Tecnologia de corte de metal e status de desenvolvimento de ferramentas
Tecnologia de corte de metal e status de desenvolvimento de ferramentas
Desde meados do século 20, devido às conquistas frutíferas da ciência e tecnologia, como microeletrônica, tecnologia da informação e ciência dos materiais, e a aceleração do progresso da engenharia, o rápido desenvolvimento da tecnologia de fabricação e fabricação foi promovido. No final do século 20, resultados notáveis foram alcançados. O progresso fez uma contribuição significativa para o desenvolvimento da economia global e é saudado como o motor da economia global.
Resumindo essa história, revisando o desenvolvimento da sociedade humana, economia e civilização, os governos têm uma nova compreensão da importância da manufatura: ainda hoje, quando as indústrias de alta tecnologia e emergentes promoveram grandemente a economia, a manufatura ainda é a economia nacional. E a base da força abrangente. Prestar atenção e acelerar o desenvolvimento da indústria manufatureira tornou-se um país poderoso no mundo, especialmente um país em desenvolvimento como a China, que trouxe raras oportunidades e novos desafios ao desenvolvimento da manufatura e da tecnologia de manufatura.
Durante este período, a tecnologia de corte de metal, que é a tecnologia básica da tecnologia de fabricação, também se desenvolveu rapidamente e entrou em um novo estágio de desenvolvimento caracterizado pelo desenvolvimento de corte de alta velocidade, desenvolvimento de novos processos de corte e métodos de processamento , e o fornecimento de tecnologias de processamento completas. Isso se baseia no avanço e na inovação abrangentes da tecnologia de fabricação, incluindo o avanço abrangente de máquinas-ferramentas CNC, sistemas de controle, materiais de ferramentas, tecnologia de revestimento, estrutura de ferramentas e outras tecnologias. Os efeitos abrangentes produzidos pela empresa promoveram o progresso geral da tecnologia de corte. Traga o nível geral para um novo nível. A principal característica e característica técnica desta altura é a alta velocidade de corte (Tabela 1), marcando o processo de corte em uma nova fase de corte em alta velocidade.
Até agora, o corte de alta velocidade tornou-se uma parte importante da tecnologia de fabricação avançada e um símbolo significativo, tornando-se uma tecnologia-chave na indústria de manufatura, indústria automotiva, indústria aeroespacial, indústria de moldes e outros grandes setores industriais. Nos países industrializados, o corte de alta velocidade tornou-se uma nova tecnologia prática. O desenvolvimento ativo e a aplicação de novas tecnologias de corte de alta velocidade tornaram-se uma medida importante para as empresas melhorarem a eficiência do processamento e a qualidade do produto, reduzirem os custos de fabricação, reduzirem os prazos de entrega e melhorarem a competitividade. Benefícios técnicos e econômicos significativos. Portanto, acelerar o desenvolvimento e aplicação de tecnologia de corte avançada representada pela tecnologia de corte de alta velocidade tornou-se um consenso em vários campos da fabricação e tecnologia de fabricação em vários países.
Tecnologia de corte e status de desenvolvimento de ferramentas
Primeiro, criou novas tecnologias, como o corte de alta velocidade, que melhorou a eficiência do processamento.
O corte de alta velocidade apresenta uma vantagem única como um novo processo de corte. Em primeiro lugar, a eficiência de corte foi significativamente melhorada. Tomando como exemplo a usinagem de cinco peças de um motor de carro, nos últimos 10 anos, a eficiência de produção foi melhorada em cerca de 1 a 2 vezes, como a fresa de faceamento PCD para processamento de cabeçotes de liga de alumínio. A velocidade de moagem atingiu 4.021 m/min e a taxa de alimentação é de 5.670 mm/min, que é o dobro em comparação com a linha de produção introduzida na China no início dos anos 90. Por exemplo, a fresa de facear CBN para acabamento de cilindros de ferro fundido cinzento tem uma velocidade de fresamento de 2.000 m/min, 10 vezes melhor que as fresas de faceamento de metal duro tradicionais. Em segundo lugar, o corte de alta velocidade também ébenéfico para melhorar a qualidade do produto, reduzir os custos de fabricação e encurtar os prazos de entrega. Além disso, com base na tecnologia de corte de alta velocidade, foram desenvolvidas novas tecnologias, como corte a seco (corte quase seco, corte com microlubrificação), corte duro (retificação de carro, fresagem e retificação), que não apenas melhoram a eficiência de processamento, mas também mudar a tradição. Os limites das diferentes operações de corte e a criação de uma nova era de fabricação de corte "fabricação verde". A tecnologia de corte duro tornou-se um novo processo altamente eficiente para a usinagem do furo interno da engrenagem automotiva e o processamento do molde endurecido. A Figura 1 mostra o molde para processamento de 65HRC.
Ao mesmo tempo, processos de usinagem de alta eficiência ou processos de usinagem de alta produtividade (HPM, HSM) com altas taxas de avanço surgiram de acordo com diferentes requisitos de processamento, refletindo o enorme potencial de desenvolvimento da tecnologia de corte de alta velocidade.
Em segundo lugar, o desempenho de vários materiais de ferramenta baseados em materiais de metal duro foi amplamente melhorado.
O desempenho do metal duro é continuamente aprimorado e a superfície de aplicação é ampliada, tornando-se o principal material da ferramenta de corte, o que desempenha um papel importante na promoção da melhoria da eficiência de corte. O primeiro é o desenvolvimento de ligas duras de granulação fina e ultrafina, que melhoram significativamente a resistência e a tenacidade dos materiais de metal duro. As ferramentas gerais de liga dura feitas a partir dele, especialmente as brocas de uso geral grandes e médios. Ferramentas como fresas de topo e machos são utilizadas para substituir as tradicionais ferramentas de aço rápido, que aumentam em várias vezes a velocidade de corte e a eficiência da usinagem. A ferramenta universal com uma grande quantidade de face é trazida para a faixa de corte de alta velocidade e o processo de corte é totalmente inserido. Metade do estágio de corte de alta velocidade foi colocado. Atualmente, toda a ferramenta de metal duro tornou-se um produto rotineiro de empresas de ferramentas nacionais e estrangeiras e será cada vez mais amplamente utilizada à medida que todo o nível de processamento de corte for aprimorado. Atualmente, a Hunan Diamond Carbide Tools Co., Ltd., Shanghai Tool Factory Co., Ltd., Siping Xinggong Cutting Tool Co., Ltd. e outras empresas também podem produzir fresas de topo de metal duro, machos, brocas e outros produtos, como mostrado na Figura 2, Hunan. Ferramenta de metal duro produzida pela Diamond Carbide. Além disso, metal duro também é usado em algumas ferramentas de conformação complexas. Em segundo lugar, o desenvolvimento e o uso de novos processos, como a sinterização sob pressão de metal duro, melhoraram a qualidade intrínseca do metal duro; e o desenvolvimento de classes especiais para diferentes necessidades de processamento, e melhorou ainda mais o desempenho do metal duro. No caso do material base da classe de pastilhas de metal duro com cobertura química, foi desenvolvido um metal duro graduado com boa resistência à deformação plástica e uma superfície tenaz, o que melhorou o desempenho de corte e a faixa de aplicação da pastilha de metal duro com cobertura.
A variedade de materiais para ferramentas de cerâmica e cermet aumentou, a resistência e a tenacidade foram aprimoradas, o campo de aplicação e a faixa de processamento foram expandidos e a liga dura foi substituída no acabamento e semi-acabamento de aço e ferro fundido, que melhorou a eficiência de processamento e a qualidade do produto. Atualmente, esses materiais de ferramentas podem ser usados não apenas na produção de peças únicas e em pequenos lotes, mas também na produção em massa de linhas de montagem e, devido ao preço mais baixo, podem ser usados como a ferramenta preferida para corte a seco e corte.
A tenacidade dos materiais de ferramentas superduros PCD e CBN e a melhoria do processo de fabricação permitiram a expansão do campo de aplicação. Ferramentas de mandrilamento de cilindro feitas de CBN têm sido usadas na produção automáticalinhas, bem como no processamento de ferro fundido e hardware de têmpera, e se expandiram do campo de acabamento para o campo de semi-acabamento, o que melhorou muito a eficiência do corte. A liga de alumínio é um material importante na indústria aeroespacial e na indústria automotiva. O processamento de alta eficiência da liga de alumínio é uma tecnologia chave nesses dois setores industriais. Atualmente, devido à ampla aplicação de várias ferramentas de alto desempenho feitas com PCD, a eficiência de corte é significativamente melhorada, a mais alta. A velocidade de corte atingiu 7000m/min. Os produtos foram expandidos das ferramentas originais de torneamento e fresas de facear para fresas de topo, brocas, alargadores, ferramentas de conformação, etc.; O PCD também é a única ferramenta eficiente para processar materiais não metálicos, como grafite e materiais sintéticos. Pode-se prever que com a promoção das ferramentas CBN e PCD, a variedade de ferramentas aumentará ainda mais e o campo de aplicação será expandido ainda mais, levando ao desenvolvimento do processamento de corte para usinagem de alta velocidade e alta eficiência.
O desenvolvimento de materiais de aço rápido ainda é mencionado no desenvolvimento de materiais de ferramentas. Embora as vendas de ferramentas de aço rápido e ferramentas de metal duro sejam reduzidas em cerca de 5% ao ano, o aço rápido cobalto de alto desempenho e o aço rápido de metalurgia do pó estão aumentando. Esses dois aços rápidos de alto desempenho têm uma longa história, têm melhor resistência ao desgaste, dureza vermelha e confiabilidade do que o aço rápido comum, especialmente o desempenho do aço rápido de metalurgia do pó, mas devido ao preço alto, usado para ser usado na indústria aeroespacial para processar materiais difíceis. Com a busca da eficiência de corte e a mudança de conceito, essas ferramentas de aço rápido de alto desempenho são amplamente utilizadas em linhas automáticas, como brocas, fresas de topo, machos e outras ferramentas de uso geral e cortadores de engrenagens, broches e outros ferramentas sofisticadas. Obteve velocidade de corte e qualidade de usinagem aprimoradas, uso confiável e vida útil prolongada da ferramenta. Nos últimos anos, as ferramentas acima mencionadas feitas de aço rápido de alto desempenho foram expandidas e aplicadas ao processamento geral e se tornaram um produto convencional de ferramentas estrangeiras de aço rápido.
Em resumo, no desenvolvimento de vários materiais de ferramenta, o metal duro desempenha um papel de liderança, mas o desempenho de outros materiais de ferramenta também foi significativamente melhorado, expandindo suas respectivas áreas de aplicação, formando uma variedade de materiais de ferramenta. Existem vantagens únicas e escopo de uso que se substituem para complementar o padrão geral. Pode-se dizer que o desenvolvimento abrangente e rápido de materiais de ferramentas lançou as bases para o corte de metal de alta velocidade e alta eficiência de hoje.
Terceiro, os revestimentos são uma tecnologia chave para melhorar o desempenho da ferramenta.
A tecnologia de revestimento da ferramenta desempenha um papel importante no desenvolvimento de ferramentas modernas de corte e corte. Desenvolveu-se muito rapidamente desde a sua criação, especialmente nos últimos anos. O revestimento químico (CVD) ainda é o principal processo de revestimento para pastilhas intercambiáveis. Novos processos como CVD de temperatura média, óxido de alumínio de filme espesso e camada de transição foram desenvolvidos. Com base na melhoria do material base, o revestimento CVD é resistente. Tanto o desgaste quanto a tenacidade são melhorados; Os revestimentos de diamante CVD também progrediram, melhorando o acabamento superficial do revestimento e entrando em um estágio prático. Atualmente, a taxa de revestimento de pastilhas intercambiáveis de metal duro atingiu mais de 70%. Durante este período, o progresso do revestimento físico (PVD) foi particularmente notável, e um progresso significativo foi feito na estrutura do forno, processo e controle automático, e não apenas na resistência ao calor adequada para corte em alta velocidade, corte a seco e corte foi desenvolvido. Melhores revestimentos, comoRapidez.
No corte de alta velocidade, a velocidade da ferramenta é superior a 10.000 ~ 20.000 r/min ou até maior. Neste momento, as partes de fixação do corpo da lâmina, a lâmina e a lâmina são submetidas a uma grande força centrífuga. Quando a velocidade de rotação atinge um determinado valor crítico, é suficiente. A lâmina é puxada para fora, ou o parafuso de fixação está quebrado, ou até mesmo todo o corpo está quebrado. No caso dessas condições, o equipamento ou ferimentos pessoais podem resultar em acidentes, por isso é obrigatório evitar a tecnologia de corte de alta velocidade. Para este fim, a Alemanha desenvolveu uma especificação de segurança para ferramentas rotativas de alta velocidade, que possui regulamentos rigorosos sobre o design, teste, uso e qualidade do balanceamento da ferramenta. Esta especificação tornou-se uma norma europeia e uma norma internacional.
De acordo com os dados, o custo direto da ferramenta representa apenas 2%~4% do custo de fabricação, enquanto o custo de uso e gerenciamento da ferramenta é superior a 12%. O gerenciamento de ferramentas científicas pode economizar ao usuário um custo de ferramenta considerável e reduzir o custo de fabricação. Portanto, o desenvolvimento da tecnologia de gerenciamento de ferramentas e software e hardware relacionados tornou-se o escopo de negócios dos fabricantes de ferramentas, fornecendo aos usuários várias formas de serviços de gerenciamento de ferramentas, desde gerenciamento simples de logística de ferramentas até contratação de pacotes de todos os negócios de ferramentas, incluindo aquisição de ferramentas, identificação , armazenamento, serviço no local, re-afiação de ferramentas, melhoria de processos, desenvolvimento de projetos, etc. As empresas usuárias podem aproveitar esse serviço social especializado, manter um alto nível de processamento de corte e focar no desenvolvimento de tecnologia central e alcançar uma dupla colheita de econômico e tecnológico.
Sexto, o novo modelo de negócios da indústria de ferramentas.
Com o desenvolvimento da tecnologia de corte, a indústria de ferramentas está passando por uma revolução nos mecanismos de operação. Diante de um modelo de produção cada vez mais novo e de novos materiais de peças, as “ferramentas” deixaram de ser simples produtos. Uma vez vendidos, eles são fatores de processo importantes para otimizar um processo ou uma tecnologia de processamento de linha. Os fabricantes de ferramentas devem ser capazes de fornecer aos usuários tecnologia de processamento completa para ajudá-los a atingir a meta de melhorar a eficiência de processamento, a qualidade do produto e reduzir os custos de fabricação tornou-se a direção e o objetivo comercial do desenvolvimento de negócios dos fabricantes de ferramentas estrangeiras. Atualmente, os fabricantes de ferramentas levaram a indústria de ferramentas a um estágio mais alto de desenvolvimento por meio de várias formas de serviços de negócios, como “servir usuários” e “fornecer soluções”. Os fatos comprovam que essa prática de fabricantes estrangeiros de ferramentas é propícia ao desenvolvimento da indústria de manufatura, trazendo mais benefícios aos usuários e sendo bem recebida pelos usuários.
Aplique tecnologia de corte avançada para acelerar o desenvolvimento da indústria manufatureira da China
O 16º Congresso Nacional do Partido Comunista da China propôs a tarefa de construir uma sociedade próspera de maneira integral e realizar uma nova industrialização. Ele tocou a buzina da marcha da China de uma potência manufatureira para uma potência manufatureira. Como a tecnologia básica da tecnologia de fabricação, a ferramenta de corte é o equipamento básico do processo. Está na primeira posição nesta marcha histórica. A tecnologia de corte avançada e as ferramentas de corte são o desenvolvimento da indústria automobilística, indústria aeroespacial, indústria de energia e equipamentos de apoio da China. Pré-requisitos para a indústria de moldes. Diante de uma oportunidade tão grande, devemos fazer pleno uso da tecnologia de corte avançada e ferramentas de corte para atender a indústria manufatureira da China.
Para este fim, a indústria de ferramentas da China está acelerando sua integração com a indústria de ferramentas do mundo, introduzindo equipamentos e tecnologia de processo avançados por meio de transformação tecnológica e desenvolvendo e produzindo produtos de ferramentas de primeira classe. A indústria de ferramentas da Chinaduas vanguardas - Zhuzhou Cemented Carbide Group e Shanghai Tool Factory Co., Ltd. assumiram a liderança na realização de transformações tecnológicas com alto ponto de partida e grande investimento, o que fez com que a tecnologia de fabricação de pastilhas intercambiáveis e ferramentas de metal duro na China se aproximasse. O nível avançado do mundo. Ao mesmo tempo, as empresas estrangeiras de ferramentas estão enfrentando o rápido desenvolvimento da indústria manufatureira da China e as perspectivas de rápido desenvolvimento, acelerando o ritmo de produção ou serviço localizado na China, a fim de reduzir os custos de fabricação, melhorar as capacidades de serviço e encurtar o lead vezes. Diz-se que a entrada de empresas estrangeiras de ferramentas no mercado chinês oferece condições muito favoráveis para aplicarmos ferramentas avançadas para transformar a manufatura tradicional. Devemos aproveitar esta oportunidade favorável e adotar ativamente ferramentas de corte avançadas para enfrentar os desafios da globalização econômica, a fim de melhorar a tecnologia de processamento e a força competitiva das empresas.
Quando as empresas aceleram a aplicação de tecnologia de corte avançada, a situação de cada empresa é diferente e as práticas específicas são diferentes, mas os seguintes pontos podem ser usados como uma ideia comum:
Ferramentas feitas de materiais de ferramentas de alto desempenho, incluindo ferramentas de metal duro, ferramentas de cerâmica de nitreto de silício, ferramentas de CBN e PCD, ferramentas de aço rápido de alto desempenho, etc., um tipo de introdução para a situação específica de produção, passo a passo Empurre, receberá bons resultados; atualmente, os fabricantes de ferramentas nacionais também podem fornecer parcialmente esses produtos de ferramentas.
Use muito ferramentas revestidas. A proporção de facas revestidas na China é muito baixa e há um grande espaço para promoção. O grau de revestimento apropriado deve ser selecionado de acordo com as condições de processamento e necessidades para alcançar os resultados desejados.
O uso de ferramentas indexáveis é fortemente utilizado. Ferramentas indexáveis foram promovidas na China por muitos anos, mas o progresso não foi rápido o suficiente por várias razões.
O desenvolvimento não é equilibrado. No entanto, durante esse período, a tecnologia de ferramentas indexáveis fez novos progressos, a variedade aumentou rapidamente e se desenvolveu em uma direção mais eficiente e aplicável. Foram desenvolvidas lâminas de fresas de arestas curvas, pastilhas de torneamento com lâminas alisadoras e de uso geral. Produtos com boas lâminas circulares e octogonais têm grande potencial de aplicação. A promoção ativa de ferramentas indexáveis deve se tornar um importante projeto de transformação tecnológica das empresas. A Figura 7 é uma fresa de pastilha de aresta curva desenvolvida pela Hunan Diamond Cutting Tool Co., Ltd.
Para linhas de produção em grande escala, devemos aprender com a experiência estrangeira, desenvolver novos processos e ferramentas especiais, melhorar a eficiência e reduzir custos ou desenvolver processos combinados de concentração de ferramentas para melhorar a eficiência e reduzir o investimento. Esse trabalho deve ser combinado com fabricantes de máquinas-ferramentas e fabricantes de ferramentas para alcançar resultados. Esta é uma prática madura em países industrializados.
Para empresas com um modo de produção em pequenos lotes de peça única, novas ferramentas eficientes, como brocas de refrigeração interna e fresas de topo de face de saída, devem ser usadas. Em segundo lugar, podem ser usados cortadores universais multifuncionais, o que pode reduzir o tempo de troca da ferramenta. Também é necessário quebrar os limites do processo tradicional de furação, fresagem, retificação, etc., e obter novos efeitos de processamento através do processo de fresagem, furação, fresagem, fresagem, fresagem e retificação. Além disso, fortaleça o gerenciamento de ferramentas, reduza o estoque e reduza os custos com ferramentas.
Ao adotar ferramentas de corte avançadas e novas tecnologias, as empresas devem contar com a força técnica dos fabricantes e distribuidores de ferramentas para seguir o caminho da socialização. Na situação atual de novos materiais de peças, materiais de ferramentas e classes de revestimento, existem milhares
