Выбор инструмента для обработки закалённой стали
При работе с закалённой сталью выбор подходящих инструментов для обработки с ЧПУ имеет решающее значение для достижения точности, эффективности качества продукции. Закалёная сталь, как правило, с твёрдостью выше 45 HRC, представляет значительные проблемы из-за своей твёрдости и прочности. Вот некоторые ключевые соображения и рекомендации по выбору лучших инструментов для обработки на станках с ЧПУ для закаленной стали:
1. Материал инструмента
Инструменты из карбида вольфрама: Инструменты из карбида вольфрама очень эффективны для обработки закалённой стали. Они обладают превосходной твердостью и износостойкостью, что делает их пригодными для высокоскоростных применений.
Керамические инструменты: Керамические инструменты выдерживают чрезвычайно высокие температуры и идеально подходят для финишных операций на закалённой стали. Они менее подвержены термической деформации, что повышает точность и срок службы инструмента.
Инструменты из CBN (кубический нитрид бора): Режущие инструменты из CBN могут обрабатывать различные типы закаленной стали и напыленных деталей со скоростью резания до 100 м/мин и шероховатостью поверхности Ra0,80-0,20 мкм. Эффект обработки хуже, чем у твёрдого сплава (но прочность не такая хорошая, как у твёрдого сплава, глубина резания меньше, а цена также выше, чем у твёрдого сплава. Кроме того, неправильное использование может легко повредить режущую головку).
2. Покрытие инструмента
TiAlN (нитрид титана и алюминия): это покрытие повышает твёрдость и стойкость инструмента к окислению, что делает его пригодным для высокоскоростной обработки закалённой стали.
AlTiN (нитрид алюминия-титана): покрытия AlTiN обеспечивают превосходную термостойкость и идеально подходят для сухой обработки.
Алмазоподобный углерод (DLC): покрытия DLC обеспечивают низкое трение и высокую твёрдость, что может улучшить производительность и долговечность инструмента.
3. Геометрия инструмента
Острые режущие кромки: Острые и чётко очерченные режущие кромки снижают усилия резания и сводят к минимуму деформацию заготовки.
Положительные передние углы: Положительные передние углы помогают снизить силы резания и улучшить отвод стружки, что необходимо для обработки твердых материалов.
Микро- и нанозернистый твердый сплав: Инструменты, изготовленные из микро- и нанозернистого твердый сплава, обеспечивают лучшее сохранение режущей кромки и износостойкость.
4. Параметры резки
Скорость резания: При обработке закалённой стали важно использовать соответствующую скорость резания. Высокоскоростная резка может генерировать избыточное тепло, что приводит к износу инструмента. Обычно предпочтительны умеренные скорости резания.
Скорость подачи: более низкая скорость подачи помогает поддерживать срок службы инструмента и достигать лучшей обработки поверхности. Однако ее следует сбалансировать, чтобы избежать чрезмерного расхода времени.
Глубина резания: рекомендуется использовать меньшую глубину резания, чтобы минимизировать нагрузку на инструмент и избежать преждевременного выхода его из строя.
5. Биение инструмента
Биение инструмента — еще один важный, но часто упускаемый из виду аспект фрезерных операций. Как правило, срок службы инструмента сокращается вдвое, если биение превышает 0,0004 дюйма. При использовании очень маленьких инструментов минимизация биения становится еще важнее.
Не рекомендуется оставлять слишком много припуска для чистовой обработки. Для фрез диаметром около 1/8 дюйма и больше рекомендуется оставлять около 1% от диаметра фрезы для чистовой обработки.
6. Охлаждающая жидкость и смазка
Подача охлаждающей жидкости под высоким давлением: использование СОЖ под высоким давлением способствует эффективному отводу тепла и удалению стружки, снижая риск перегрева инструмента.
Криогенное охлаждение: Криогенное охлаждение с использованием таких веществ, как жидкий азот, может значительно увеличить срок службы инструмента и улучшить качество поверхности при обработке закалённой стали.
7. Держатели инструментов и устойчивость
Жёсткие держатели инструмента: обеспечение жёсткости держателей инструмента и общей установки сводит к минимуму вибрации, которые могут повлиять на качество поверхности и срок службы инструмента.
Сбалансированные инструментальные узлы: правильно сбалансированные инструментальные узлы уменьшают биение и повышают точность обработки, особенно на высоких скоростях.
8. Специализированные инструменты
Высокопроизводительные концевые фрезы: Концевые фрезы, разработанные специально для закаленных материалов, имеют особую геометрию и покрытия для повышения производительности.
Сменные пластины: использование сменных пластин с соответствующими покрытиями и подготовкой кромок может стать экономически эффективным решением для обработки закалённой стали.
Обработка закалённой стали требует тщательного рассмотрения материалов инструмента, покрытий, геометрии и параметров резания. Выбрав правильное сочетание этих факторов, вы можете добиться превосходной производительности обработки, продлить срок службы инструмента и производить высококачественные компоненты. Всегда учитывайте особые требования к вашему продукту и свойства закалённой стали, с которой вы работаете, чтобы сделать лучший выбор инструмента.
1. Материал инструмента
Инструменты из карбида вольфрама: Инструменты из карбида вольфрама очень эффективны для обработки закалённой стали. Они обладают превосходной твердостью и износостойкостью, что делает их пригодными для высокоскоростных применений.
Керамические инструменты: Керамические инструменты выдерживают чрезвычайно высокие температуры и идеально подходят для финишных операций на закалённой стали. Они менее подвержены термической деформации, что повышает точность и срок службы инструмента.
Инструменты из CBN (кубический нитрид бора): Режущие инструменты из CBN могут обрабатывать различные типы закаленной стали и напыленных деталей со скоростью резания до 100 м/мин и шероховатостью поверхности Ra0,80-0,20 мкм. Эффект обработки хуже, чем у твёрдого сплава (но прочность не такая хорошая, как у твёрдого сплава, глубина резания меньше, а цена также выше, чем у твёрдого сплава. Кроме того, неправильное использование может легко повредить режущую головку).
2. Покрытие инструмента
TiAlN (нитрид титана и алюминия): это покрытие повышает твёрдость и стойкость инструмента к окислению, что делает его пригодным для высокоскоростной обработки закалённой стали.
AlTiN (нитрид алюминия-титана): покрытия AlTiN обеспечивают превосходную термостойкость и идеально подходят для сухой обработки.
Алмазоподобный углерод (DLC): покрытия DLC обеспечивают низкое трение и высокую твёрдость, что может улучшить производительность и долговечность инструмента.
3. Геометрия инструмента
Острые режущие кромки: Острые и чётко очерченные режущие кромки снижают усилия резания и сводят к минимуму деформацию заготовки.
Положительные передние углы: Положительные передние углы помогают снизить силы резания и улучшить отвод стружки, что необходимо для обработки твердых материалов.
Микро- и нанозернистый твердый сплав: Инструменты, изготовленные из микро- и нанозернистого твердый сплава, обеспечивают лучшее сохранение режущей кромки и износостойкость.
4. Параметры резки
Скорость резания: При обработке закалённой стали важно использовать соответствующую скорость резания. Высокоскоростная резка может генерировать избыточное тепло, что приводит к износу инструмента. Обычно предпочтительны умеренные скорости резания.
Скорость подачи: более низкая скорость подачи помогает поддерживать срок службы инструмента и достигать лучшей обработки поверхности. Однако ее следует сбалансировать, чтобы избежать чрезмерного расхода времени.
Глубина резания: рекомендуется использовать меньшую глубину резания, чтобы минимизировать нагрузку на инструмент и избежать преждевременного выхода его из строя.
5. Биение инструмента
Биение инструмента — еще один важный, но часто упускаемый из виду аспект фрезерных операций. Как правило, срок службы инструмента сокращается вдвое, если биение превышает 0,0004 дюйма. При использовании очень маленьких инструментов минимизация биения становится еще важнее.
Не рекомендуется оставлять слишком много припуска для чистовой обработки. Для фрез диаметром около 1/8 дюйма и больше рекомендуется оставлять около 1% от диаметра фрезы для чистовой обработки.
6. Охлаждающая жидкость и смазка
Подача охлаждающей жидкости под высоким давлением: использование СОЖ под высоким давлением способствует эффективному отводу тепла и удалению стружки, снижая риск перегрева инструмента.
Криогенное охлаждение: Криогенное охлаждение с использованием таких веществ, как жидкий азот, может значительно увеличить срок службы инструмента и улучшить качество поверхности при обработке закалённой стали.
7. Держатели инструментов и устойчивость
Жёсткие держатели инструмента: обеспечение жёсткости держателей инструмента и общей установки сводит к минимуму вибрации, которые могут повлиять на качество поверхности и срок службы инструмента.
Сбалансированные инструментальные узлы: правильно сбалансированные инструментальные узлы уменьшают биение и повышают точность обработки, особенно на высоких скоростях.
8. Специализированные инструменты
Высокопроизводительные концевые фрезы: Концевые фрезы, разработанные специально для закаленных материалов, имеют особую геометрию и покрытия для повышения производительности.
Сменные пластины: использование сменных пластин с соответствующими покрытиями и подготовкой кромок может стать экономически эффективным решением для обработки закалённой стали.
Обработка закалённой стали требует тщательного рассмотрения материалов инструмента, покрытий, геометрии и параметров резания. Выбрав правильное сочетание этих факторов, вы можете добиться превосходной производительности обработки, продлить срок службы инструмента и производить высококачественные компоненты. Всегда учитывайте особые требования к вашему продукту и свойства закалённой стали, с которой вы работаете, чтобы сделать лучший выбор инструмента.
