Перемикання різних матеріалів в механічних операціях є рутинним, але вимагає завдання, що безпосередньо впливає на життя інструменту, якість поверхні, час циклу і загальну вартість виробництва. Навіть невелика варіація в матеріалі композиції, твердість або теплова обробка може надати раніше оптимізовану програму різання неефективною. Для підтримки послідовного виходу і уникнути витратних помилок або збій інструменту, інженери і механічні речовини повинні систематично регулювати параметри різання на основі ретельного розуміння матеріальної поведінки, верстатів і технології інструменту. Ця стаття визначає основні принципи і дієві кращі практики для безпечно і ефективно переходу між матеріалами.

Розуміння властивостей матеріалів

Перед перевертанням одної шпинделі важливо охарактеризувати матеріал, який вводиться. Ключові механічні та теплові властивості диктують, як матеріал буде реагувати на різальні сили, теплогенерування та утворення чіпів. Основні властивості для оцінки включають:

  • Hardness] – Висока твердість, як правило, вимагає менших швидкості різання і більш агресивної геометрії інструменту для запобігання зайвого зносу. Матеріали, як загартоване інструментальна сталь (40–60 HRC) вимагають радикально різних параметрів, ніж м’які низькокарбонові сталі (15–20 HRC).
  • Tensile міцність і тенденція роботи-твердіння – Матеріали, такі як аустенітичні нержавіючі сталі і нікельні надлегої швидко працюють, що вимагають послідовного залучення і різких ріжучих країв, щоб уникнути утворення загартованого шару, який пошкоджує подальші переходи.
  • Thermal провідність] – Матеріали з низькою теплопровідністю (наприклад, титанові сплави, пластмаси) концентрують тепло на зоні різання, підвищуючи температуру інструменту і прискорюючи хімічну і абразивну знос. Низькі швидкості і високопродуктивні охолоджувачі стають необхідними.
  • – Стандартні посилання (наприклад, класифікація ISO 513) групові матеріали механічною механічною проникністю. Матеріал з індексом механічної обробки 70% відносно захисної сталі повинен підказати 30% зменшення швидкості різання як початкова точка.

Для композитних матеріалів, волокнистих орієнтацій і смоли вмісту додають подальшу складність. Для пластмас, термозм'якшення або розплавлення необхідно уникати через гострі інструменти і контрольоване навантаження на чіп. Детальний огляд матеріалів, наданих і інструкцій з обробки постачальника є першим кроком в налаштування параметра.

Параметри різання ключів для регулювання

П'ять основних параметрів взаємодіють з метою визначення успіху обробки. Кожна повинна бути відреагована при зміні матеріалу.

Швидкість різання (Surface Speed)

Швидкість різання - одиниковий найбільш впливовий параметр на термін служби інструменту та цілісність поверхні. Як правило, тверді матеріали вимагають менших швидкостей. Наприклад, алюмінієвий (100-300 HB) дозволяє прискорити до 800 м/хв з карбідними інструментами, при цьому титан (300-400 HB) зазвичай обмежує швидкість до 40-80 м/хв з однаковим рівнем інструменту. Зменшення швидкості 50-80% є загальним при переході від кольорового до високотемпературного сплаву. Завжди консультуйтеся з графіками швидкості виробника для конкретного класу та покриття.

Можливість

Швидкість подачі впливає на товщину, ріжучі сили, а теплове навантаження на край інструменту. Для м'яких матеріалів, ставки живлення можуть бути збільшені для підтримки продуктивності без змінного способу життя інструменту. Для більш твердих або більш абразивних матеріалів, зменшення живлення на зуб на 20–40% від попередніх налаштувань захищає від різання краю від від стружки. Однак занадто низький корм може викликати тертя і робоче охолодження, особливо в нержавіючої сталі. Врівноважена корм забезпечує послідовне навантаження чіпа, що сприяє ефективному видаленню тепла через чіп.

Глибина зрізу

Глибина різу (радиал і ось) визначає обсяг матеріалу, що знімається за прохід. При переході на менш механічні матеріали, знизити глибину різати на нижні різальні сили і уникнути згинання. Поширена практика полягає в тому, щоб зрізати глибину на 30–50% порівняно з більш м'якою основою, зокрема для шорстких операцій. Для обробки проходить мілководне мастило (наприклад, 5–10% діаметра інструменту) поєднується з високошвидкісними фрезерними стратегіями, можуть бути ефективними для загартованих сталей і титану.

Вибір інструменту та геометрії

Правильний інструмент матеріал, покриття і підготовка кромки є важливими як параметри різання. Для алюмінієвих, необроблених карбідів або полікристалічних алмазних (PCD) інструментів з гострими краями запобігають побудованому краю. Для термостійкого суперлегі, мікро-граніну карбід з покриттям AlTiN або AlCrN забезпечують термостійкість і окислювальну стійкість. Для композитів алмазні інструменти проти стирання. Геометрія інструменту повинна також відповідати: більші кути шеліка для фрикаційних матеріалів, сильні кромки для жорстких матеріалів.

Товщина чіпа і різання краю

Регульований коефіцієнт подачі і глибина розрізання безпосередньо впливає на товщину чіпа. Для складних матеріалів необхідно уникати протирання мінімальна товщина чіпа (типово 0,05-0,5 мм) необхідно уникати ріжучої дії. Додатково для верстата з різальним кісткою (наприклад, 0.02–0.05 мм) зміцнює засіб від мікро-напилювання за рахунок збільшення ріжучих сил. Промет необхідно оптимізувати для матеріалу, що оброблюється.

Кращі практики переходу між матеріалами

Після структурованої процедури зводить ризик і прискорює процес оптимізації.

Консервативне стартове очки

Починайте з параметрами, які 30–50% нижче очікуваних лімітів безпеки для нового матеріалу, особливо якщо попередній досвід з цим матеріалом обмежений. Поступово підвищуйте швидкість і подача в підготовки 5–10% при носінні інструментів, обробці поверхні та машинному навантаженні. Цей незрівняний підхід запобігає збою катастрофічного інструменту.

Референт для електронних листів та галузевих книг

Змінні джерела, такі як Сандвік база даних матеріалів Коромант або , калькулятори обробки кінемалі, що забезпечують початкові рекомендації на основі матеріальної групи, жорсткості та інструментів. Друкувати або цифрово зауважити ці посилання для швидкого доступу на підлозі магазину.

Виконувати тестові вирізати

Ніколи не зайдіть безпосередньо в повне виробництво на новому матеріалі без проведення тестових ріжучих. Використовуйте коротку інструментальну панель, яка імітує найгірші умови залучення вітрин - наприклад, як операція з розпуском або різкий кут. Перевірте край інструменту під загарбуванням після кожного тесту для виявлення зносу фланка, утворення crater або збирання. Оцінити форму чіпа: довгі струнні чіпси можуть вказувати недостатнє розбиття чіпа; порошкові чіпи пропонують зайву швидкість або корм.

Контроль різальних сил і температури

Сучасні верстати, оснащені моніторингом навантаження на шпинделя, забезпечують зворотний зв'язок. раптове походу в навантаженні може вказувати розбиту упаковку чи збій інструменту. Зовнішні методи, такі як ріжучі датчики температури рідини або інфрачервоні пірометри, можуть виявити перегрів. Наприклад, якщо температура охолоджуючої рідини піднімається більше 10 ° C над базовою, параметри або коефіцієнт потоку холодноагенту повинні бути регульовані. Термографічне зображення зони різання також набирає тягове навантаження в умовах високої продукції.

Документація та стандартизування

Після того, як знайдені стабільні параметри, задокументуйте їх в базі даних або на аркуші налаштування. У тому числі специфікація матеріалів, опис інструменту, швидкості, живлення, глибини різання, охолодження типу та тиску, а дата перевірки. Ця документація стає цінним посиланням для повторення робочих місць і для підготовки нових обробників.

Tip:] При переході між різко різними матеріалами—наприклад, з сталі до алюмінію на одному машині, накладки ретельно очищають робочу тримач і піджимають лоток, щоб уникнути забруднення і перезволоження, які можуть вплинути на обробку поверхні або ресурсне життя.

Розширені характеристики

За межами основ, деякі передові фактори можуть значно покращити результати.

Інструмент покриття та обробка поверхонь

Сучасні покриття ПВД і КВД розроблені для конкретних матеріалів сімей. Покриття TiAlN добре виконуються в високотемпературному різання нержавіючої сталі і надлегої, при цьому алмазно-подібні вуглецеві (DLC) покриття зменшують тертя і вбудований край в алюмінієві і мідні сплави. При переключенні матеріалів, повторюють, чи підходить існуюче покриття. Використання покриття оптимізованого для різання сталі на титановій роботі може призвести до швидкого зносу.

Стратегія ріжучої флюїдної дії

Вибір охолоджуючої речовини, концентрацію та спосіб доставки повинні бути перероблені. Для термостійкого сплаву високопресорний охолоджувач (70–100 бар) через інструмент або засіб, що тримач покращує відведення чіпа і зменшує тепловий удар. Для пластмас, мідь або повітряний вибух може бути бажано уникнути теплового спотворення. Для чавуну, твердого фрезерування часто вигоди від сухого механічного механічного механічного очищення з стисненим повітрям, щоб запобігти термічному тріщину від прохолодного застосування.

Машина жорсткості та керування виброгасіння

Різні матеріали виділяють різні режими вібрації. Машина, яка працює без чаттера на алюмінієвому матеріалі може відчувати сильний чаттер на матеріалі твердого матеріалу. Зменшення радіальної взаємодії і використання кінцевих млинів може допомогти. Крім того, регулювання швидкості шпиндель вгору або вниз по 10-20%, щоб знайти стабільний лоб. Використання стабільної системи утримання інструменту - так як гідравлічні або усадочні качки - почервоні рецепти, витік і проблем з поломкою.

Моделювання та оптимізація CAM

Розширене програмне забезпечення CAM тепер включає в себе різні моделі різання матеріалів. Використовуючи імітацію для прогнозування ріжучих сил, крутного моменту і товщини чіпа до першого розрізу може різко зменшити випробування і терор. Цей інструмент особливо цінний для п'ятиось-ось-осьма механічної обробки і складної частини геометереї, де умови залучення змінюються динамічно.

Висновок

Регульовані параметри різання при переході між матеріалами не є одноразовим обчисленням, але ітераційний процес, заземлений в матеріалі наука, технологія інструментів і спостереження за руками. Розуміння механічних і теплових властивостей матеріалів, методично регулювання швидкості, живлення, глибини різання і приладування, і наступні дисципліновані протокол переходу, machinists може досягати стабільної якості, подовженого терміну служби інструменту, оптимальної продуктивності. Кожна зміна матеріалу є можливість рефування процесу обробки; задокументовані навчання трансформують індивідуальний досвід в організаційні знання.