Teknologi pemotongan logam dan status pengembangan alat

Teknologi pemotongan logam dan status pengembangan alat

Sejak pertengahan abad ke-20, karena pencapaian yang bermanfaat dari ilmu pengetahuan dan teknologi seperti mikroelektronika, teknologi informasi, dan ilmu material, dan percepatan kemajuan teknik, perkembangan pesat manufaktur dan teknologi manufaktur telah dipromosikan. Pada akhir abad ke-20, hasil yang luar biasa telah dicapai. Kemajuan tersebut telah memberikan kontribusi yang signifikan terhadap perkembangan ekonomi global dan dipuji sebagai mesin ekonomi global.

Meringkas sejarah ini, meninjau perkembangan masyarakat manusia, ekonomi dan peradaban, pemerintah memiliki pemahaman baru tentang pentingnya manufaktur: bahkan hari ini, ketika industri berteknologi tinggi dan muncul telah sangat mempromosikan ekonomi, manufaktur masih ekonomi nasional. Dan dasar kekuatan yang komprehensif. Memperhatikan dan mempercepat perkembangan industri manufaktur telah menjadi negara yang kuat di dunia, terutama negara berkembang seperti China, yang telah membawa peluang langka dan tantangan baru bagi perkembangan teknologi manufaktur dan manufaktur.

Selama periode ini, teknologi pemotongan logam, yang merupakan teknologi dasar teknologi manufaktur, juga telah berkembang pesat, dan telah memasuki tahap perkembangan baru yang ditandai dengan perkembangan pemotongan berkecepatan tinggi, pengembangan proses pemotongan dan metode pemrosesan baru. , dan penyediaan teknologi pemrosesan yang lengkap. Hal ini didasarkan pada kemajuan komprehensif dan inovasi teknologi manufaktur, termasuk kemajuan komprehensif peralatan mesin CNC, sistem kontrol, bahan pahat, teknologi pelapisan, struktur pahat, dan teknologi lainnya. Efek komprehensif yang dihasilkan oleh perusahaan telah mendorong kemajuan teknologi pemotongan secara keseluruhan. Bawa level keseluruhan ke level baru. Fitur utama dan fitur teknis dari ketinggian ini adalah kecepatan potong yang tinggi (Tabel 1), menandai proses pemotongan ke fase baru pemotongan kecepatan tinggi.

Hingga kini, pemotongan berkecepatan tinggi telah menjadi bagian penting dari teknologi manufaktur maju dan simbol yang signifikan, menjadi teknologi kunci dalam industri manufaktur, industri otomotif, industri dirgantara, industri cetakan dan sektor industri besar lainnya. Di negara-negara industri, pemotongan berkecepatan tinggi telah menjadi teknologi baru yang praktis. Pengembangan aktif dan penerapan teknologi baru pemotongan berkecepatan tinggi telah menjadi ukuran penting bagi perusahaan untuk meningkatkan efisiensi pemrosesan dan kualitas produk, mengurangi biaya produksi, mempersingkat waktu tunggu, dan meningkatkan daya saing. Manfaat teknis dan ekonomi yang signifikan. Oleh karena itu, percepatan pengembangan dan penerapan teknologi pemotongan canggih yang diwakili oleh teknologi pemotongan berkecepatan tinggi telah menjadi konsensus di berbagai bidang manufaktur dan teknologi manufaktur di berbagai negara.

Teknologi pemotongan dan status pengembangan alat

Pertama, ia telah menciptakan teknologi baru seperti pemotongan berkecepatan tinggi, yang telah meningkatkan efisiensi pemrosesan.

Pemotongan berkecepatan tinggi menghadirkan keunggulan unik sebagai proses pemotongan baru. Pertama-tama, efisiensi pemotongan telah meningkat secara signifikan. Mengambil contoh mesin lima potong mesin mobil, dalam sekitar 10 tahun terakhir, efisiensi produksi telah ditingkatkan sekitar 1 hingga 2 kali, seperti pemotong penggilingan wajah PCD untuk memproses kepala silinder paduan aluminium. Kecepatan penggilingan telah mencapai 4021m/menit dan laju umpan 5670mm/menit, yang dua kali lipat dibandingkan dengan jalur produksi yang diperkenalkan di Cina pada awal 1990-an. Misalnya, pemotong penggilingan wajah CBN untuk menyelesaikan silinder besi cor abu-abu memiliki kecepatan penggilingan 2000m/ Min, 10 kali lebih baik daripada pemotong penggilingan wajah karbida tradisional. Kedua, pemotongan berkecepatan tinggi jugabermanfaat untuk meningkatkan kualitas produk, mengurangi biaya produksi, dan mempersingkat lead time. Selain itu, berdasarkan teknologi pemotongan berkecepatan tinggi, teknologi baru seperti pemotongan kering (pemotongan semu kering, pemotongan pelumas mikro), pemotongan keras (dengan penggilingan mobil, penggilingan dan penggilingan) telah dikembangkan, yang tidak hanya meningkatkan efisiensi pemrosesan tetapi juga mengubah tradisi. Batas-batas operasi pemotongan yang berbeda, dan penciptaan era baru manufaktur pemotongan "manufaktur hijau." Teknologi pemotongan keras telah menjadi proses baru yang sangat efisien untuk pemesinan lubang bagian dalam roda gigi mobil dan pemrosesan cetakan yang diperkeras. Gambar 1 menunjukkan cetakan untuk memproses 65HRC.

Pada saat yang sama, proses pemesinan dengan efisiensi tinggi atau proses pemesinan dengan produktivitas tinggi (HPM, HSM) dengan laju pemakanan tinggi telah muncul sesuai dengan kebutuhan pemrosesan yang berbeda, yang mencerminkan potensi pengembangan yang luar biasa dari teknologi pemotongan berkecepatan tinggi.

Kedua, kinerja berbagai bahan alat berdasarkan bahan karbida disemen telah ditingkatkan secara komprehensif.

Kinerja semen karbida terus ditingkatkan, dan permukaan aplikasi diperbesar, yang menjadi bahan alat utama untuk pemotongan, yang memainkan peran penting dalam mendorong peningkatan efisiensi pemotongan. Yang pertama adalah pengembangan bahan paduan keras berbutir halus dan sangat halus, yang secara signifikan meningkatkan kekuatan dan ketangguhan bahan karbida yang disemen. Alat paduan keras keseluruhan dibuat darinya, terutama mata bor berukuran besar dan menengah untuk keperluan umum. Alat seperti end mill dan tap digunakan untuk menggantikan alat baja kecepatan tinggi tradisional, yang meningkatkan kecepatan potong dan efisiensi pemesinan beberapa kali. Alat universal dengan sejumlah besar permukaan dibawa ke dalam kisaran pemotongan kecepatan tinggi, dan proses pemotongan dimasukkan sepenuhnya. Setengah dari tahap pemotongan kecepatan tinggi telah diletakkan. Saat ini, seluruh alat karbida padat telah menjadi produk rutin perusahaan alat dalam dan luar negeri, dan akan semakin banyak digunakan karena seluruh tingkat pemrosesan pemotongan ditingkatkan. Saat ini, Hunan Diamond Carbide Tools Co., Ltd., Shanghai Tool Factory Co., Ltd., Siping Xinggong Cutting Tool Co., Ltd. dan perusahaan lain juga dapat memproduksi pabrik akhir karbida padat, keran, bor dan produk lainnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, Hunan. Alat karbida padat diproduksi oleh Diamond Carbide. Tidak hanya itu, karbida padat juga digunakan di beberapa alat pembentuk kompleks. Kedua, pengembangan dan penggunaan proses baru seperti sintering tekanan karbida semen telah meningkatkan kualitas intrinsik karbida semen; dan pengembangan nilai khusus untuk kebutuhan pemrosesan yang berbeda, dan lebih lanjut meningkatkan kinerja karbida semen. Dalam hal bahan dasar dari grade insert cemented carbide yang dilapisi secara kimia, dikembangkan sebuah grade cemented carbide dengan ketahanan yang baik terhadap deformasi plastis dan permukaan yang keras, yang meningkatkan kinerja pemotongan dan jangkauan aplikasi dari insert cemented carbide yang dilapisi.

Variasi bahan perkakas keramik dan cermet telah meningkat, kekuatan dan ketangguhan telah ditingkatkan, bidang aplikasi dan jangkauan pemrosesan telah diperluas, dan paduan keras telah diganti dalam finishing dan semi-finishing baja dan besi cor, yang telah meningkatkan efisiensi pemrosesan dan kualitas produk. Saat ini, bahan alat tersebut dapat digunakan tidak hanya dalam produksi batch kecil tunggal, tetapi juga dalam produksi massal jalur perakitan, dan karena harganya yang lebih rendah, mereka dapat digunakan sebagai alat pilihan untuk pemotongan kering dan keras. pemotongan.

Ketangguhan material alat superhard PCD dan CBN serta peningkatan proses manufaktur telah memungkinkan bidang aplikasi berkembang. Alat bor silinder yang terbuat dari CBN telah digunakan dalam produksi otomatisgaris serta dalam pemrosesan besi cor dan perangkat keras pendinginan, dan telah berkembang dari bidang finishing ke bidang semi-finishing, yang telah sangat meningkatkan efisiensi pemotongan. Paduan aluminium merupakan bahan penting dalam industri dirgantara dan industri otomotif. Pemrosesan paduan aluminium dengan efisiensi tinggi adalah teknologi utama di kedua sektor industri ini. Saat ini, karena aplikasi luas dari berbagai alat berkinerja tinggi yang dibuat dengan PCD, efisiensi pemotongan meningkat secara signifikan, tertinggi. Kecepatan potong telah mencapai 7000m / mnt. Produk telah diperluas dari alat pembubutan asli dan pemotong penggilingan muka ke penggilingan akhir, mata bor, reamer, alat pembentuk, dll.; PCD juga merupakan satu-satunya alat yang efisien untuk memproses bahan non-logam seperti grafit dan bahan sintetis. Dapat diperkirakan bahwa dengan promosi alat CBN dan PCD, variasi alat akan semakin meningkat, dan bidang aplikasi akan lebih diperluas, yang mengarah pada pengembangan pemrosesan pemotongan menuju pemesinan berkecepatan tinggi dan efisiensi tinggi.

Perkembangan material baja kecepatan tinggi masih disebutkan dalam pengembangan material perkakas. Meskipun penjualan alat baja kecepatan tinggi dan alat karbida disemen berkurang sekitar 5% per tahun, baja kecepatan tinggi kobalt kinerja tinggi dan Penggunaan baja kecepatan tinggi metalurgi serbuk meningkat. Kedua baja berkecepatan tinggi berkinerja tinggi ini memiliki sejarah panjang, mereka memiliki ketahanan aus yang lebih baik, kekerasan merah dan keandalan daripada baja kecepatan tinggi biasa, terutama kinerja baja kecepatan tinggi metalurgi serbuk, tetapi karena harganya Tinggi, digunakan untuk digunakan dalam industri kedirgantaraan untuk memproses bahan yang sulit. Dengan mengejar efisiensi pemotongan dan perubahan konsep, perkakas baja berkecepatan tinggi berperforma tinggi ini pertama kali digunakan secara luas di jalur otomatis, seperti bor, penggilingan akhir, keran, dan perkakas serba guna lainnya serta pemotong roda gigi, bros, dan lainnya. alat canggih. Menerima kecepatan potong dan kualitas pemesinan yang lebih baik, penggunaan yang andal, dan masa pakai alat yang lebih lama. Dalam beberapa tahun terakhir, perkakas yang disebutkan di atas yang terbuat dari baja berkecepatan tinggi berkinerja tinggi telah diperluas dan diterapkan pada pemrosesan umum, dan telah menjadi produk konvensional perkakas baja berkecepatan tinggi asing.

Singkatnya, dalam pengembangan berbagai bahan alat, karbida disemen memainkan peran utama, tetapi kinerja bahan alat lainnya juga telah meningkat secara signifikan, memperluas area aplikasi masing-masing, membentuk berbagai bahan alat. Ada keunggulan unik dan ruang lingkup penggunaan yang saling menggantikan untuk melengkapi pola keseluruhan. Dapat dikatakan bahwa pengembangan material alat yang komprehensif dan cepat telah meletakkan dasar bagi pemotongan logam dengan efisiensi tinggi dan berkecepatan tinggi saat ini.

Ketiga, pelapisan adalah teknologi utama untuk meningkatkan kinerja alat.

Teknologi pelapisan pahat memainkan peran penting dalam pengembangan pahat potong dan pahat modern. Ini telah berkembang sangat pesat sejak awal, terutama dalam beberapa tahun terakhir. Chemical coating (CVD) masih merupakan proses pelapisan utama untuk insert yang dapat diindeks. Proses baru seperti CVD suhu sedang, aluminium oksida film tebal, dan lapisan transisi telah dikembangkan. Berdasarkan perbaikan bahan dasar, lapisan CVD tahan. Keausan dan ketangguhan ditingkatkan; Pelapisan berlian CVD juga telah membuat kemajuan, meningkatkan permukaan akhir lapisan dan memasuki tahap praktis. Saat ini, rasio pelapisan sisipan yang dapat diindeks karbida asing telah mencapai lebih dari 70%. Selama periode ini, kemajuan pelapisan fisik (PVD) telah sangat terlihat, dan kemajuan signifikan telah dibuat dalam struktur tungku, proses, dan kontrol otomatis, dan tidak hanya tahan panas yang cocok untuk pemotongan kecepatan tinggi, pemotongan kering, dan pemotongan keras. pemotongan telah dikembangkan. Pelapis yang lebih baik, seperti:pemotong tidak hanya memiliki efisiensi pemrosesan yang tinggi, tetapi juga memiliki keserbagunaan yang baik, yang dapat menghemat biaya alat.

Kelima, pesatnya perkembangan teknologi pendukung.

Teknologi pemotongan secara bertahap berkembang seiring dengan kemajuan teknologi pemotongan. Ini adalah bagian tak terpisahkan dari teknologi pemotongan modern dan mempertahankan perkembangan pesat dengan teknologi pemotongan dan perkakas, termasuk antara dudukan pahat dan poros perkakas mesin. Metode penyambungan, penjepitan pahat pada dudukan pahat, keseimbangan sistem pahat, dan manajemen pahat.

Antarmuka alat-alat mesin berongga berongga berongga shank (HSK) dua sisi memiliki keunggulan kekakuan koneksi yang baik, akurasi posisi yang tinggi, waktu bongkar muat yang singkat, dll. Promosi teknologi telah digunakan lebih banyak dan lebih luas (Gambar 6 ). Struktur pemegang alat ini telah menjadi standar internasional resmi, dan telah diterima oleh banyak produsen alat mesin. Ini telah memperkenalkan pusat permesinan berkecepatan tinggi dengan antarmuka spindel HSK dan sistem pahat atau pahat terintegrasi dengan pemegang pahat HSK. Vitalitas yang kuat dan prospek penggunaan yang baik dari pemegang alat jenis baru ini. Pada saat yang sama, beberapa perusahaan telah mengembangkan struktur shank yang mirip dengan HSK, seperti shank Capto Sandvik dan KM shank Kennametal. Dalam beberapa tahun terakhir, juga telah ada antarmuka 7:24 untuk kontak dua sisi atau bahkan tiga kontak untuk mengakomodasi kebutuhan peralatan mesin yang ada untuk pemesinan berkecepatan tinggi.

Penggunaan pahat berputar berkecepatan tinggi juga menempatkan tuntutan baru pada penjepitan pahat. Ini membutuhkan presisi penjepitan tinggi, runout radial

Selain itu, ada persyaratan keseimbangan dan keamanan untuk alat putar berkecepatan tinggi. Karena asimetri struktural atau eksentrisitas yang disebabkan oleh kesalahan manufaktur dan perakitan, ada ketidakseimbangan antara pusat rotasi dan rotasi kecepatan tinggi. Gaya radial periodik bekerja pada sistem bantalan poros dan bahkan pada bagian lain dari mesin, yang mempengaruhi kualitas pemesinan, umur pahat dan kinerja mesin. Untuk tujuan ini, ketidakseimbangan yang diizinkan dan penggunaan kecepatan tinggi dari alat putar kecepatan tinggi ditentukan; produsen alat telah mengembangkan berbagai alat keseimbangan yang dapat disesuaikan, atau alat putar dan sistem alat untuk pemotongan kecepatan tinggi sebelum memuat ke dalam spindel. Saldo pada mesin penyeimbang dinamis untuk membatasi ketidakseimbangan pada kisaran tertentu. Untuk mengurangi jumlah ketidakseimbangan (eksentrisitas) yang dihasilkan setelah pahat dimuat ke dalam poros, teknologi penyeimbangan otomatis online baru menyeimbangkan poros, shank, dan pahat sebagai sistem rotor pada pengoperasiankecepatan.

Dalam pemotongan kecepatan tinggi, kecepatan pahat lebih tinggi dari 10.000~20.000r/menit atau bahkan lebih tinggi. Pada saat ini, bagian penjepit dari badan bilah, bilah dan bilah dikenai gaya sentrifugal yang besar. Ketika kecepatan rotasi mencapai nilai kritis tertentu, itu sudah cukup. Bilahnya dicabut, atau sekrup penjepitnya patah, atau bahkan seluruh bodinya patah. Jika kondisi ini terjadi, peralatan atau cedera pribadi dapat mengakibatkan kecelakaan, sehingga teknologi pemotongan kecepatan tinggi harus dicegah. Untuk tujuan ini, Jerman telah mengembangkan spesifikasi keselamatan untuk pahat berputar berkecepatan tinggi, yang memiliki peraturan ketat tentang desain, pengujian, penggunaan, dan kualitas keseimbangan pahat. Spesifikasi ini telah menjadi standar Eropa dan standar internasional.

Menurut data, biaya langsung alat hanya menyumbang 2%~4% dari biaya produksi, sedangkan biaya penggunaan dan pengelolaan alat lebih dari 12%. Manajemen alat ilmiah dapat menghemat biaya alat yang cukup besar bagi pengguna dan mengurangi biaya produksi. Oleh karena itu, pengembangan teknologi manajemen alat serta perangkat lunak dan perangkat keras terkait telah menjadi ruang lingkup bisnis produsen alat, menyediakan berbagai bentuk layanan manajemen alat kepada pengguna, mulai dari manajemen logistik alat sederhana hingga kontrak paket semua bisnis alat, termasuk pengadaan alat, identifikasi , penyimpanan, layanan di tempat, penggilingan ulang alat, peningkatan proses, pengembangan proyek, dll. Perusahaan pengguna dapat memanfaatkan layanan sosial khusus ini, mempertahankan pemrosesan pemotongan tingkat tinggi, dan fokus pada pengembangan teknologi inti, dan mencapai panen ganda ekonomi dan teknologi.

Keenam, model bisnis baru industri alat.

Dengan perkembangan teknologi pemotongan, industri perkakas mengalami revolusi dalam mekanisme operasi. Dihadapkan dengan model produksi yang semakin baru dan material benda kerja yang baru, “tools” bukan lagi produk sederhana. Setelah dijual, mereka merupakan faktor proses penting untuk mengoptimalkan proses atau teknologi pemrosesan lini. Produsen alat harus dapat menyediakan pengguna dengan teknologi pemrosesan yang lengkap untuk membantu pengguna mencapai tujuan meningkatkan efisiensi pemrosesan, kualitas produk dan mengurangi biaya produksi telah menjadi arah dan tujuan bisnis pengembangan bisnis produsen alat asing. Saat ini, produsen alat telah membawa industri alat ke tahap perkembangan yang lebih tinggi melalui berbagai bentuk layanan bisnis seperti "melayani pengguna" dan "menyediakan solusi". Fakta telah membuktikan bahwa praktik produsen alat asing ini kondusif bagi perkembangan industri manufaktur, membawa lebih banyak manfaat bagi pengguna dan disambut baik oleh pengguna.

Terapkan teknologi pemotongan canggih untuk mempercepat pengembangan industri manufaktur China

Kongres Nasional Partai Komunis Tiongkok ke-16 mengajukan tugas membangun masyarakat sejahtera secara menyeluruh dan mewujudkan industrialisasi baru. Ini meniup tanduk pawai China dari kekuatan manufaktur ke kekuatan manufaktur. Sebagai teknologi dasar teknologi manufaktur, alat potong adalah peralatan proses dasar. Itu berada di posisi pertama dalam pawai bersejarah ini. Teknologi pemotongan dan alat pemotong canggih adalah pengembangan industri otomotif, industri kedirgantaraan, industri energi dan peralatan pendukung China. Prasyarat untuk industri cetakan. Menghadapi peluang besar seperti itu, kita harus memanfaatkan sepenuhnya teknologi pemotongan dan alat pemotong canggih untuk melayani industri manufaktur China.

Untuk tujuan ini, industri alat China mempercepat integrasinya dengan industri alat dunia, memperkenalkan peralatan proses dan teknologi canggih melalui transformasi teknologi, serta mengembangkan dan memproduksi produk alat kelas satu. industri alat Cinadari jenis alat. Hanya dengan bantuan profesional mereka Anda dapat memilih alat yang tepat dan mencapai tujuan yang diinginkan. Ini juga merupakan manufaktur alat asing saat ini. Filosofi bisnis "pasokan sistem" dan "penyediaan solusi" secara aktif dipromosikan oleh perusahaan. Kedua, perlu untuk mematahkan konsep yang salah tentang biaya alat - berpikir bahwa alat yang baik terlalu mahal untuk dibelanjakan. Pandangan inilah yang telah lama mempengaruhi kemajuan teknologi pemotongan di China dan perkembangan industri perkakas nasional. Alat ini “mahal” dan hanya menyumbang 2%~4% dari biaya produksi (kurang dari 2% di sebagian besar perusahaan di China). Hanya dengan menggunakan pisau "mahal", efisiensinya dapat sangat dikurangi untuk sangat mengurangi biaya satu potong. Manfaat perusahaan pada akhirnya akan mencapai efek investasi yang lebih sedikit dan output yang lebih banyak. Melalui contoh pemrosesan yang spesifik, dapat dibuktikan bahwa biaya alat tidak lebih dari setiap produk.

Akhirnya, saya berharap bahwa melalui upaya semua orang, teknologi pemotongan unit ini akan disatukan untuk berkontribusi pada kemajuan teknologi manufaktur dan manufaktur China.