Fémforgácsolási technológia és szerszámfejlesztési állapot

előnyös a termékminőség javítása, a gyártási költségek csökkentése és az átfutási idő lerövidítése szempontjából. Emellett a nagysebességű forgácsolási technológia alapján olyan új technológiákat fejlesztettek ki, mint a száraz vágás (kvázi száraz vágás, mikrokenő vágás), kemény vágás (autócsiszolással, marással és köszörüléssel), amelyek nem csak javítanak a feldolgozás hatékonyságát, hanem a hagyomány megváltoztatását is. A különböző forgácsolási műveletek határai, és a forgácsoló gyártás új korszakának megteremtése „zöld gyártás”. A keményvágási technológia rendkívül hatékony új eljárássá vált az autóhajtómű belső furatának megmunkálására és az edzett forma megmunkálására. Az 1. ábra a 65HRC feldolgozására szolgáló formát mutatja.

Ugyanakkor a nagy előtolási sebességű, nagy hatékonyságú megmunkálási eljárások vagy nagy termelékenységű megmunkálási eljárások (HPM, HSM) a különböző feldolgozási követelményeknek megfelelően megjelentek, tükrözve a nagy sebességű forgácsolási technológia óriási fejlődési potenciálját.

Másodszor, a cementált keményfém anyagokon alapuló különféle szerszámanyagok teljesítményét átfogóan javították.

A cementált keményfém teljesítményét folyamatosan javítják, és az alkalmazási felületet megnövelik, ami a forgácsolás fő szerszámanyagává válik, ami fontos szerepet játszik a vágási hatékonyság javításában. Az első a finomszemcsés, ultrafinom szemcséjű keményötvözet anyagok kifejlesztése, amelyek jelentősen javítják a cementált keményfém anyagok szilárdságát és szívósságát. A belőle készült összességében keményötvözet szerszámok, különösen az általános célú nagy és közepes méretű fúrók. A hagyományos gyorsacél szerszámokat olyan szerszámokkal helyettesítik, mint a szármaró és menetfúró, amelyek többszörösére növelik a forgácsolási sebességet és a megmunkálási hatékonyságot. A nagy felületű univerzális szerszám a nagy sebességű vágás tartományába kerül, és a vágási folyamat teljes mértékben be van kapcsolva. A gyorsvágó szakasz felét lefektették. Jelenleg az egész szilárd keményfém szerszám a hazai és külföldi szerszámgyártók rutintermékévé vált, és egyre szélesebb körben kerül felhasználásra, ahogy a teljes forgácsolási feldolgozási szint javul. Jelenleg a hazai Hunan Diamond Carbide Tools Co., Ltd., a Shanghai Tool Factory Co., Ltd., a Siping Xinggong Cutting Tool Co., Ltd. és más vállalkozások is gyárthatnak tömör keményfém marókat, csapokat, fúrókat és egyéb termékeket, amint az a 2. ábrán látható, Hunan. A Diamond Carbide által gyártott tömör keményfém szerszám. Nemcsak ez, hanem néhány összetett alakítószerszámban is használják a tömör keményfémeket. Másodszor, az új eljárások, például a cementált keményfém nyomás alatti szinterezés kifejlesztése és alkalmazása javította a cementált karbid belső minőségét; valamint a különböző feldolgozási igényekhez speciális minőségek fejlesztése, valamint a cementált keményfém teljesítményének további javítása. A kémiailag bevont keményfém lapkaminőség alapanyaga esetében a képlékeny alakváltozásokkal szemben jó ellenálló képességű, szívós felületű, osztályozott cementált keményfém került kifejlesztésre, amely javította a bevonatos keményfém lapka forgácsolási teljesítményét és alkalmazási tartományát.

Bővült a kerámia és cermet szerszámanyagok választéka, javult a szilárdság és a szívósság, bővült az alkalmazási terület és a feldolgozási tartomány, valamint az acél és öntöttvas megmunkálásánál és félsimításánál a keményötvözetet felváltották, ami javította a feldolgozás hatékonyságát és a termékminőséget. Az ilyen szerszámanyagok jelenleg nem csak egyrészes, kisszériás gyártásban, hanem összeszerelő sorok tömeggyártásában is használhatók, és az alacsonyabb ár miatt előnyben részesíthetőek száraz- és keményvágásnál. vágás.

A PCD és CBN szuperkemény szerszámanyagok szívóssága és a gyártási folyamat fejlesztése lehetővé tette az alkalmazási terület bővítését. Az automata gyártásban CBN-ből készült hengerfúró szerszámokat használtakvonalak, valamint az öntöttvas megmunkálása és az edzési vasalat, és a simító területről a félkészítő mezőre bővült, ami nagymértékben javította a forgácsolás hatékonyságát. Az alumíniumötvözet fontos anyag a repülőgépiparban és az autóiparban. Az alumíniumötvözetek nagy hatékonyságú feldolgozása kulcsfontosságú technológia ebben a két ipari ágazatban. Jelenleg a PCD-vel készült különféle nagy teljesítményű szerszámok széleskörű alkalmazásának köszönhetően a vágási hatékonyság jelentősen javul, a legmagasabb. A vágási sebesség elérte a 7000 m/perc értéket. A termékek kibővültek az eredeti esztergaszerszámoktól és homlokmaróktól a szármarókig, fúrószárakig, dörzsárakig, alakítószerszámokig stb.; A PCD az egyetlen hatékony eszköz nem fémes anyagok, például grafit és szintetikus anyagok feldolgozására is. Előreláthatólag a CBN és PCD eszközök népszerűsítésével tovább bővül a szerszámok választéka, tovább bővül az alkalmazási terület, ami a forgácsolási feldolgozásnak a nagy sebességű és nagy hatásfokú megmunkálás irányába történő fejlődését eredményezi.

A gyorsacél anyagok fejlesztését a szerszámanyagok fejlesztése során még mindig emlegetik. Bár a gyorsacél szerszámok és a keményfém szerszámok értékesítése évente körülbelül 5%-kal csökken, a nagy teljesítményű kobalt gyorsacél és A porkohászati ​​gyorsacél használata növekszik. Ez a két nagy teljesítményű gyorsacél nagy múltra tekint vissza, jobb kopásállósággal, vörös keménységgel és megbízhatósággal rendelkezik, mint a közönséges gyorsacél, különösen a porkohászati ​​gyorsacél teljesítménye, de az ár miatt Magas, használt a repülőgépiparban használható nehéz anyagok feldolgozására. A vágási hatékonyságra való törekvés és a koncepcióváltás miatt ezeket a nagy teljesítményű, gyorsacél szerszámokat először az automata gépsorokban alkalmazzák széles körben, mint például fúrók, szármarók, menetfúrók és egyéb általános célú szerszámok, fogaskerekes marók, üregek és egyéb. kifinomult eszközök. Javított vágási sebesség és megmunkálási minőség, megbízható használat és meghosszabbított szerszámélettartam. Az elmúlt években a fent említett, nagy teljesítményű gyorsacélból készült szerszámok kibővültek és általános feldolgozásra kerültek, és a külföldi gyorsacél szerszámok hagyományos termékévé váltak.

Összefoglalva, a különféle szerszámanyagok fejlesztésében a cementezett keményfém játssza a vezető szerepet, de a többi szerszámanyag teljesítménye is jelentősen javult, kibővült a megfelelő alkalmazási területük, változatos szerszámanyagot alkotva. Vannak egyedülálló előnyök és felhasználási kör, amelyek egymást helyettesítik, kiegészítve az általános mintát. Elmondható, hogy a szerszámanyagok átfogó és gyors fejlődése megalapozta a mai nagy sebességű, nagy hatásfokú fémforgácsolást.

Harmadszor, a bevonatok kulcsfontosságú technológiát jelentenek a szerszám teljesítményének javításában.

A szerszám bevonatolási technológiája fontos szerepet játszik a korszerű vágó- és forgácsolószerszámok fejlesztésében. Megalakulása óta nagyon gyorsan fejlődött, különösen az elmúlt években. A kémiai bevonat (CVD) továbbra is a fő bevonási eljárás a váltólapkák esetében. Új eljárásokat fejlesztettek ki, mint például a közepes hőmérsékletű CVD, a vastagrétegű alumínium-oxid és az átmeneti réteg. Az alapanyag javítása alapján a CVD bevonat ellenálló. A kopás és a szívósság egyaránt javult; A CVD gyémánt bevonatok szintén előrehaladást értek el, javítva a bevonat felületi minőségét, és gyakorlati szakaszba léptek. Jelenleg a külföldi keményfém váltólapkák bevonati aránya elérte a 70%-ot. Ebben az időszakban a fizikai bevonat (PVD) fejlődése különösen észrevehető volt, és jelentős előrelépés történt a kemence szerkezetében, folyamatában és az automatikus szabályozásban, és nem csak a hőállóság terén, amely alkalmas nagy sebességű vágáshoz, száraz vágáshoz és kemény. vágást fejlesztettek ki. A jobb bevonatok, mint plSuper TiAlN és TiAlCN általános célú bevonatok jobb általános teljesítménnyel és DLC-vel, W/C súrlódásgátló bevonatokkal, valamint a bevonatszerkezet innovációjával, a kifejlesztett nano- és többrétegű szerkezetekkel, javítja a bevonat keménységét és szívósságát. A 2. táblázat a svájci PLATIT cég legújabb bevonatait mutatja be.

A PVD bevonattechnológia új fejlesztése megmutatja számunkra a bevonattechnikában rejlő nagy lehetőségeket és egyedülálló előnyöket a szerszámteljesítmény javításában: a bevonási folyamat paramétereinek szabályozásával, valamint a cél- és reakciógázok beállításával új bevonatok fejleszthetők. A feldolgozási sokféleség igényeinek kielégítésére ez egy gyors és jó technológia a szerszámok teljesítményének javítására és javítására, és nagyon széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik.

Negyedszer, a szerszámszerkezet innovációja megváltoztatta a hagyományos szabványos szerszámok arculatát és egyetlen funkcióját.

A feldolgozóipar rohamos fejlődésével az olyan kulcsfontosságú iparágak, mint az autóipar, a repülőgépipar és a formaipar magasabb követelményeket támasztottak a forgácsolási feldolgozással szemben, és elősegítették az indexálható szerszámok folyamatos fejlesztését. Az autóipari összeszerelősorra kifejlesztett speciális szerszámkészlet áttörte az igény szerinti szerszámellátás és a „zártajtós gyártás” hagyományos gyakorlatát, és az innovatív feldolgozási technológia fontos technológiai tényezőjévé vált, a feldolgozási hatékonyságot javítva, beruházást takaríthat meg, ill. új szerepet játszani. A 3. ábra egy nagy sebességű maró a WIDIA új főtengely-megmunkálási eljárásához.

A formaipart a nagy hatékonyság, egy darabból álló, kis tételes gyártás, a penészanyagok nagy keménysége, nehéz megmunkálás, összetett forma, nagy mennyiségű fémeltávolítás, rövid szállítási idő jellemzi, és az indexálható szerszámok innovációjának erőteljes hajtóereje. szerkezet, mint például a funkcionális homlokmarók, különböző golyósvég marók, moduláris szármaró rendszerek, fúró- és marók, nagy előtolású marók stb. Ha visszatekintünk a forgácsolási feldolgozás 1990-es évek óta tartó fejlődésére, a formaipar még mindig a az új nagysebességű vágási, keményvágási és szárazvágási eljárások szülőhelye.

A nagy alumíniumötvözet alkatrészek hatékony feldolgozásával kapcsolatos repülőgépipar igényeinek kielégítése érdekében új, nagy sebességű alumíniumötvözet homlokmarót és egyéb szerszámokat fejlesztettek ki. A 4. ábra a Sandvik nagysebességű homlokmarója, 24000 fordulat/perc maximális sebességgel és vágási sebességgel. 6000 m/perc.

Ezzel egyidejűleg új szerkezetek jelentek meg a váltólapkák számára, mint például a nagy hatásfokú buborékfóliás pengék az esztergáláshoz, az összetett méretű, elülső sarkú marólapátok, a golyósvégű marólapátok és a nagy sebességű törésgátló pengék. Maró kések és így tovább.

Az öttengelyes kötésű CNC szerszámcsiszológép funkciójának fejlesztésével és alkalmazásának népszerűsítésével a szabványos univerzális szerszámok, mint például a marók és fúrószárak geometriai paraméterei változatosabbá váltak, ami megváltoztatja a hagyományos szabványos szerszámok régi mintáját. és alkalmazkodni tud a különböző feldolgozott anyagokhoz és feldolgozási feltételekhez, a vágási teljesítmény ennek megfelelően nőtt. Egyes innovatív szerkezetek új forgácsolási hatásokat is produkálnak, mint például az egyenlőtlen csavarszögű szármaró. A szabványos szármarókhoz képest az egyenlőtlen csavarszögű szármaró hatékonyan csökkenti a szerszám vibrációját, javítja a megmunkálási minőséget és növeli a szerszámok számát. Vágási mélység és előtolás. Például különféle keményfém fúrók különböző típusú fúróhegyekkel és különböző horonytípusokkal. Az 5. ábra különböző fúrószárakat és különböző fúróhegy köszörülési formákat mutat be, amelyeket a Shanghai Tool Works Co., Ltd. vezetett be a különböző anyagokhoz való alkalmazkodás érdekében. A keményfém menetfúrók és keményfém menetmarók fejlesztése a menetfeldolgozás hatékonyságát a nagysebességű forgácsolás szintjére javítja. Különösen a keményfém menetmarásA marók nemcsak nagy feldolgozási hatékonysággal rendelkeznek, hanem sokoldalúságuk is jó, amivel megtakaríthatók a szerszámköltségek.

Ötödször, a támogató technológiák gyors fejlődése.

A vágási technológia a vágási technológia fejlődésével együtt fokozatosan fejlődik. A modern forgácsolási technológia nélkülözhetetlen része, és gyors fejlődést biztosít a forgácsolótechnológiával és szerszámokkal, beleértve a szerszámtartót és a szerszámgép orsóját is. Csatlakozási mód, szerszámbefogás a szerszámtartóban, szerszámrendszer egyensúlya és szerszámkezelés.

A kétoldalas üreges kúpos szárú (HSK) szerszámgép-szerszám interfész előnyei a jó csatlakozási merevség, a nagy pozicionálási pontosság, a rövid be- és kirakodási idő stb. A technológia népszerűsítését egyre szélesebb körben alkalmazzák (6. ábra). ). Ennek a szerszámtartónak a szerkezete hivatalos nemzetközi szabvánnyá vált, és számos szerszámgépgyártó elfogadta. Bevezette a nagy sebességű megmunkáló központokat HSK orsó interfésszel és szerszámrendszerekkel vagy integrált szerszámokat HSK szerszámtartókkal. Ennek az új típusú szerszámtartónak az erőteljes vitalitása és jó használati lehetősége. Ugyanakkor egyes vállalatok a HSK-hoz hasonló szárszerkezeteket fejlesztettek ki, például a Sandvik Capto szárát és a Kennametal KM szárát. Az elmúlt években 7:24-es interfész is megjelent a kétoldalas érintkezők számára, vagy akár három érintkező is, hogy megfeleljen a meglévő szerszámgépek nagy sebességű megmunkálási igényeinek.

A nagysebességű forgószerszámok alkalmazása a szerszámbefogással szemben is új követelményeket támaszt. Nagy befogási pontosságot,

Ezen túlmenően a nagy sebességgel forgó szerszámokkal szemben kiegyensúlyozottság és biztonsági követelmény is fennáll. A gyártási és összeszerelési hibák okozta szerkezeti aszimmetria vagy excentricitás miatt a forgásközéppont és a nagy sebességű forgás között egyensúlyhiány áll fenn. A periodikus sugárirányú erő az orsó csapágyrendszerére, sőt a gép egyéb részeire is hat, befolyásolva a megmunkálás minőségét, a szerszám élettartamát és a gép teljesítményét. Ebből a célból meghatározzák a nagy sebességű forgószerszámok megengedett kiegyensúlyozatlanságát és nagy sebességű használatát; a szerszámgyártók számos állítható kiegyensúlyozó szerszámot, vagy forgószerszámot és szerszámrendszert fejlesztettek ki az orsóba való betöltés előtti nagy sebességű forgácsoláshoz. Egyensúlyozzon a dinamikus kiegyensúlyozó gépen, hogy az egyensúlyhiányt egy bizonyos tartományra korlátozza. A szerszám orsóba helyezése után fellépő kiegyensúlyozatlanság (excentricitás) csökkentése érdekében az új online automatikus kiegyensúlyozó technológia az orsót, a szárat és a szerszámot forgórész-rendszerként egyensúlyozza ki a működésnél.két élcsapat - a Zhuzhou Cemented Carbide Group és a Shanghai Tool Factory Co., Ltd. átvette a vezetést a magas kiindulási ponttal és nagy befektetéssel végrehajtott technológiai átalakításban, amely lezárta a váltólapkák és tömör keményfém szerszámok gyártásának technológiáját Kínában. A világ haladó szintje. Ugyanakkor a külföldi szerszámgyártó cégeknek szembe kell nézniük a kínai feldolgozóipar gyors fejlődésével és a gyors fejlődés kilátásaival, felgyorsítva a helyi gyártás vagy szolgáltatás ütemét Kínában a gyártási költségek csökkentése, a szolgáltatási képességek javítása és az átfutási idő lerövidítése érdekében. alkalommal. Állítólag a külföldi szerszámgyártó cégek kínai piacra lépése nagyon kedvező feltételeket teremt ahhoz, hogy korszerű eszközöket alkalmazzunk a hagyományos gyártás átalakítására. Meg kell ragadnunk ezt a kedvező lehetőséget, és aktívan alkalmaznunk kell a fejlett forgácsolóeszközöket a gazdasági globalizáció kihívásainak való megfelelés érdekében a feldolgozási technológia és a vállalkozások versenyképességének javítása érdekében.

Amikor a vállalatok felgyorsítják a fejlett forgácsolási technológia alkalmazását, az egyes vállalkozások helyzete eltérő, a konkrét gyakorlatok is eltérőek, de a következő szempontok használhatók közös ötletként:

Nagy teljesítményű szerszámanyagokból készült szerszámok, beleértve a tömör keményfém szerszámokat, szilícium-nitrid kerámia szerszámokat, CBN és PCD szerszámokat, nagy teljesítményű gyorsacél szerszámokat stb., egyfajta bevezetés a gyártás konkrét helyzetéhez, lépésről lépésre Nyomja meg, jó eredményeket fog kapni; jelenleg a hazai szerszámgyártók is részben szállíthatják ezeket a szerszámtermékeket.

Használjon nagyon bevonatos eszközöket. Kínában nagyon alacsony a bevonatos kések aránya, és nagy a tere a promóciónak. A megfelelő bevonatminőséget a feldolgozási körülményeknek és a kívánt eredmény eléréséhez szükséges igényeknek megfelelően kell kiválasztani.

Erősen elterjedt az indexelhető eszközök használata. Kínában évek óta népszerűsítik az indexelhető eszközöket, de a fejlődés különböző okok miatt nem volt elég gyors.

A fejlődés nem kiegyensúlyozott. Ebben az időszakban azonban a váltólapos szerszámok technológiája újabb fejlődésen ment keresztül, rohamosan bővült a választék, egyre hatékonyabb és alkalmazhatóbb irányba fejlődött. Hajlított élű marólapátokat, esztergalapkákat törlőlapáttal és általános célú kifejlesztettek. A jó kör alakú pengékkel és nyolcszögletű pengékkel rendelkező termékek nagy alkalmazási lehetőséget rejtenek magukban. Az indexelhető eszközök aktív népszerűsítésének a vállalkozások technológiai átalakításának fontos projektjévé kell válnia. A 7. ábra a Hunan Diamond Cutting Tool Co., Ltd. által kifejlesztett íves élű lapkamaró.

A nagyüzemi gyártósoroknál tanulnunk kell a külföldi tapasztalatokból, új eljárásokat és speciális eszközöket kell kifejlesztenünk, javítanunk kell a hatékonyságot és csökkentenünk kell a költségeket, vagy kombinált szerszámkoncentrációs eljárásokat kell kidolgoznunk a hatékonyság javítása és a beruházások csökkentése érdekében. Az ilyen munkát a szerszámgépgyártókkal és a szerszámgyártókkal kell kombinálni az eredmények elérése érdekében. Ez kiforrott gyakorlat az ipari országokban.

Az egy darabból álló kis tételes gyártási módot alkalmazó vállalatoknál olyan hatékony új eszközöket kell használni, mint a belső hűtőfúrók és a gereblye homlokmarók. Másodszor, többfunkciós univerzális marók használhatók, amelyek csökkenthetik a szerszámcsere idejét. Szükséges továbbá a fúrás, marás, köszörülés stb. hagyományos eljárási korlátainak áttörése, valamint új feldolgozási hatások elérése a marás, fúrás, marás, marás, marás és köszörülés folyamatán keresztül. Ezenkívül erősítse meg a szerszámkezelést, csökkentse a készletet és csökkentse a szerszámköltségeket.

A fejlett forgácsolószerszámok és új technológiák alkalmazásakor a vállalkozásoknak a szerszámgyártók és -forgalmazók műszaki erejére kell támaszkodniuk, hogy követni tudják a szocializáció útját. Az új munkadarab anyagok, szerszámanyagok és bevonatminőségek jelenlegi helyzetében ezrek vannaktípusú eszközökről. Csak szakembereik segítségével választhatja ki a megfelelő eszközt és érheti el a kívánt célt. Ez is a jelenlegi külföldi szerszámgyártás. A vállalat által aktívan hirdetett „rendszerellátás” és „megoldások nyújtása” üzleti filozófiája. Másodszor, meg kell törni az eszköz költségének téves fogalmát – azt gondolva, hogy a jó eszköz túl drága ahhoz, hogy elköltse. Ez a nézet az, amely régóta befolyásolja a forgácsolási technológia fejlődését Kínában és a nemzeti szerszámipar fejlődését. Az eszköz „drága”, és csak a gyártási költségek 2–4%-át teszi ki (a legtöbb kínai vállalatnál kevesebb, mint 2%-át). Csak a „drága” kés használatával a hatékonyság nagymértékben csökkenthető, így nagymértékben csökkenthető egy darab költsége. A vállalkozás előnyei végül a kevesebb beruházás és a több kibocsátás hatását érik el. Konkrét feldolgozási példákon keresztül igazolható, hogy a szerszám költsége nem több, mint az egyes termékeké.

Végül remélem, hogy mindenki erőfeszítései révén ennek az egységnek a forgácsolási technológiáját úgy állítják össze, hogy hozzájáruljon a kínai gyártási és gyártási technológiák fejlődéséhez.