در هنگام انتخاب بورهای چرخشی کاربید وولفستم، اکثر خریداران بر درجه کاربید، سختی یا اندازه ساقه تمرکز می کنند، اما اغلب یکی از مهمترین عوامل عملکرد: هندسه دندان را نادیده می گیرند.
طراحی دندان (همچنین به عنوان فلوت یا الگوی برش نامیده می شود) به طور مستقیم سرعت برش، بهره وری حذف تراشه، پایان سطح، تولید گرما و طول عمر ابزار را تعیین می کند.
اگر شما یک توزیع کننده ابزار، خریدار صنعتی، یا مدیر خرید کارخانه هستید،درک هندسه دندان به شما کمک می کند تا در انتخاب کاربید مناسب برای هر برنامه استفاده کنید و از هزینه های ابزار غیر ضروری جلوگیری کنید.
هندسه ی دندان در کاربید روتری بورس چیست؟هندسه دندان به شکل، اندازه و طرح لبه های برش روی سر کاربید اشاره دارد. این دندان های برش مواد را با آسیاب چرخشی با سرعت بالا از بین می برند و ساختار دندان کنترل می کند:-چقدر به شدت مواد برداشته می شود-چقدر به آرامي برر مي کشهچطور تراشه ها تخليه ميشن؟-چقدر طول مي کشه
یک الگوی دندان به خوبی طراحی شده باعث بهبود بهره وری برش 30٪ تا 50٪ می شود و به طور قابل توجهی سایش ابزار را کاهش می دهد.
انواع دندان های رایج کاربید
نوع دندان
ظاهر
بهترین برای
ویژگی ها
تک برش (SC)
دندان های مارپیچی در یک جهت
فولاد، آهن رسوب
حذف سریع مخزون
دو قسمت ((DC))
دندانهای قطعی
فولاد ضد زنگ، فولاد سختمن
پایان صاف تر، برش پایدار
برش آلومینیوم ((AL)
فلوت بزرگ تک نفره
آلومینیوم، مس، پلاستیک
ضد انسداد
برش الماس
برش های صیفی
فرآوری مواد سخت
سطح صاف
قطع تک در مقابل برش دوگانه در مقابل برش آلومینیومی مقایسه عملکرد
فاکتور عملکرد
تک برش
دوقطعه
برش آلومینیومی
سرعت برش
★★★★
★★★
★★★★★
پوشش سطح
★★
★★★★
★★★
کنترل تراشه
★
★★★★
★★★★★
ثبات لرزش
★★
★★★★
★★★
بهترین برای
فولاد، آهن رسوب
SS، فولاد آلیاژ
آلومینیوم، مس
*اگر به کارگاه های فلزی یا توزیع کنندگان می فروشید، همیشه هر سه نوع دندان را در کاتالوگ خود قرار دهید، آنها 90٪ نیازهای بازار را پوشش می دهند.
چگونه هندسه دندان بر عملکرد برش تاثیر می گذارد1. کارایی حذف تراشه: طرح های فلوت بزرگ تراشه ها را سریعتر از بین می برند (بهترین برای آلومینیوم) ، در حالی که دندان های برش متقاطع اندازه تراشه ها را کاهش می دهند (بهترین برای فولاد ضد زنگ).2سرعت برش: هندسه فلوت تهاجمی سرعت حذف را افزایش می دهد اما همچنین نیاز به RPM بالاتر و ابزارهای پایدار دارد.3تولید گرما: نوع دندان اشتباه = گرما بیش از حد = فرسایش ابزار + سوختگی در قطعه کار4ارتعاش و ثبات: دو بار برش burrs ارتعاش را کاهش می دهد و کنترل را بهبود می بخشد5طول عمر ابزار: هندسه دندان بهینه شده باعث کاهش اصطکاک و بارگذاری می شود
انتخاب هندسه صحیح دندان برای مواد مختلف
مواد
نوع دندان توصیه شده
دلایل توصیه
فولاد کربن
تک برش
برش تهاجمی
فولاد ضد زنگ
دوقطعه
از سخت شدن کار جلوگیری می کند
فولاد سخت
دوقطعه
برش پایدار
آلومینیوم
برش آلومینیومی
از بارگیری جلوگیری می کند
تیتان
دوقطعه
ثبات در حرارت
مس/برنج
برش آلومینیومی
برش تمیز
هندسه دندان سفارشی برای سفارشات OEMهندسه فلوت متغیرالگوهای شکستن تراشهطراحی دندانهای با هلیکس بالاکربید میکرو دانه + دندان های تیز CNCطرح های مارپیچ چپ برای کاربردهای خاص
*ایده آل برای حمل و نقل اتومبیل، آسیاب هوافضا، تکمیل ابزار قالب، تعمیر کشتی سازی و خطوط دقیق deburring.
چگونگی شناسایی هندسه دندان با کیفیت بالا
قبل از انتخاب یک تامین کننده کاربید، بررسی کنید:-دستگاهي که از همه بهتره.- تقارن و تعادل دندان- دقت زمین CNC- قدرت بریزنگ نقره-سطحي
پرسش های عمومی ️ خریداران نیز می پرسندسوال1: کدام نوع دندان کاربید طولانی تر دوام می آورد؟دو بار برش burrs به طور کلی بهترین تعادل بین سرعت و عمر ابزار را فراهم می کند.
س2: آیا می توانم از شما جیومتری دندان های ویژه ای بخواهم؟بله OEM سفارشی سازی طراحی دندان برای سفارشات حجم در دسترس است.
سوال 3: کدام نوع دندان برای فولاد ضد زنگ مناسب است؟دو بار برش برش کاهش سخت شدن، کنترل صاف تر.
نتیجه گیریهندسه دندان به طور مستقیم سرعت برش، حذف تراشه، پایان سطح، گرما و عمر ابزار را کنترل می کند. انتخاب طراحی مناسب دندان به معنای عملکرد بالاتر و هزینه ابزار پایین تر است.
کاتر حلقوی: ابزاری حرفهای برای غلبه بر چالشهای سوراخکاری فولاد ضد زنگ
در حوزه ماشینکاری صنعتی، فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی، استحکام بالا و چقرمگی خوب، به یک ماده کلیدی در تولید تبدیل شده است. با این حال، همین ویژگیها چالشهای قابل توجهی را برای عملیات سوراخکاری ایجاد میکند و سوراخکاری فولاد ضد زنگ را به یک کار دشوار تبدیل میکند. کاتر حلقوی ما با طراحی منحصربهفرد و عملکرد برجسته خود، راهحلی ایدهآل برای سوراخکاری کارآمد و دقیق در فولاد ضد زنگ ارائه میدهد.
①. چالشها و مشکلات اصلی در سوراخکاری فولاد ضد زنگ
1.سختی بالا و مقاومت در برابر سایش قوی:
فولاد ضد زنگ، به ویژه گریدهای آستنیتی مانند 304 و 316، دارای سختی بالایی است که مقاومت برش را به طور قابل توجهی افزایش میدهد—بیش از دو برابر فولاد کربنی معمولی. متههای استاندارد به سرعت کند میشوند و نرخ سایش تا 300٪ افزایش مییابد.
2.هدایت حرارتی ضعیف و تجمع گرما:
هدایت حرارتی فولاد ضد زنگ تنها یک سوم فولاد کربنی است. گرمای برش تولید شده در حین سوراخکاری نمیتواند به سرعت دفع شود و باعث میشود دماهای موضعی از 800 درجه سانتیگراد فراتر رود. در چنین شرایط دمایی و فشاری بالا، عناصر آلیاژی در فولاد ضد زنگ تمایل به پیوند با مواد مته دارند که منجر به چسبندگی و سایش نفوذی میشود. این امر منجر به شکست آنیل مته و سخت شدن سطح قطعه کار میشود.
3.تمایل به سخت شدن کار قابل توجه:
تحت تنش برش، مقداری از آستنیت به مارتنزیت با سختی بالا تبدیل میشود. سختی لایه سخت شده میتواند 1.4 تا 2.2 برابر نسبت به ماده پایه افزایش یابد و استحکام کششی به 1470 تا 1960 مگاپاسکال برسد. در نتیجه، مته به طور مداوم در حال برش مواد سختتر است.
4.چسبندگی تراشه و تخلیه ضعیف تراشه:
به دلیل شکلپذیری و چقرمگی بالای فولاد ضد زنگ، تراشهها تمایل به تشکیل نوارهای پیوسته دارند که به راحتی به لبه برش میچسبند و لبههای ساخته شده را تشکیل میدهند. این امر باعث کاهش راندمان برش، خراشیدن دیواره سوراخ و منجر به زبری سطح بیش از حد (Ra > 6.3 میکرومتر) میشود.
5.تغییر شکل صفحه نازک و انحراف موقعیت:
هنگام سوراخکاری ورقههایی با ضخامت کمتر از 3 میلیمتر، فشار محوری از متههای سنتی میتواند باعث تاب برداشتن مواد شود. با نفوذ نوک مته، نیروهای شعاعی نامتعادل ممکن است منجر به گردی ضعیف سوراخ (معمولاً انحراف بیش از 0.2 میلیمتر) شود.
این چالشها باعث میشوند که تکنیکهای سوراخکاری معمولی برای پردازش فولاد ضد زنگ ناکارآمد باشند و نیاز به راهحلهای سوراخکاری پیشرفتهتری برای رسیدگی مؤثر به این مسائل وجود دارد.
②. تعریف کاتر حلقوی
کاتر حلقوی که به عنوان مته توخالی نیز شناخته میشود، یک ابزار تخصصی است که برای سوراخکاری در صفحات فلزی سخت مانند فولاد ضد زنگ و ورقهای فولادی ضخیم طراحی شده است. با اتخاذ اصل برش حلقوی (حلقهای)، محدودیتهای روشهای سوراخکاری سنتی را برطرف میکند.
بارزترین ویژگی کاتر حلقوی، سر برش توخالی و حلقهای شکل آن است که فقط مواد را در امتداد محیط سوراخ حذف میکند، نه کل هسته، مانند متههای پیچشی معمولی. این طراحی عملکرد آن را به طور چشمگیری افزایش میدهد و آن را در هنگام کار با صفحات فولادی ضخیم و فولاد ضد زنگ بسیار برتر از متههای استاندارد میکند.
③. طراحی فنی اصلی کاتر حلقوی
1.ساختار برش هماهنگ سه لبه:
سر برش مرکب از لبههای برش بیرونی، میانی و داخلی تشکیل شده است:
لبه بیرونی: یک شیار دایرهای برای اطمینان از قطر سوراخ دقیق (±0.1 میلیمتر) برش میدهد.
لبه میانی: 60٪ از بار برش اصلی را تحمل میکند و دارای کاربید مقاوم در برابر سایش برای دوام است.
لبه داخلی: هسته مواد را میشکند و به حذف تراشه کمک میکند. طراحی گام دندانهدار ناهموار به جلوگیری از لرزش در حین سوراخکاری کمک میکند.
2.طراحی شیار برش حلقوی و شکستن تراشه:
تنها 12٪ تا 30٪ از مواد به شکل حلقهای (هسته حفظ شده) حذف میشود و سطح برش را 70٪ کاهش میدهد و مصرف انرژی را 60٪ کاهش میدهد. شیارهای مارپیچی تراشه که به طور ویژه طراحی شدهاند، به طور خودکار تراشهها را به قطعات کوچک میشکنند و به طور موثر از درهمتنیدگی تراشههای نواری شکل جلوگیری میکنند—یک مشکل رایج هنگام سوراخکاری فولاد ضد زنگ.
3.کانال خنککننده مرکزی:
خنککننده امولسیون (نسبت روغن به آب 1:5) مستقیماً از طریق یک کانال مرکزی به لبه برش پاشیده میشود و دمای ناحیه برش را بیش از 300 درجه سانتیگراد کاهش میدهد.
4.مکانیسم موقعیتیابی:
پین راهنمای مرکزی از فولاد با استحکام بالا ساخته شده است تا از موقعیتیابی دقیق اطمینان حاصل شود و از لغزش مته در حین کار جلوگیری شود—به ویژه هنگام سوراخکاری مواد لغزنده مانند فولاد ضد زنگ مهم است.
④. مزایای کاترهای حلقوی در سوراخکاری فولاد ضد زنگ
در مقایسه با متههای پیچشی سنتی که برش تمام سطح را انجام میدهند، کاترهای حلقوی تنها یک بخش حلقهای شکل از مواد را حذف میکنند—حفظ هسته—که مزایای انقلابی را به همراه دارد:
1.بهبود راندمان بیسابقه:
با 70٪ کاهش در سطح برش، سوراخکاری یک سوراخ Φ30 میلیمتری در فولاد ضد زنگ 304 با ضخامت 12 میلیمتر تنها 15 ثانیه طول میکشد—8 تا 10 برابر سریعتر از استفاده از مته پیچشی. برای قطر سوراخ یکسان، برش حلقوی بار کاری را بیش از 50٪ کاهش میدهد. به عنوان مثال، سوراخکاری از یک صفحه فولادی با ضخامت 20 میلیمتر با یک مته سنتی 3 دقیقه طول میکشد، اما با یک کاتر حلقوی تنها 40 ثانیه.
2.کاهش قابل توجه در دمای برش:
سیال خنککننده مرکزی مستقیماً به ناحیه با دمای بالا تزریق میشود (نسبت بهینه: امولسیون روغن-آب 1:5). این امر همراه با طراحی برش لایهای، دمای سر برش را زیر 300 درجه سانتیگراد نگه میدارد و از آنیل و خرابی حرارتی جلوگیری میکند.
3.دقت و کیفیت تضمین شده:
برش همزمان چند لبه، مرکز خودکار را تضمین میکند و در نتیجه دیوارههای سوراخ صاف و بدون پلیسه ایجاد میشود. انحراف قطر سوراخ کمتر از 0.1 میلیمتر است و زبری سطح Ra ≤ 3.2 میکرومتر است—نیاز به پردازش ثانویه را از بین میبرد.
4.افزایش عمر ابزار و کاهش هزینهها:
سر برش کاربیدی در برابر سایش بالای فولاد ضد زنگ مقاومت میکند. بیش از 1000 سوراخ را میتوان در هر چرخه سنگزنی مجدد سوراخ کرد و هزینههای ابزار را تا 60٪ کاهش داد.
5.مطالعه موردی:
یک تولیدکننده لوکوموتیو از کاترهای حلقوی برای سوراخکاری سوراخهای 18 میلیمتری در صفحات پایه فولاد ضد زنگ 1Cr18Ni9Ti با ضخامت 3 میلیمتر استفاده کرد. نرخ عبور سوراخ از 95٪ به 99.8٪ بهبود یافت، انحراف گردی از 0.22 میلیمتر به 0.05 میلیمتر کاهش یافت و هزینههای نیروی کار 70٪ کاهش یافت.
⑤.پنج چالش اصلی و راهحلهای هدفمند برای سوراخکاری فولاد ضد زنگ
1.تغییر شکل دیواره نازک
1.1مشکل: فشار محوری از متههای سنتی باعث تغییر شکل پلاستیکی صفحات نازک میشود. در هنگام شکست، عدم تعادل نیروی شعاعی منجر به ایجاد سوراخهای بیضی شکل میشود.
1.2.راهحلها:
روش پشتیبانی پشتیبان: صفحات پشتیبان آلومینیومی یا پلاستیکی مهندسی را زیر قطعه کار قرار دهید تا تنش فشاری توزیع شود. روی فولاد ضد زنگ 2 میلیمتری آزمایش شد، انحراف بیضی ≤ 0.05 میلیمتر، نرخ تغییر شکل 90٪ کاهش یافت.
پارامترهای تغذیه گام به گام: تغذیه اولیه ≤ 0.08 میلیمتر در دور، افزایش به 0.12 میلیمتر در دور در 5 میلیمتر قبل از شکست و به 0.18 میلیمتر در دور در 2 میلیمتر قبل از شکست برای جلوگیری از رزونانس سرعت بحرانی.
2.چسبندگی برش و سرکوب لبه ساخته شده
2.1.علت اصلی: جوشکاری تراشههای فولاد ضد زنگ به لبه برش در دمای بالا (> 550 درجه سانتیگراد) باعث رسوب عنصر Cr و چسبندگی میشود.
2.2.راهحلها:
فناوری لبه برش پخدار: یک لبه پخ 45 درجه با عرض 0.3-0.4 میلیمتر با زاویه رهایی 7 درجه اضافه کنید و سطح تماس تیغه-تراشه را 60٪ کاهش دهید.
کاربرد پوشش شکستن تراشه: از متههای روکشدار TiAlN (ضریب اصطکاک 0.3) برای کاهش نرخ لبه ساخته شده تا 80٪ و دو برابر شدن عمر ابزار استفاده کنید.
خنککننده داخلی پالسی: مته را هر 3 ثانیه به مدت 0.5 ثانیه بلند کنید تا امکان نفوذ سیال برش در رابط چسبندگی فراهم شود. این امر همراه با 10٪ امولسیون فشار شدید حاوی افزودنیهای گوگرد، دمای ناحیه برش را میتواند بیش از 300 درجه سانتیگراد کاهش دهد و خطر جوشکاری را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
3.مسائل تخلیه تراشه و گیر کردن مته
3.1.مکانیسم خرابی: تراشههای نواری بلند، بدنه ابزار را در هم میپیچند، جریان خنککننده را مسدود میکنند و در نهایت شیارهای تراشه را مسدود میکنند و باعث شکستن مته میشوند.
3.2.راهحلهای تخلیه کارآمد تراشه:
طراحی بهینه شیار تراشه: چهار شیار مارپیچی با زاویه مارپیچ 35 درجه، افزایش عمق شیار تا 20٪، اطمینان از عرض تراشه هر لبه برش ≤ 2 میلیمتر؛ رزونانس برش را کاهش میدهد و با میلههای فشار فنری برای پاکسازی خودکار تراشه همکاری میکند.
حذف تراشه با کمک فشار هوا: یک تفنگ بادی 0.5 مگاپاسکال را روی مته مغناطیسی وصل کنید تا تراشهها را پس از هر سوراخ دور کند و نرخ گیر کردن را 95٪ کاهش دهید.
روش جمعشدگی متناوب مته: مته را به طور کامل جمع کنید تا تراشهها پس از رسیدن به عمق 5 میلیمتری پاک شوند، به ویژه برای قطعات کاری ضخیمتر از 25 میلیمتر توصیه میشود.
4. موقعیتیابی سطح منحنی و اطمینان از عمود بودن4.1.
چالش سناریوی خاص: لغزش مته روی سطوح منحنی مانند لولههای فولادی، خطای موقعیتیابی اولیه > 1 میلیمتر.4.2.
راهحلهای مهندسی:دستگاه موقعیتیابی لیزر متقاطع:
پروژکتور لیزری یکپارچه روی مته مغناطیسی، موی متقاطع را روی سطح منحنی با دقت ±0.1 میلیمتر نشان میدهد.فیکسچر تطبیقی سطح منحنی:
گیره شیار V با قفل هیدرولیکی (نیروی گیره ≥ 5 کیلو نیوتن) محور مته را موازی با نرمال سطح تضمین میکند.روش سوراخکاری شروع گام به گام:
سوراخ پایلوت 3 میلیمتری را روی سطح منحنی پانچ کنید → انبساط پایلوت Φ10 میلیمتری → کاتر حلقوی قطر هدف. این روش سه مرحلهای عمود بودن سوراخهای Φ50 میلیمتری را در 0.05 میلیمتر در متر به دست میآورد.⑥.
پیکربندی پارامترهای سوراخکاری فولاد ضد زنگ و سیال خنککنندهعلم 6.1 ماتریس طلایی پارامترهای برش
تنظیم پویا پارامترها با توجه به ضخامت فولاد ضد زنگ و قطر سوراخ، کلید موفقیت است:
ضخامت قطعه کار
محدوده قطر سوراخ
سرعت دوک (دور در دقیقه)
نرخ تغذیه (میلیمتر در دور)
فشار خنککننده (بار)
1-3 میلیمتر
Φ12-30 میلیمتر
450-600
0.10-0.15
3-5
3-10 میلیمتر
Φ30-60 میلیمتر
300-400
0.12-0.18
5-8
10-25 میلیمتر
Φ60-100 میلیمتر
150-250
0.15-0.20
8-12
>25 میلیمتر
Φ100-150 میلیمتر
80-120
0.18-0.25
12-15
دادهها از آزمایشهای ماشینکاری فولاد ضد زنگ آستنیتی جمعآوری شدهاند.
توجه:
نرخ تغذیه 0.25 میلیمتر در دور باعث لبپر شدن اینسرت میشود. تطبیق دقیق نسبت سرعت و تغذیه ضروری است.6.2 دستورالعملهای انتخاب و استفاده از خنککننده
6.2.1.
فرمولاسیونهای ترجیحی:صفحات نازک:
امولسیون محلول در آب (روغن:آب = 1:5) با 5٪ افزودنیهای فشار شدید گوگردی.صفحات ضخیم:
روغن برش با ویسکوزیته بالا (ISO VG68) با افزودنیهای کلر برای افزایش روانکاری.6.2.2.
مشخصات کاربرد:اولویت خنککننده داخلی:
خنککننده از طریق سوراخ مرکزی میله مته به نوک مته تحویل داده میشود، نرخ جریان ≥ 15 لیتر در دقیقه.کمک خنککننده خارجی:
نازلها خنککننده را با شیب 30 درجه روی شیارهای تراشه اسپری میکنند.نظارت بر دما:
هنگامی که دمای ناحیه برش از 120 درجه سانتیگراد فراتر رفت، خنککننده را تعویض کنید یا فرمول را تنظیم کنید.6.3 فرآیند عملیات شش مرحلهای
گیره قطعه کار → قفل فیکسچر هیدرولیکی
موقعیتیابی مرکز → کالیبراسیون متقاطع لیزری
مونتاژ مته → گشتاور سفت کردن اینسرت را بررسی کنید
تنظیم پارامتر → پیکربندی با توجه به ماتریس ضخامت-قطر سوراخ
فعالسازی خنککننده → خنککننده را به مدت 30 ثانیه از قبل تزریق کنید
سوراخکاری گام به گام → هر 5 میلیمتر جمع کنید تا تراشهها پاک شوند و شیارها تمیز شوند
⑦.
توصیههای انتخاب و انطباق سناریو7.1 انتخاب مته
7.1.1.
گزینههای موادنوع اقتصادی:
فولاد پرسرعت کبالت (M35)سناریوهای قابل اجرا:
صفحات نازک فولاد ضد زنگ 304 مزایا: 2000 سوراخ، ضریب اصطکاک پوشش TiAlN 0.3، لبه ساخته شده را 80٪ کاهش میدهد، مسائل چسبندگی را با فولاد ضد زنگ 316L حل میکند.راهحل تقویتشده ویژه (شرایط شدید):
بستر تنگستن کاربید + پوشش نانولوله
تقویت نانوذرات استحکام خمشی را بهبود میبخشد، مقاومت در برابر حرارت تا 1200 درجه سانتیگراد، مناسب برای سوراخکاری عمیق (> 25 میلیمتر) یا فولاد ضد زنگ با ناخالصیها.7.1.2.
سازگاری شفتمتههای مغناطیسی داخلی: شفت زاویهدار.
متههای مغناطیسی وارداتی (FEIN، Metabo): شفت جهانی، سیستم تعویض سریع پشتیبانی میشود، تحمل خروج از مرکز ≤ 0.01 میلیمتر.
متههای مغناطیسی ژاپنی (Nitto): فقط شفت جهانی، شفتهای زاویهدار سازگار نیستند؛ به رابط تعویض سریع اختصاصی نیاز دارند.
مراکز ماشینکاری / دستگاههای سوراخکاری: نگهدارنده ابزار هیدرولیکی HSK63 (خروج از مرکز ≤ 0.01 میلیمتر).
متههای دستی / تجهیزات قابل حمل: شفت تعویض سریع چهار سوراخ با توپهای فولادی خود قفلشونده.
سازگاری ویژه: پرسهای مته معمولی به آداپتورهای مخروطی مورس (MT2/MT4) یا آداپتورهای BT40 برای سازگاری با کاترهای حلقوی نیاز دارند.
7.2 راهحلهای سناریوی معمولی
7.2.1.
سوراخهای اتصال صفحه نازک سازه فولادینقطه درد:
لغزش روی سطح منحنی باعث خطای موقعیتیابی > 1 میلیمتر میشود.راهحل:
روش سوراخکاری سه مرحلهای: سوراخ پایلوت Φ3 میلیمتر → سوراخ انبساط Φ10 میلیمتر → مته قطر هدف.پارامترها: سرعت 450 دور در دقیقه، تغذیه 0.08 میلیمتر در دور، خنککننده: امولسیون روغن-آب.
7.2.2.
ماشینکاری سوراخ عمیق صفحه ضخیم کشتیسازینقطه درد:
لغزش روی سطح منحنی باعث خطای موقعیتیابی > 1 میلیمتر میشود.راهحل:
روش سوراخکاری سه مرحلهای: سوراخ پایلوت Φ3 میلیمتر → سوراخ انبساط Φ10 میلیمتر → مته قطر هدف.
پارامترها: سرعت 150 دور در دقیقه، تغذیه 0.20 میلیمتر در دور، تخلیه تراشه گام به گام.
7.2.3.
سوراخکاری سطح با سختی بالا ریلنقطه درد:
لغزش روی سطح منحنی باعث خطای موقعیتیابی > 1 میلیمتر میشود.راهحل:
روش سوراخکاری سه مرحلهای: سوراخ پایلوت Φ3 میلیمتر → سوراخ انبساط Φ10 میلیمتر → مته قطر هدف.
کمک: گیره فیکسچر V-type + موقعیتیابی لیزری (دقت ±0.1 میلیمتر).
7.2.4.
موقعیتیابی سطح منحنی/شیبدارنقطه درد:
لغزش روی سطح منحنی باعث خطای موقعیتیابی > 1 میلیمتر میشود.راهحل:
روش سوراخکاری سه مرحلهای: سوراخ پایلوت Φ3 میلیمتر → سوراخ انبساط Φ10 میلیمتر → مته قطر هدف.
تجهیزات: مته مغناطیسی یکپارچه با موقعیتیابی لیزر متقاطع.
⑦.
ارزش فنی و مزایای اقتصادی سوراخکاری صفحه فولادیچالش اصلی سوراخکاری فولاد ضد زنگ در تضاد بین خواص ماده و ابزارآلات سنتی نهفته است. کاتر حلقوی از طریق سه نوآوری اصلی به یک پیشرفت اساسی دست مییابد:
انقلاب برش حلقوی:
تنها 12٪ از مواد را حذف میکند، نه برش کامل مقطع.توزیع بار مکانیکی چند لبه:
بار در هر لبه برش را 65٪ کاهش میدهد.طراحی خنککننده پویا:
دمای برش را بیش از 300 درجه سانتیگراد کاهش میدهد.در اعتبارسنجیهای صنعتی عملی، کاترهای حلقوی مزایای قابل توجهی را ارائه میدهند:
راندمان:
زمان سوراخکاری یک سوراخ به 1/10 زمان با متههای پیچشی کاهش مییابد و خروجی روزانه را 400٪ افزایش میدهد.هزینه:
عمر اینسرت از 2000 سوراخ فراتر میرود و هزینههای کلی ماشینکاری را 60٪ کاهش میدهد.کیفیت:
تلرانس قطر سوراخ به طور مداوم درجه IT9 را برآورده میکند، با نرخ ضایعات نزدیک به صفر.با رواج متههای مغناطیسی و پیشرفت در فناوری کاربید، کاترهای حلقوی به راهحل غیرقابل جایگزینی برای پردازش فولاد ضد زنگ تبدیل شدهاند. با انتخاب صحیح و عملکرد استاندارد، حتی شرایط شدید مانند سوراخهای عمیق، دیوارههای نازک و سطوح منحنی میتوانند به ماشینکاری بسیار کارآمد و دقیق دست یابند.
توصیه میشود که شرکتها یک پایگاه داده پارامترهای سوراخکاری را بر اساس ساختار محصول خود ایجاد کنند تا به طور مداوم مدیریت کل چرخه عمر ابزار را بهینه کنند.
1کاربيد برر چيست؟
کاربید برر، همچنین به عنوان burr bit، burr cutter، کاربید burr bit، کاربید die grinder bit و غیره شناخته می شود.کاربید برر یک نوع ابزار برش چرخش است که بر روی ابزارهای پنوماتیک یا ابزار الکتریکی قرار دارد و به طور خاص برای حذف برر فلزی استفاده می شود.، زخم جوش، تمیز کردن جوش. این عمدتا در فرآیند ماشینکاری خشن قطعه کار با کارایی بالا استفاده می شود.
2. جزو کاربيد برر؟
کاربید بور را می توان به نوع بریز شده و نوع جامد تقسیم کرد. نوع بریز شده از قسمت سر کاربید و قسمت ساق فولاد ساخته شده است که با هم بریز شده اند ، هنگامی که قطر سر بور و ساق یکسان نیست ،از نوع بریز شده استفاده می شودنوع جامد از کاربید جامد ساخته شده است زمانی که قطر سر و ساقه برر یکسان باشد.
3کاربید بور برای چه استفاده می شود؟
در سال های اخیر، با افزایش تعداد کاربران، این کار به طور گسترده ای در زمینه تولید و ساخت ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرد.اين يه ابزار ضروري براي سازنده و تعمير کننده شده.
کاربرد اصلی:
♦ حذف تراشه♦ تغییر شکل.♦ پایان لبه و چامفر.♦ انجام فرش آماده سازی برای جوشکاری.♦ تمیز کردن جوش.♦ مواد ریخته گری تمیز♦ بهبود هندسه قطعه کار.
صنایع اصلی:
♦ صنعت قالب: برای تکمیل انواع حفره قالب فلزی مانند قالب کفش و غیره.♦ صنعت حکاکی: برای حکاکی انواع فلزات و غیر فلزات، مانند هدایای صنایع دستی.♦ صنایع ساز و ساز: برای تمیز کردن باله، برر، بخیه جوشکاری از ریخته ها، قطعات جوشکاری و جوشکاری، مانند کارخانه ماشین های جوشکاری، کشتی سازی، پولیش کردن محور چرخ در کارخانه خودرو,و غیره♦ صنعت ماشین آلات: برای پردازش چیمفر، گرد، خروجی و راه کلیدی انواع قطعات مکانیکی، تمیز کردن لوله ها، تکمیل سطح سوراخ داخلی قطعات ماشین،مثل کارخانه ماشین آلات، کارگاه تعمیرات و غیره♦ صنعت موتور: برای صاف کردن جریان جریان چرخ دار، مانند کارخانه موتور خودرو.
♦صنعت جوش: برای صاف کردن سطح جوش، مانند جوش نایت.
4مزاياي کاربيد برر
♦ تمام انواع فلزات (از جمله فولاد خاموش شده) و مواد غیر فلزی (مانند سنگ مرمر، ید، استخوان، پلاستیک) با سختی کمتر از HRC70 می توانند به صورت خودسرانه با کاربید برش داده شوند.♦ می تواند در اکثر کارها جایگزین چرخ خردکن کوچک با شاخه شود و آلودگی گرد و غبار ندارد.♦ بهره وری تولید بالا، ده ها برابر بالاتر از بهره وری پردازش فایل دستی، و بیش از ده برابر بالاتر از بهره وری پردازش چرخ آسیاب کوچک با شاخه.♦ با کیفیت پردازش خوب، پایان سطح بالا، کاربید burr می تواند اشکال مختلف حفره قالب را با دقت بالا پردازش کند.♦ کاربید بور زندگی طولانی دارد، 10 برابر با دوام تر از برش فولاد با سرعت بالا و 200 برابر با دوام تر از چرخ آسیاب اکسید آلومینیوم.♦ کاربید برر آسان برای استفاده، امن و قابل اعتماد است، می تواند شدت کار را کاهش دهد و محیط کار را بهبود بخشد.♦ سود اقتصادی پس از استفاده از کاربید بار بسیار بهبود یافته است و هزینه پردازش جامع می تواند ده ها برابر با استفاده از کاربید بار کاهش یابد.
5انواع مواد ماشینکاری شده از کربید بور
درخواست
مواد
استفاده می شود برای deburring، آسیاب از فرآیند آماده سازی، جوش سطح، جوش نقطه ماشینکاری، ماشینکاری شکل گیری، casting chamfering، غرق ماشینکاری، تمیز کردن.
فولاد، فولاد ریخته
فولاد غیر سخت، فولاد بدون درمان حرارتی، قدرت بیش از 1.200N/mm2 (( 38HRC)
فولاد ابزار، فولاد سخت، فولاد آلیاژ، فولاد ریخته
فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ و ضد اسید
فولادی از فولادی از فولادی از فولادی از فولادی از فولادی
فلزات غیر فلزی
فلزات غیر فلزی نرم
آلومینیوم
مس، مس قرمز، روی
فلزات سخت غیر آهن
آلیاژ آلومینیوم، مس، مس، روی
مس، آلیاژ تیتانیوم/تیتانیوم، آلیاژ دورالومین (محتوای سیلیکونی بالا)
مواد مقاوم به گرما
آلیاژ های پایه نیکل و کوبالت (تولید موتورها و توربین ها)
آهن ریخته
آهن رسوب خاکستری، آهن رسوب سفید
گرافیت گره دار / آهن انعطاف پذیر EN-GJS(GGG)
آهن رسوب شده سفید EN-GJMW(GTW)
آهن سیاه EN-GJMB ((GTS))
برای آسیاب کردن، فرآوری شکل دادن
پلاستیک، مواد دیگر
پلاستیک های تقویت شده با فیبر (GRP/CRP) ، حاوی فیبر ≤40٪
پلاستیک های تقویت شده با فیبر (GRP/CRP) ، حاوی فیبر > 40%
استفاده می شود برای تراشیدن، فرش شکل سوراخ برش
ترموپلاستیک
6. ابزار های تطبیقی از کاربید بور
کاربید برر معمولا با آسیاب الکتریکی با سرعت بالا یا ابزار پنوماتیک استفاده می شود، همچنین می تواند توسط نصب شده بر روی ماشین آلات استفاده شود.بنابراین استفاده از کاربید در صنعت به طور کلی توسط ابزارهای پنوماتیک هدایت می شود. برای استفاده شخصی ، آسیاب برقی راحت تر است ، پس از وصل کردن آن ، بدون کمپرسور هوا کار می کند. تنها کاری که باید انجام دهید این است که یک آسیاب برقی با سرعت بالا را انتخاب کنید.سرعت توصیه شده معمولا 6000-40000 RPM استو شرح دقیق تری از سرعت توصیه شده در زیر ارائه شده است.
7سرعت توصیه شده کاربايد برر
کاربید برر باید با سرعت معقول 1500 تا 3000 فوت سطح در دقیقه کار کند. با توجه به این مشخصات، انواع مختلفی از کاربید برر برای آسیاب ها در دسترس هستند.برای مثال: آسیاب های 30،000-RPM می توانند با کاربید بور مطابقت داشته باشند که قطر آنها 3/16 "تا 3/8" است ؛ برای آسیاب های 22000-RPM ، کاربید بور قطر 1/4 "تا 1/2" در دسترس است.بهتر است که متداول ترین قطر را انتخاب کنید..
علاوه بر این، بهینه سازی محیط آسیاب و نگهداری از ماشین آسیاب نیز بسیار مهم است. اگر آسیاب آسیاب 22000 rpm اغلب اشتباه شود، احتمالا به این دلیل است که RPM بسیار پایین است.بنابراین، توصیه می کنیم که شما باید اغلب سیستم فشار هوا را بررسی کنید و مجموعه مهر و موم ماشین خرد کننده خود را بررسی کنید.
سرعت کار مناسب در واقع برای دستیابی به اثر برش خوب و کیفیت قطعه کار بسیار مهم است. افزایش سرعت می تواند کیفیت پردازش را بهبود بخشد و عمر ابزار را افزایش دهد.اما اگه سرعتش زياد باشه مي تونه باعث پاره شدن ساق فولادي بشهکاهش سرعت برای برش سریع مفید است، اما ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد سیستم و کاهش کیفیت برش شود.بنابراین هر نوع کاربید Burr باید با توجه به عملیات خاص از سرعت مناسب انتخاب شود.
لطفاً لیست سرعت توصیه شده را به صورت زیر بررسی کنید:
لیست سرعت توصیه شده برای استفاده از کاربید بور
محدوده سرعت برای مواد مختلف و قطر burr توصیه می شود(rpm)
قطر برر
3 میلی متر (1/8")
6mm (1/4")
10mm (3/8")
12 میلی متر (1/2")
16 میلیمتر (5/8")
حداکثر سرعت عملیاتی (rpm)
90000
65000
55000
35000
25000
آلومینیوم، پلاستیک
محدوده سرعت
60000 تا 80000
15000 تا 60000
10000-50000
۷۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰
6000 تا 2000
سرعت شروع توصیه شده
65000
40000
25000
20000
15000
مس، آهن ریخته
محدوده سرعت
45000 تا 80000
۲۲۵۰۰ تا ۶۰۰۰۰
15000-40000
11000-30000
9000 تا 2000
سرعت شروع توصیه شده
65000
45000
30000
25000
20000
فولاد نرم
محدوده سرعت
60000 تا 80000
45000 تا 60000
30000 تا 40000
۲۲۵۰۰ تا ۳۰۰۰۰
18000 تا 200000
سرعت شروع توصیه شده
80000
50000
30000
25000
20000
۱. مقدمه
ابرآلیاژها مواد فلزی هستند که استحکام عالی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر خوردگی را در دماهای بالا حفظ می کنند. آنها به طور گسترده در موتورهای هوافضا، توربین های گازی، صنایع هسته ای و تجهیزات انرژی استفاده می شوند. با این حال، خواص برتر آنها چالش های قابل توجهی را برای ماشینکاری ایجاد می کند. به خصوص هنگام استفاده از فرزهای انتهایی برای عملیات فرزکاری، مسائلی مانند سایش سریع ابزار، دمای برش بالا و کیفیت سطح ضعیف به ویژه برجسته است. این مقاله مشکلات رایج مواجه شده در هنگام فرزکاری انتهایی ابرآلیاژها را بررسی می کند و راه حل های مربوطه را ارائه می دهد.
۲. ابرآلیاژ چیست؟
ابرآلیاژها (یا آلیاژهای با دمای بالا) مواد فلزی هستند که استحکام بالا و مقاومت فوق العاده در برابر اکسیداسیون و خوردگی را در محیط های با دمای بالا حفظ می کنند. آنها می توانند به طور قابل اطمینانی تحت تنش های پیچیده در محیط های اکسیداتیو و خوردگی گازی از 600 درجه سانتیگراد تا 1100 درجه سانتیگراد کار کنند. ابرآلیاژها عمدتاً شامل آلیاژهای پایه نیکل، پایه کبالت و پایه آهن هستند و به طور گسترده در صنایع هوافضا، توربین های گازی، انرژی هسته ای، خودرو و پتروشیمی استفاده می شوند.
۳. ویژگی های ابرآلیاژها
۱.استحکام بالا در دماهای بالاقادر به تحمل تنش های بالا برای دوره های طولانی در دماهای بالا بدون تغییر شکل قابل توجه خزش.
۲.مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و خوردگیحفظ پایداری ساختاری حتی در صورت قرار گرفتن در معرض هوا، گازهای احتراق یا محیط های شیمیایی در دماهای بالا.
۳.چقرمگی خوب خستگی و شکستگیقادر به مقاومت در برابر چرخه های حرارتی و بارهای ضربه ای در محیط های شدید.
۴.ریزساختار پایدارپایداری ساختاری خوبی را نشان می دهد و در برابر تخریب در عملکرد در طول استفاده طولانی مدت در دمای بالا مقاومت می کند.
۴. مواد ابرآلیاژی معمولی
۱.ابرآلیاژهای پایه نیکلدرجه های رایج بین المللی:
ویژگی ها و کاربردها
ویژگی ها
کاربردهای معمولی
Inconel 718
استحکام عالی در دمای بالا، جوش پذیری خوب
موتورهای هواپیما، اجزای راکتور هسته ای
Inconel 625
مقاومت در برابر خوردگی قوی، مقاوم در برابر آب دریا و مواد شیمیایی
تجهیزات دریایی، ظروف شیمیایی
Inconel X-750
مقاومت قوی در برابر خزش، مناسب برای بارهای طولانی مدت در دمای بالا
قطعات توربین، فنرها، بست ها
Waspaloy
حفظ استحکام بالا در 700 تا 870 درجه سانتیگراد
پره های توربین گازی، اجزای آب بندی
Rene 41
عملکرد مکانیکی برتر در دمای بالا
محفظه های احتراق موتور جت، نازل های دم
۲.ابرآلیاژهای پایه کبالت
درجه های رایج بین المللی:
ویژگی ها و کاربردها
ویژگی ها
کاربردها
Stellite 6
مقاومت عالی در برابر سایش و خوردگی داغ
شیرها، سطوح آب بندی، ابزارهای برش
Haynes 188
مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون و خزش در دماهای بالا
محفظه های توربین، قطعات محفظه احتراق
Mar-M509
مقاومت قوی در برابر خوردگی و خستگی حرارتی
اجزای انتهایی داغ توربین های گازی
درجه های رایج چینی (با معادل های بین المللی):
ویژگی ها و کاربردها
ویژگی ها
کاربردها
K640
معادل Stellite 6
آلیاژهای شیر، تجهیزات حرارتی
GH605
مشابه Haynes 25
ماموریت های فضایی سرنشین دار، توربین های صنعتی
۳.ابرآلیاژهای پایه آهن
ویژگی ها:هزینه کم، ماشینکاری خوب؛ مناسب برای محیط های با دمای متوسط (≤700 درجه سانتیگراد).
درجه های رایج بین المللی:
ویژگی ها و کاربردها
ویژگی ها
کاربردها
A-286 (UNS S66286)
استحکام خوب در دمای بالا و جوش پذیری
بست های موتور هواپیما، اجزای توربین گازی
Alloy 800H/800HT
پایداری ساختاری عالی و مقاومت در برابر خوردگی
مبدل های حرارتی، ژنراتورهای بخار
فولاد ضد زنگ 310S
مقاوم در برابر اکسیداسیون، کم هزینه
لوله های کوره، سیستم های اگزوز
درجه های رایج چینی (با معادل های بین المللی):
ویژگی ها و کاربردها
معادل بین المللی
کاربردها
1Cr18Ni9Ti
مشابه فولاد ضد زنگ 304
محیط های عمومی با دمای بالا
GH2132
معادل A-286
پیچ و مهره، مهر و موم، فنر
۴.مقایسه ابرآلیاژهای پایه نیکل، پایه کبالت و پایه آهن
نوع آلیاژ
محدوده دمای کارکرد
استحکام
مقاومت در برابر خوردگی
هزینه
کاربردهای معمولی
پایه نیکل
≤1100 درجه سانتیگراد
★★★★★
★★★★★
بالا
هوا فضا، انرژی، انرژی هسته ای
پایه کبالت
≤1000 درجه سانتیگراد
★★★★
★★★★★
نسبتاً بالا
صنایع شیمیایی، توربین های گازی
پایه آهن
≤750 درجه سانتیگراد
★★★
★★★
کم
صنایع عمومی، قطعات ساختاری
۵. نمونه هایی از کاربرد ابرآلیاژها
صنعت
اجزای کاربردی
هوا فضا
پره های توربین، محفظه های احتراق، نازل ها، حلقه های آب بندی
تجهیزات انرژی
پره های توربین گازی، اجزای راکتور هسته ای
صنایع شیمیایی
راکتورهای با دمای بالا، مبدل های حرارتی، پمپ ها و شیرهای مقاوم در برابر خوردگی
حفاری نفت
مهر و موم های با دمای بالا و فشار بالا، ابزارهای درون چاهی
صنعت خودرو
اجزای توربوشارژر، سیستم های اگزوز با عملکرد بالا
۶. چالش ها در ماشینکاری ابرآلیاژها
۱. استحکام و سختی بالا:
ابرآلیاژها حتی در دمای اتاق استحکام بالایی را حفظ می کنند (به عنوان مثال، استحکام کششی Inconel 718 بیش از 1000 مگاپاسکال است). در حین ماشینکاری، آنها تمایل به تشکیل یک لایه سخت شده (با افزایش سختی 2-3 برابر) دارند، که مقاومت برش را در عملیات بعدی به طور قابل توجهی افزایش می دهد. در چنین شرایطی، سایش ابزار تشدید می شود، نیروهای برش به شدت نوسان می کنند و احتمال تراشه شدن لبه برش بیشتر است.
۲. هدایت حرارتی ضعیف و حرارت برش متمرکز:
ابرآلیاژها هدایت حرارتی پایینی دارند (به عنوان مثال، هدایت حرارتی Inconel 718 تنها 11.4 W/m·K است، حدود یک سوم فولاد). گرمای برش نمی تواند به سرعت دفع شود و دمای نوک برش می تواند از 1000 درجه سانتیگراد فراتر رود. این باعث می شود که مواد ابزار نرم شوند (به دلیل سختی قرمز ناکافی) و سایش انتشار را تسریع می کند.
۳. سخت شدن شدید کار:
سطح مواد پس از ماشینکاری سخت تر می شود که سایش ابزار را بیشتر تشدید می کند.
۴. چقرمگی بالا و دشواری در کنترل تراشه:
تراشه های ابرآلیاژها بسیار سخت هستند و به راحتی نمی شکنند، اغلب تراشه های بلندی تشکیل می دهند که می توانند دور ابزار بپیچند یا سطح قطعه کار را خراش دهند. این بر پایداری فرآیند ماشینکاری تأثیر می گذارد و سایش ابزار را افزایش می دهد.
۵. واکنش پذیری شیمیایی بالا:
آلیاژهای پایه نیکل مستعد واکنش های انتشار با مواد ابزار (مانند کاربیدهای سیمانی WC-Co) هستند که منجر به سایش چسبنده می شود. این باعث می شود که مواد سطح ابزار از بین بروند و یک دهانه سایش هلالی شکل ایجاد شود.
۷. مشکلات رایج در فرزکاری ابرآلیاژها با فرزهای انتهایی
۱. سایش شدید ابزار
• سختی و استحکام بالای ابرآلیاژها منجر به سایش سریع سطوح شیب و پهلوهای فرز انتهایی می شود.
• دمای برش بالا می تواند باعث ایجاد ترک های خستگی حرارتی، تغییر شکل پلاستیکی و سایش انتشار در ابزار شود.
۲. دمای برش بیش از حد
• هدایت حرارتی ضعیف ابرآلیاژها به این معنی است که مقدار زیادی گرما که در حین برش تولید می شود نمی تواند به موقع دفع شود.
• این امر منجر به گرم شدن بیش از حد موضعی ابزار می شود که در موارد شدید می تواند باعث سوختن یا تراشه شدن ابزار شود.
۳. سخت شدن شدید کار
• ابرآلیاژها در حین ماشینکاری مستعد سخت شدن کار هستند و سختی سطح به سرعت افزایش می یابد.
• پاس برش بعدی با یک سطح سخت تر مواجه می شود که سایش ابزار را تشدید می کند و نیروهای برش را افزایش می دهد.
۴. نیروهای برش بالا و لرزش شدید
• استحکام بالای مواد منجر به نیروهای برش زیاد می شود.
• اگر ساختار ابزار به درستی طراحی نشده باشد یا ابزار به طور ایمن بسته نشده باشد، می تواند منجر به لرزش و لرزش ماشینکاری شود که باعث آسیب ابزار یا کیفیت سطح ضعیف می شود.
۵. چسبندگی ابزار و لبه ساخته شده
• در دماهای بالا، مواد تمایل به چسبیدن به لبه برش ابزار دارند و یک لبه ساخته شده تشکیل می دهند.
• این می تواند باعث برش ناپایدار، خراش روی سطح قطعه کار یا ابعاد نادرست شود.
۶. کیفیت سطح ماشینکاری ضعیف
• عیوب رایج سطح شامل پلیسه، خراش، نقاط سخت سطحی و تغییر رنگ در ناحیه تحت تأثیر حرارت است.
• زبری سطح بالا می تواند بر عمر مفید قطعه تأثیر بگذارد.
۷. عمر کوتاه ابزار و هزینه های بالای ماشینکاری
• اثر ترکیبی از مسائل فوق منجر به عمر ابزار بسیار کوتاه تری در مقایسه با ماشینکاری موادی مانند آلیاژ آلومینیوم یا فولاد کم کربن می شود.
• تعویض مکرر ابزار، راندمان ماشینکاری پایین و هزینه های بالای ماشینکاری از عواقب آن است. ۸. راه حل ها و بهینه سازی
۸. راه حل ها و توصیه های بهینه سازی
۱. راه حل هایی برای سایش شدید ابزار:
۱.۱. مواد کاربید دانه فوق العاده ریز را انتخاب کنید (کاربید دانه زیر میکرون/فوق ریز) که مقاومت در برابر سایش و استحکام شکستگی عرضی برتری را ارائه می دهد.
* کاربید سیمانی دانه فوق العاده ریز به دلیل مقاومت عالی در برابر سایش و سختی بالا به طور گسترده در قالب ها، ابزارهای برش، ماشینکاری دقیق، قطعات الکترونیکی و سایر زمینه ها استفاده می شود. اندازه دانه WC معمولی از حدود 0.2 تا 0.6 میکرومتر متغیر است. با توجه به استانداردهای کشورهای مختلف و برندها، درجه های معمول کاربید سیمانی دانه فوق العاده ریز به شرح زیر است:
الف. درجه های کاربید سیمانی دانه فوق العاده ریز رایج چین (به عنوان مثال XTC، Zhuzhou Cemented Carbide، Jiangxi Rare Earth، Meirgute و غیره)
ویژگی ها و کاربردها
K3130.4
6.0
سختی بالا، محتوای Co کم، مناسب برای ماشینکاری مواد سخت.
0.6
0.4-0.5
10.0
YG8X
0.6
0.4-0.5
K40UF
YG10X
0.6
0.4-0.5
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
ZK10UF
~0.5
10.0
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
TF08
0.5
د. درجه های ایالات متحده (Kennametal、Carbide USA)
K40UF
WF25
0.5
د. درجه های ایالات متحده (Kennametal、Carbide USA)
0.5
ب. درجه های آلمانی (به عنوان مثال CERATIZIT، H.C. Starck و غیره)
درجه
ویژگی ها و کاربردها
K3130.4
6.0
سختی بالا، محتوای Co کم، مناسب برای ماشینکاری مواد سخت.
8.0
0.6
K40UF
0.5
10.0
د. درجه های ایالات متحده (Kennametal、Carbide USA)
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
0.5
10.0
د. درجه های ایالات متحده (Kennametal、Carbide USA)
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
درجه
اندازه دانه (میکرومتر)
ویژگی ها و کاربردها
K3130.4
6.0
سختی بالا، محتوای Co کم، مناسب برای ماشینکاری مواد سخت.
درجه فوق ریز رایج Sumitomo، مناسب برای فرزهای انتهایی دقیق.
TF20
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
12.0
درجه فوق ریز با چقرمگی بالا Mitsubishi، مورد استفاده برای فرزکاری مواد دشوار ماشینکاری.
د. درجه های ایالات متحده (Kennametal、Carbide USA)
0.5
10.0
مورد استفاده برای مته های با قطر کوچک، ابزارهای PCB و غیره.
د. درجه های ایالات متحده (Kennametal、Carbide USA)
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
اندازه دانه (میکرومتر)
محتوای Co (%)
ویژگی ها و کاربردها
K3130.4
6.0
سختی بالا، محتوای Co کم، مناسب برای ماشینکاری مواد سخت.
KD10F
0.6
10.0
درجه فوق ریز با هدف کلی با مقاومت عالی در برابر سایش.
GU10F
0.4-0.5
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
مورد استفاده در کاربردهایی که به کیفیت سطح بالا نیاز دارند.
۱.۲. هندسه ابزار را بهینه کنید، مانند کاهش زاویه شیب و حفظ زاویه آزاد متوسط، برای افزایش استحکام لبه.
۱.۳. لبه را برای جلوگیری از تراشه شدن و انتشار ریزترک ها انجام دهید.
۲. راه حل هایی برای دمای برش بیش از حد:
۲.۱ از پوشش های مقاوم در برابر حرارت با عملکرد بالا، مانند AlTiN، SiAlN یا nACo، که قادر به تحمل دمای برش 800 تا 1000 درجه سانتیگراد هستند، استفاده کنید.
۲.۲ سیستم های خنک کننده با فشار بالا (HPC) یا روانکاری حداقل مقدار (MQL) را برای حذف سریع گرمای برش پیاده سازی کنید.
۲.۳ سرعت برش (Vc) را برای به حداقل رساندن تولید گرما کاهش دهید.
۳. راه حل هایی برای سخت شدن شدید کار:
۳.۱ میزان پیشروی در هر دندانه (fz) را افزایش دهید تا زمان توقف ابزار در لایه سخت شده کار کاهش یابد.
۳.۲ عمق برش های کوچکتر (ap) و پاس های متعدد را انتخاب کنید تا لایه سخت شده به تدریج حذف شود.
۳.۳ ابزار را تیز نگه دارید تا از برش با لبه کند از طریق لایه سخت شده جلوگیری شود.
۴. راه حل هایی برای نیروهای برش بالا و لرزش شدید:
۴.۱ از ابزارهای مارپیچ متغیر و گام متغیر (فاصله نامساوی) برای کاهش رزونانس استفاده کنید.
۴.۲ طول بیرون زدگی ابزار را به حداقل برسانید (نسبت L/D را
فناوری لحیمکاری و انتخاب مواد لحیمکاری مستقیماً سطح کیفیت متههای کاربید را تعیین میکند.
فناوری جوشکاری متههای چرخشی کاربید یکی از عوامل کلیدی است که بر کیفیت آنها تأثیر میگذارد. انتخاب مواد جوشکاری و فرآیندهای جوشکاری مستقیماً سطح کیفیت متههای چرخشی کاربید را تعیین میکند.
انتخاب مواد جوشکاری: متههای چرخشی کاربید از یک ماده لحیمکاری نقرهای هستهای-ساندویچی استفاده میکنند که در هر دو انتها نقره و یک لایه هستهای از آلیاژ مس در وسط دارد. دمای جوشکاری برای این ماده حدود 800 درجه سانتیگراد است که در مقایسه با دمای جوشکاری 1100 درجه سانتیگراد مورد نیاز برای مواد لحیمکاری مسی بسیار کمتر است. این امر به طور قابل توجهی آسیب به خواص کاربید را محدود میکند، تنش جوشکاری را کاهش میدهد، از ایجاد ریزترکها در کاربید جلوگیری میکند و استحکام جوشکاری بهتری را فراهم میکند.
انتخاب روشهای جوشکاری: در حال حاضر دو روش اصلی جوشکاری در بازار وجود دارد: لحیمکاری نقرهای تخت و لحیمکاری مسی سوراخدار. لحیمکاری نقرهای تخت ساختار سادهتری دارد، تنش جوشکاری کمتری دارد و دمای جوشکاری کمتری نیاز دارد که بهتر از عملکرد آلیاژ و دسته فولادی محافظت میکند. از طرف دیگر، لحیمکاری مسی سوراخدار میتواند در مصرف مقداری از مواد کاربید صرفهجویی کند و ارزانتر است، اما دمای جوشکاری بالاتر ممکن است باعث آسیب به خواص کاربید شود.
تجهیزات و فرآیند جوشکاری: استفاده از دستگاههای جوشکاری خودکار بخش مهمی از این فرآیند است. در فرآیند جوشکاری خودکار، نوک کاربید و دسته فولادی میتوانند به طور خودکار برای لحیمکاری بدون دخالت دستی تراز شوند، که تا حد زیادی ثبات کیفیت جوشکاری و هممحوری عالی بین دسته فولادی و نوک کاربید پس از جوشکاری را تضمین میکند.
به عنوان شرکتی با بیش از ده سال تجربه در تحقیق و توسعه مواد کاربید، Chengdu Baboshi Cutting Tools درک عمیقی از عملکرد مواد کاربید دارد. در طول فرآیند جوشکاری متههای چرخشی، ما از فناوری لحیمکاری نقرهای تخت کاملاً خودکار استفاده میکنیم که تا حد زیادی از عملکرد آلیاژ محافظت میکند و هممحوری عالی بین دسته فولادی و نوک کاربید را تضمین میکند.
مقدمه
هنگام طراحی آسیاب های پایان کاربید برای آلومینیوم، ضروری است که به طور جامع انتخاب مواد، هندسه ابزار، تکنولوژی پوشش و پارامترهای ماشینکاری را در نظر بگیرید.این عوامل اطمینان از ماشینکاری کارآمد و پایدار از آلیاژ های آلومینیوم در حالی که افزایش عمر ابزار.
1انتخاب مواد
1.1زیربنای کربید:کاربید نوع YG (به عنوان مثال، YG6، YG8) به دلیل وابستگی شیمیایی پایین خود با آلیاژ های آلومینیوم، که به کاهش تشکیل لبه ساخته شده (BUE) کمک می کند، ترجیح داده می شود.
1.2آلیاژهای آلومینیومی دارای سیلیکون بالا (8٪ ٪ 12٪ Si):برای جلوگیری از خوردگی ابزار ناشی از سیلیکون، ابزارهای پوشش داده شده با الماس یا کاربید ذرات بسیار نازک غیر پوشش داده شده توصیه می شود.
1.3ماشینکاری با درخشش بالا:آسیاب های پایانی کربید وولفستم با سختی بالا با پولیش دقیق لبه پیشنهاد می شود تا به یک سطح شبیه آینه برسد.
2طراحی هندسه ابزار
2.1تعداد فلوت ها:طراحی سه فلوت معمولاً برای تعادل کارایی برش و تخلیه تراشه استفاده می شود. برای ماشینکاری خشن آلیاژ های آلومینیوم هوافضا، یک آسیاب پایینی 5 فلوت (به عنوان مثال(Kennametal KOR5) می تواند برای افزایش میزان تغذیه انتخاب شود..
2.2زاویه هلیکس:زاویه هلیکس بزرگ 20° ≈ 45° برای بهبود صافی برش و کاهش لرزش توصیه می شود. زاویه های بیش از حد بزرگ (> 35°) ممکن است قدرت دندان را تضعیف کند،بنابراین تعادل بین شدت و سفتی مورد نیاز است.
2.3زاویه های ریک و کمک:یک زاویه ریز بزرگتر (10 ° ≈ 20 °) مقاومت برش را کاهش می دهد و از چسبندگی آلومینیوم جلوگیری می کند. زاویه های تسکین به طور کلی 10 ° ≈ 15 ° هستند که بسته به شرایط برش تنظیم می شوند.برای تعادل مقاومت لباس و عملکرد برش.
2.4طراحی چیپ گللت:فلوت های مارپیچی گسترده و پیوسته، تخلیه سریع تراشه ها و به حداقل رساندن چسبندگی را تضمین می کنند.
2.5آماده سازی لبه:لبه های برش باید برای کاهش نیروی برش و جلوگیری از چسبندگی تیز باقی بمانند؛ چیمفر مناسب باعث افزایش قدرت و جلوگیری از پاره شدن لبه می شود.
3گزینه های پوشش توصیه شده
3.1بدون پوشش:در بسیاری از موارد ، آسیاب های پایان آلومینیوم پوشش داده نشده اند. اگر پوشش حاوی آلومینیوم باشد ، ممکن است با قطعه کار واکنش نشان دهد و باعث از هم پاشیدن یا چسبیدن پوشش شود و منجر به فرسایش غیر طبیعی ابزار شود.آسیاب های پایانی بدون پوشش مقرون به صرفه هستند، بسیار تیز و آسان برای دوباره خرد کردن ، آنها را برای تولید کوتاه مدت ، نمونه سازی یا کاربردهایی که نیاز به پایان سطح متوسط دارند (Ra > 1.6 μm) مناسب می کند.
3.2کربن مانند الماس (DLC):DLC مبتنی بر کربن است، با ظاهر رنگین کمان مانند، ارائه مقاومت در برابر لباس و خواص ضد چسبندگی عالی برای ماشینکاری آلومینیوم.
3.3پوشش TiAlN:اگر چه TiAlN مقاومت اکسیداسیون و لباس بسیار خوبی را ارائه می دهد (34 برابر عمر طولانی تر از TiN در فولاد، فولاد ضد زنگ، تیتانیوم و آلیاژ های نیکل).به طور کلی برای آلومینیوم توصیه نمی شود زیرا آلومینیوم در پوشش می تواند با قطعه کار واکنش نشان دهد..
3.4پوشش AlCrN:از نظر شیمیایی پایدار است، چسبنده نیست و برای تیتانیوم، مس، آلومینیوم و سایر مواد نرم مناسب است.
3.5پوشش TiAlCrN:پوشش ساختاری شیب دار با سفتی بالا، سختی و اصطکاک کم. در عملکرد برش از TiN برتر است و برای آسیاب آلومینیوم مناسب است.
خلاصه:از پوشش هایی که حاوی آلومینیوم هستند (به عنوان مثال، TiAlN) در هنگام ماشینکاری آلومینیوم اجتناب کنید، زیرا باعث فرسایش ابزار می شود.
4ملاحظات اصلی
4.1تخليه تراشه:تراشه های آلومینیومی تمایل به چسبیدن دارند؛ طرح های فلوت بهینه شده (به عنوان مثال لبه های موج دار، زاویه های بزرگ ریک) برای تخلیه صاف مورد نیاز است.
4.2روش خنک کننده:
4.2.1 ترجیح خنک سازی داخلی (به عنوان مثال، Kennametal KOR5) برای کاهش دمای برش و شستشو دور تراشه.
4.2.2 استفاده از مایعات برش (امولسیون یا مایعات خنک کننده مبتنی بر روغن) برای کاهش اصطکاک و گرما، حفاظت از ابزار و قطعه کار.
4.2.3 اطمینان حاصل شود که جریان خنک کننده کافی برای پوشش منطقه برش وجود دارد.
4.3پارامترهای ماشینکاری:
4.3.1برش سریع:سرعت برش 1000~3000 m/min باعث افزایش بهره وری در حالی که کاهش نیروی برش و گرما می شود.
4.3.2نرخ تغذیه:افزایش خوراک (۰٫۱-۰٫۳ میلی متر در هر دندان) باعث افزایش بهره وری می شود، اما باید از استفاده از نیروی بیش از حد اجتناب شود.
4.3.3عمق برش:به طور معمول 0.5 ∼ 2 میلی متر، با توجه به الزامات تنظیم شده است.
4.3.4طراحی ضد لرزش:هلیکس متغیر، فاصله نابرابر فلوت، یا ساختارهای هسته ای مخروطی می تواند چت را سرکوب کند (به عنوان مثال، KOR5).
نتیجه گیری
اصول اصلی طراحی آسیاب های پایان کاربید برای آلومینیوم عبارتند از:اصطکاک کم، کارایی بالا تخلیه تراشه و عملکرد ضد چسبندگیمواد توصیه شده شامل کاربید نوع YG یا کاربید غلیظ غلیظ غیر پوشانده می شود. هندسه ها باید تیز بودن را با سفتی متعادل کنند و پوشش ها باید از ترکیبات حاوی آلومینیوم اجتناب کنند.برای فرش های بسیار درخشان یا آلیاژهای آلومینیومی بسیار سیلیکونیدر عمل، عملکرد را می توان با ترکیب پارامترهای مناسب ماشینکاری (به عنوان مثال، سرعت بالا،فرسایش صعود) با استراتژی های خنک کننده موثر ((به عنوان مثال، مایع خنک کننده داخلی).
CHENGDU BABOS CUTTING TECH CO.,LTD. (ابوس ابزار) تخصص در تولید ابزار کربید با کیفیت بالا مورد استفاده در زمینه فلزکاری. ابزار کربید ما عمدتا شامل کربید burr،دستگاه برش حلقه ای TCT، آسیاب پایان، ورودی چرخش، ورودی فرنیش، سوراخ کردن، برش کشنده، شیر پیچ و دیگر ابزارهای سفارشی فلزکاری. آنها برای پردازش انواع فلزات مانند آلومینیوم، آهن ریخته شده،فولاد کربن، فولاد آلیاژ، فولاد ضد زنگ، آلیاژ تیتانیوم، آلیاژ درجه حرارت بالا، فلز مونل و غیره