu
Ciparvadības apstrāde palīdz ražot augstas{0}}izturības tēraudu, ļaujot jums kontrolēt kustību ar augstu precizitāti, automātiski mainīt instrumentus un savienot kopā daudzas asis. Varat redzēt, cik tas ir pielāgojams šādos veidos:
1. Stingri noteikumi darbgaldiem
Augstas -stiprības tērauda apstrādei ir nepieciešami darbgaldi, kas aprīkoti ar augstas-stingrības vārpstām un virzošo sliežu sistēmām, kas spēj izturēt ievērojamus griešanas spēkus. Piemēram, piecu-asu savienojuma CNC darbgaldi var samazināt vibrāciju sarežģītas virsmas apstrādes laikā un padarīt apstrādi stabilāku, uzlabojot konstrukcijas dizainu un kustību kontroles algoritmus. Piecu-asu apstrādes centram, ko izmanto aviācijā, ir nemainīga lineārā ātruma griešanas funkcija, kas saglabā griešanas ātrumu nemainīgu, frēzējot koniskas un sfēriskas virsmas. Tas pasargā instrumentu no pārslodzes, mainoties ātrumam.
2. Instrumentu materiālu un formu pilnveidošana
Tā kā augstas -stiprības tērauds ir tik izturīgs, instrumentu materiāliem ir jāatrod pareizais cietības, stingrības un termiskās stabilitātes līdzsvars:
Cietā sakausējuma griezējinstrumenti ir piemēroti skarbai apstrādei. Tie tiek uzlaboti, pievienojot karbīdus, piemēram, TiC un TaC. Piemēram, strādājot ar 2169 austenīta nerūsējošā tērauda un YH1 kategorijas cieto sakausējumu griezējinstrumentiem, varat iegūt virsmas raupjumu Ra0,8–1,6 μm, izmantojot 22 grādu priekšējo leņķi un 10 grādu aizmugures leņķi kopā ar sēra griezējeļļas dzesēšanu.
Pārklāti griezējinstrumenti: TiAlN pārklājums var padarīt griezējinstrumentu virsmu cietāku par 3500 HV un samazināt pusmēness nodiluma iespējamību. Testi ir parādījuši, ka instrumenti ar pārklājumu kalpo trīs reizes ilgāk nekā instrumenti bez pārklājumiem, strādājot ar 300M tēraudu.
Kubiskā bora nitrīda (CBN) griešanas instruments ir piemērots precīzai apstrādei un var izturēt temperatūru līdz 3000 HV. Tas var iegūt virsmas raupjumu Ra0,4 μm vai mazāku, griežot ar ātrumu 50 m/min un barojot ar ātrumu 0,1 mm/s.
Griešanas instrumenta ģeometriskie parametri: īss slīpuma leņķis (0 grādi -5 grādi), liels slīpuma leņķis (10 grādi -15 grādi) un izliekta malas konstrukcija, kas var izplatīt griešanas jaudu un samazināt malas nolūšanas iespēju. Piemēram, instrumenta gala rādiuss r, kas ir lielāks par 0,8 mm vai vienāds ar to, var ievērojami pagarināt instrumenta kalpošanas laiku, strādājot ar 300 M tēraudu.
3. Griešanas iestatījumi un atdzišanas veids
Griešanas ātrums: neapstrādātai apstrādei ātrums tiek uzturēts zems (15–50 m/min), lai samazinātu termisko spriegumu. Precīzai apstrādei ātrums tiek palielināts līdz 80–120 m/min, lai izmantotu termiskās mīkstināšanas efektu. 300M tērauda neapstrādātā apstrādes pārbaude atklāj, ka griešanas spēks ir neliels un virsmas kvalitāte ir laba, ja griešanas ātrums ir 150 m/min, padeves ātrums ir 0,2 mm/s un griešanas dziļums ir 1 mm.
Kā atdzesēt: augsta{0} spiediena dzesēšanas šķidrums (spiediens, kas lielāks par vai vienāds ar 7 MPa) var nokļūt griešanas zonā un pazemināt temperatūru par vairāk nekā 40%. Grūti salaužamiem skaidu materiāliem impulsa dzesēšanas tehnoloģijas var palīdzēt skaidām saplaisāt.
Pareiza griešanas šķidruma izvēle: Ekstrēma spiediena emulsija, kurā ir sēra un hlora piedevas, kas nodrošina lielu spiedienu, var nodrošināt ķīmisku adsorbcijas pārklājumu, kas neļauj instrumentam nonākt tiešā saskarē ar apstrādājamo priekšmetu. Piemēram, ja tiek izmantots aktīvs dzesēšanas šķidrums ar CCL4, strādājot ar metāliem ar augstu temperatūru{2}}, instrumenti var kalpot par 50% ilgāk.
3. CNC apstrāde parasti tiek izmantota augstas -stiprības tēraudam
1. Detaļu izgatavošana aviācijas kalumiem
Aviācijā augstas -stiprības tērauda kalumiem, piemēram, degvielas tvertņu aizmugures rāmim, ir sarežģītas formas un spēcīgi materiāli. Tradicionālā apstrāde ir lēna, un tai ir nepieciešams daudz nostiprināšanas. Izmantojot optiskās skenēšanas reverso modelēšanu, mēs varējām precīzi pozicionēt tukšo pielaidi pēc pārejas uz piecu-asu CNC apstrādes tehnoloģiju. Apvienojot ar griešanas testiem, lai atrastu labākos iestatījumus (šāds griešanas ātrums 60 m/min un padeves ātrums 0,05 mm/r), viena gabala apstrādei nepieciešamais laiks tika samazināts par 40%, un virsmas raupjums sasniedza Ra0,8 μm.
2. Darbs pie auto transmisiju vārpstām
Automobiļu transmisijas vārpstām izmantotajam 40 Cr tēraudam jābūt ļoti izturīgam pret nogurumu. Izmantojot pārklātus cieto sakausējumu griezējinstrumentus ar priekšējo leņķi 5 grādi un aizmugures leņķi 12 grādi CNC virpošanā, kā arī ar nemainīgu lineāro griešanu (virsmas ātrums 120 m/min), rīks ilgst vairāk nekā 2 stundas partijas apstrādes laikā, un produkta kvalifikācijas koeficients sasniedz 99,5%.
