W przypadku obróbki poziomej jednym z kluczowych czynników znacząco wpływających na proces obróbki jest twardość przedmiotu obrabianego. Jako doświadczony dostawca obróbki poziomej napotkałem różne wyzwania i zdobyłem cenne informacje na temat dostosowywania parametrów obróbki w zależności od twardości przedmiotu obrabianego. W tym poście na blogu podzielę się kilkoma praktycznymi strategiami i przemyśleniami, które pomogą Ci osiągnąć optymalne wyniki w operacjach obróbki poziomej.
Zrozumienie twardości przedmiotu obrabianego
Przed przystąpieniem do regulacji parametrów konieczne jest zrozumienie koncepcji twardości przedmiotu obrabianego. Twardość odnosi się do odporności materiału na odkształcenia, wgniecenia i zarysowania. Różne materiały mają różny poziom twardości, który może wahać się od miękkich metali, takich jak aluminium, po niezwykle twarde materiały, takie jak hartowana stal lub ceramika. Twardość przedmiotu obrabianego mierzy się zwykle za pomocą standardowych testów, takich jak testy twardości Rockwella, Brinella lub Vickersa.
Twardość przedmiotu obrabianego wpływa bezpośrednio na kilka aspektów procesu obróbki, w tym na siły skrawania, zużycie narzędzia, wykończenie powierzchni i dokładność wymiarową. Dlatego tak istotny jest dobór odpowiednich parametrów obróbki w oparciu o twardość obrabianego materiału.
Regulacja prędkości cięcia
Prędkość skrawania jest jednym z najważniejszych parametrów obróbki, który należy dostosować do twardości przedmiotu obrabianego. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem twardości przedmiotu obrabianego należy zmniejszać prędkość skrawania. Dzieje się tak dlatego, że twardsze materiały wymagają więcej energii do skrawania, a wyższe prędkości skrawania mogą prowadzić do nadmiernego zużycia narzędzia, zwiększonych sił skrawania i złego wykończenia powierzchni.
W przypadku miękkich materiałów, takich jak aluminium lub mosiądz, można zastosować wyższe prędkości skrawania, aby uzyskać wydajną wydajność usuwania materiału. Jednakże w przypadku twardszych materiałów, takich jak stal nierdzewna lub stal hartowana, konieczne są niższe prędkości skrawania, aby zapobiec pękaniu narzędzia i zapewnić dłuższą żywotność narzędzia. Z reguły podczas obróbki materiałów o twardości do 200 HB (twardość Brinella) można stosować prędkość skrawania 100 - 200 m/min. W przypadku materiałów o twardości w przedziale 200 - 400 HB prędkość skrawania należy zmniejszyć do 50 - 100 m/min. W przypadku materiałów o twardości powyżej 400 HB mogą być wymagane prędkości skrawania rzędu 20–50 m/min.
Należy pamiętać, że prędkość skrawania zależy również od innych czynników, takich jak rodzaj narzędzia tnącego, geometria krawędzi skrawającej i stosowane chłodziwo. Dlatego warto zapoznać się z zaleceniami producenta narzędzia lub przeprowadzić testy skrawania w celu określenia optymalnej prędkości skrawania dla konkretnego materiału przedmiotu obrabianego.
Modyfikowanie szybkości posuwu
Szybkość posuwu to kolejny ważny parametr, który należy dostosować w zależności od twardości przedmiotu obrabianego. Szybkość posuwu odnosi się do odległości, na jaką narzędzie tnące posuwa się w obrabianym przedmiocie na obrót lub na ząb. Podobnie jak w przypadku prędkości skrawania, prędkość posuwu należy zmniejszać wraz ze wzrostem twardości przedmiotu obrabianego.
W przypadku bardziej miękkich materiałów można zastosować wyższe prędkości posuwu, aby zwiększyć szybkość usuwania materiału. Jednakże w przypadku twardszych materiałów konieczne są niższe posuwy, aby zmniejszyć siły skrawania i zapobiec uszkodzeniu narzędzia. Ogólną wskazówką jest stosowanie posuwu 0,1–0,3 mm/obr. dla materiałów miękkich, 0,05–0,15 mm/obr. dla materiałów średnio twardych i 0,01–0,05 mm/obr. dla materiałów twardych.
Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę obciążenie wiórami, czyli ilość materiału usuwanego przez każdą krawędź skrawającą na obrót. Właściwy ładunek wiórów jest niezbędny do zapewnienia skutecznego tworzenia i odprowadzania wiórów. Jeśli obciążenie wiórami jest zbyt duże, może to prowadzić do zatykania wiórów, zwiększonych sił skrawania i złego wykończenia powierzchni. Z drugiej strony, jeśli obciążenie wiórem jest zbyt małe, może to skutkować nadmiernym zużyciem narzędzia i zmniejszoną produktywnością.
Wybór odpowiednich narzędzi skrawających
Dobór narzędzi skrawających ma kluczowe znaczenie przy obróbce detali o różnej twardości. W przypadku bardziej miękkich materiałów można zastosować narzędzia skrawające ze stali szybkotnącej (HSS) lub węglików spiekanych. Narzędzia te zapewniają dobrą wydajność skrawania i są stosunkowo ekonomiczne. Jednakże w przypadku twardszych materiałów mogą być wymagane bardziej zaawansowane materiały na narzędzia skrawające, takie jak ceramika lub sześcienny azotek boru (CBN).
Ceramiczne płytki wytaczającesą znane ze swojej wysokiej twardości, odporności na zużycie i stabilności termicznej. Nadają się szczególnie do obróbki twardych materiałów, takich jak stal hartowana, żeliwo i stopy na bazie niklu. Płytki ceramiczne wytrzymują wysokie temperatury skrawania i zapewniają doskonałe wykończenie powierzchni i dokładność wymiarową.
Płytki do frezowania fazowegoprzeznaczone są do wykonywania fazowań na krawędziach detali. Występują w różnych geometriach i powłokach, dostosowanych do różnych zastosowań obróbki. Podczas obróbki twardych materiałów ważny jest wybór płytek do frezowania faz z ostrą krawędzią skrawającą i powłoką odporną na zużycie, aby zapewnić długą żywotność narzędzia i wysoką jakość fazowań.
Wytaczadła do stali lub metali ciężkichsłużą do wiercenia otworów w stali i innych metalach ciężkich. Są dostępne w różnych średnicach, długościach i materiałach, aby spełnić specyficzne wymagania procesu obróbki. Podczas obróbki twardych materiałów istotny jest wybór wytaczaków o dużej sztywności skrętnej i konstrukcji tłumiącej drgania, aby zapobiec drganiom i zapewnić dokładne wytaczanie otworów.
Biorąc pod uwagę głębokość skrawania
Głębokość skrawania to grubość materiału usuniętego w jednym przejściu narzędzia tnącego. Należy go również dostosować do twardości przedmiotu obrabianego. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku bardziej miękkich materiałów można zastosować większą głębokość skrawania, aby zwiększyć szybkość usuwania materiału. Jednakże w przypadku twardszych materiałów zaleca się mniejszą głębokość skrawania, aby zmniejszyć siły skrawania i zapobiec pękaniu narzędzia.
Typowa głębokość skrawania dla materiałów miękkich może wynosić od 1 - 5 mm, natomiast dla materiałów twardych może być ograniczona do 0,1 - 1 mm. Należy pamiętać, że głębokość skrawania zależy również od geometrii narzędzia tnącego, mocy maszyny i sztywności konfiguracji. Dlatego konieczne jest dokładne rozważenie tych czynników przy określaniu odpowiedniej głębokości skrawania dla konkretnej operacji obróbki.
Korzystanie z chłodziwa
Chłodziwo odgrywa kluczową rolę w obróbce poziomej, szczególnie podczas obróbki twardych materiałów. Chłodziwo pomaga obniżyć temperaturę skrawania, nasmarować narzędzie tnące i wypłukać wióry. Może to znacznie poprawić trwałość narzędzia, wykończenie powierzchni i dokładność wymiarową obrabianego przedmiotu.
Podczas obróbki twardych materiałów często zaleca się zastosowanie układu chłodzenia pod wysokim ciśnieniem, aby zapewnić skuteczne odprowadzanie wiórów i chłodzenie. Chłodziwo należy wybrać w oparciu o materiał przedmiotu obrabianego, narzędzie skrawające i operację obróbki. Na przykład chłodziwa na bazie wody są powszechnie stosowane do ogólnych zastosowań związanych z obróbką skrawaniem, podczas gdy chłodziwa na bazie oleju są preferowane do obróbki materiałów trudnych do skrawania.
Przeprowadzanie testów cięcia
Pomimo ogólnych wytycznych podanych powyżej, optymalne parametry obróbki dla konkretnego materiału przedmiotu obrabianego mogą się różnić w zależności od różnych czynników. Dlatego zdecydowanie zaleca się przeprowadzenie testów skrawania w celu określenia najlepszej kombinacji prędkości skrawania, szybkości posuwu, głębokości skrawania i innych parametrów.
Podczas testów skrawania ważne jest monitorowanie sił skrawania, zużycia narzędzia, wykończenia powierzchni i dokładności wymiarowej obrabianego przedmiotu. Analizując wyniki testów, można dostosować parametry obróbki, aby osiągnąć pożądaną wydajność obróbki.
Wniosek
Dostosowanie parametrów obróbki do twardości przedmiotu obrabianego jest niezbędne dla osiągnięcia optymalnych wyników w obróbce poziomej. Uważnie rozważając takie czynniki, jak prędkość skrawania, prędkość posuwu, dobór narzędzia skrawającego, głębokość skrawania i zużycie chłodziwa, można poprawić trwałość narzędzia, wykończenie powierzchni i dokładność wymiarową obrabianego przedmiotu.
Jako dostawca obróbki poziomej zobowiązujemy się do zapewnienia naszym klientom wysokiej jakości narzędzi skrawających oraz fachowego doradztwa w zakresie optymalizacji parametrów obróbki. Jeżeli mają Państwo pytania lub potrzebują pomocy w doborze odpowiednich parametrów obróbki do konkretnego zastosowania, zapraszamy do kontaktu. Cieszymy się na współpracę z Tobą, aby osiągnąć Twoje cele w zakresie obróbki.
Referencje
- Kalpakjian, S. i Schmid, SR (2009). Inżynieria i technologia produkcji. Sala Pearson Prentice.
- Trent, EM i Wright, PK (2000). Cięcie metalu. Butterwortha-Heinemanna.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P. i Knight, WA (2011). Projektowanie produktu do produkcji i montażu. CRC Prasa.