Tehnologia de tăiere a metalelor și starea de dezvoltare a sculelor
benefic pentru îmbunătățirea calității produselor, reducerea costurilor de producție și scurtarea timpilor de livrare. În plus, pe baza tehnologiei de tăiere de mare viteză, au fost dezvoltate noi tehnologii precum tăierea uscată (tăiere aproape uscată, tăiere cu micro-lubrifiere), tăierea tare (prin șlefuire auto, frezare și șlefuire), care nu numai că îmbunătățesc eficiența prelucrării, dar și schimbarea tradiției. Granițele diferitelor operațiuni de tăiere și crearea unei noi ere a producției de tăiere "producție verde". Tehnologia de tăiere dură a devenit un nou proces extrem de eficient pentru prelucrarea găurii interioare a angrenajului auto și prelucrarea matriței întărite. Figura 1 prezintă matrița pentru prelucrarea 65HRC.
În același timp, procesele de prelucrare de înaltă eficiență sau procese de prelucrare de înaltă productivitate (HPM, HSM) cu viteze de avans ridicate au apărut în funcție de diferite cerințe de procesare, reflectând potențialul extraordinar de dezvoltare al tehnologiei de tăiere de mare viteză.
În al doilea rând, performanța diferitelor materiale de scule bazate pe materiale din carbură cimentată a fost îmbunătățită complet.
Performanța carburii cimentate este îmbunătățită în mod continuu, iar suprafața de aplicare este mărită, care devine principalul material de sculă pentru tăiere, care joacă un rol important în promovarea îmbunătățirii eficienței tăierii. Prima este dezvoltarea materialelor din aliaje dure cu granulație fină, cu granulație ultrafină, care îmbunătățesc semnificativ rezistența și duritatea materialelor din carbură cimentată. În general, uneltele din aliaj dur realizate din acesta, în special burghiele de uz general mari și mijlocii. Unelte, cum ar fi freze și robinete, sunt folosite pentru a înlocui uneltele tradiționale din oțel de mare viteză, care măresc viteza de tăiere și eficiența prelucrarii de câteva ori. Unealta universală cu o cantitate mare de față este adusă în gama de tăiere de mare viteză, iar procesul de tăiere este introdus complet. Jumătate din treapta de tăiere de mare viteză a fost așezată. În prezent, întreaga unealtă din carbură solidă a devenit un produs de rutină al companiilor de scule interne și străine și va fi din ce în ce mai utilizată pe măsură ce întregul nivel de procesare a tăierii este îmbunătățit. În prezent, Hunan Diamond Carbide Tools Co., Ltd., Shanghai Tool Factory Co., Ltd., Siping Xinggong Cutting Tool Co., Ltd. și alte întreprinderi pot produce, de asemenea, freze din carbură solidă, robinete, burghie și alte produse, așa cum se arată în Figura 2, Hunan. Unealtă din carbură solidă produsă de Diamond Carbide. Nu numai asta, ci și carburi solide sunt folosite în unele unelte complexe de formare. În al doilea rând, dezvoltarea și utilizarea de noi procese, cum ar fi sinterizarea sub presiune a carburii cimentate, au îmbunătățit calitatea intrinsecă a carburii cimentate; și dezvoltarea de clase speciale pentru diferite necesități de prelucrare și a îmbunătățit în continuare performanța carburii cimentate. În cazul materialului de bază al clasei de inserție din carbură cimentată acoperită chimic, a fost dezvoltată o carbură cimentată gradată cu o bună rezistență la deformarea plastică și o suprafață dură, ceea ce a îmbunătățit performanța de tăiere și domeniul de aplicare a inserției de carbură cimentată acoperită.
Varietatea materialelor pentru scule ceramice și cermet a crescut, rezistența și tenacitatea au fost îmbunătățite, domeniul de aplicare și domeniul de prelucrare au fost extinse, iar aliajul dur a fost înlocuit în finisarea și semifinisarea oțelului și a fontei, care a îmbunătățit eficiența procesării și calitatea produsului. În prezent, astfel de materiale de scule pot fi utilizate nu numai în producția dintr-o singură bucată, în loturi mici, ci și în producția de masă a liniilor de asamblare și, datorită prețului mai mic, pot fi folosite ca unealtă preferată pentru tăierea uscată și durere. tăiere.
Duritatea materialelor de scule PCD și CBN superdure și îmbunătățirea procesului de fabricație au permis extinderea domeniului de aplicare. Uneltele de alezat cilindri din CBN au fost folosite în producția automatălinii precum și în prelucrarea fontei și a feroneriei de călire și s-au extins de la domeniul de finisare la cel al semifinisării, ceea ce a îmbunătățit mult eficiența tăierii. Aliajul de aluminiu este un material important în industria aerospațială și industria auto. Procesarea cu eficiență ridicată a aliajului de aluminiu este o tehnologie cheie în aceste două sectoare industriale. În prezent, datorită aplicării largi a diverselor scule de înaltă performanță realizate cu PCD, eficiența de tăiere este îmbunătățită semnificativ, cea mai mare. Viteza de taiere a ajuns la 7000m/min. Produsele au fost extinse de la sculele originale de strunjire și frezele frontale la freze, burghie, alezoare, scule de formare etc.; PCD este, de asemenea, singurul instrument eficient pentru prelucrarea materialelor nemetalice precum grafitul și materialele sintetice. Se poate prevedea că odată cu promovarea sculelor CBN și PCD, varietatea sculelor va crește și mai mult, iar domeniul de aplicare va fi extins și mai mult, ducând la dezvoltarea prelucrării de tăiere către prelucrarea de mare viteză și eficiență ridicată.
Dezvoltarea materialelor din oțel de mare viteză este încă menționată în dezvoltarea materialelor pentru scule. Deși vânzările de unelte din oțel de mare viteză și unelte din carbură cimentată sunt reduse cu aproximativ 5% pe an, oțelul de mare viteză cu cobalt de înaltă performanță și Utilizarea oțelului de mare viteză din metalurgia pulberilor este în creștere. Aceste două oțeluri de mare viteză de înaltă performanță au o istorie lungă, au o rezistență mai bună la uzură, duritate roșie și fiabilitate decât oțelul de mare viteză obișnuit, în special performanța oțelului rapid din metalurgia pulberilor, dar datorită prețului ridicat, folosit pentru a fi folosit în industria aerospațială pentru prelucrarea materialelor dificile. Odată cu urmărirea eficienței de tăiere și schimbarea conceptului, aceste unelte de înaltă performanță din oțel de mare viteză sunt utilizate pentru prima dată pe scară largă în linii automate, cum ar fi burghie, freze, robinete și alte unelte de uz general și tăietori, broșe și alte instrumente sofisticate. A primit viteză de tăiere și calitate îmbunătățită a prelucrarii, utilizare fiabilă și durată de viață extinsă a sculei. În ultimii ani, uneltele menționate mai sus din oțel de mare viteză de înaltă performanță au fost extinse și aplicate la prelucrarea generală și au devenit un produs convențional al uneltelor străine din oțel de mare viteză.
Pe scurt, în dezvoltarea diferitelor materiale de scule, carbura cimentată joacă un rol principal, dar performanța altor materiale de scule a fost, de asemenea, îmbunătățită semnificativ, extinzându-și domeniile de aplicare respective, formând o varietate de materiale de scule. Există avantaje unice și domeniul de utilizare care se înlocuiesc reciproc pentru a completa modelul general. Se poate spune că dezvoltarea cuprinzătoare și rapidă a materialelor pentru scule a pus bazele pentru tăierea metalelor de mare viteză și eficiență de astăzi.
În al treilea rând, acoperirile sunt o tehnologie cheie pentru îmbunătățirea performanței sculelor.
Tehnologia de acoperire a sculei joacă un rol important în dezvoltarea sculelor moderne de tăiere și tăiere. S-a dezvoltat foarte rapid de la începuturi, mai ales în ultimii ani. Acoperirea chimică (CVD) este încă principalul proces de acoperire pentru inserțiile indexabile. Au fost dezvoltate noi procese, cum ar fi CVD la temperatură medie, oxid de aluminiu cu peliculă groasă și strat de tranziție. Pe baza îmbunătățirii materialului de bază, stratul CVD este rezistent. Atât uzura, cât și duritatea sunt îmbunătățite; Acoperirile cu diamant CVD au făcut și ele progrese, îmbunătățind finisajul suprafeței acoperirii și intrând într-o etapă practică. În prezent, raportul de acoperire al inserțiilor indexabile din carbură străină a atins mai mult de 70%. În această perioadă, progresul acoperirii fizice (PVD) a fost deosebit de remarcabil și s-au înregistrat progrese semnificative în structura cuptorului, proces și control automat, și nu numai rezistența la căldură potrivită pentru tăiere de mare viteză, tăiere uscată și durere. tăierea a fost dezvoltată. Acoperiri mai bune, cum ar fiAcoperiri de uz general Super TiAlN și TiAlCN cu performanțe generale mai bune și DLC, acoperiri anti-fricțiune W/C și, prin inovarea structurii de acoperire, au dezvoltat structuri nano și multistrat, îmbunătățește duritatea și duritatea acoperirii. Tabelul 2 prezintă cele mai recente acoperiri de la compania elvețiană PLATIT.
Noua dezvoltare a tehnologiei de acoperire PVD ne arată potențialul mare și avantajele unice ale tehnologiei de acoperire pentru îmbunătățirea performanței sculelor: pot fi dezvoltate noi acoperiri prin controlul parametrilor procesului de acoperire și prin ajustarea gazelor țintă și de reacție. Pentru a satisface nevoile diversității de prelucrare, este o tehnologie rapidă și bună pentru a îmbunătăți și îmbunătăți performanța uneltelor și are o perspectivă de aplicare foarte largă.
În al patrulea rând, inovația structurii instrumentului a schimbat fața și funcția unică a instrumentelor standard tradiționale.
Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei prelucrătoare, industriile cheie, cum ar fi industria auto, industria aerospațială și industria matrițelor, au propus cerințe mai ridicate pentru prelucrarea de tăiere și au promovat dezvoltarea continuă a sculelor indexabile. Setul special de unelte dezvoltat pentru linia de asamblare a industriei de automobile a depășit practica tradițională de a furniza unelte la cerere și „fabricarea ușilor închise” și a devenit un factor tehnologic important pentru tehnologia inovatoare de procesare, îmbunătățirea eficienței procesării și economisirea investițiilor și jucând un nou rol. Figura 3 este o freză de mare viteză pentru noul proces WIDIA pentru prelucrarea arborelui cotit.
Industria matriței se caracterizează prin eficiență ridicată, o singură bucată, producție de loturi mici, duritatea ridicată a materialelor de matriță, procesare dificilă, formă complexă, cantitate mare de îndepărtare a metalului, perioadă scurtă de livrare și devine o forță motrice puternică pentru inovarea instrumentului indexabil. structură, cum ar fi freze funcționale, diverse freze cu cap bile, sisteme de freze modulare, freze de alezat și freza, freze cu avans mari etc. Privind înapoi la dezvoltarea procesării de tăiere din anii 1990, industria matriței este încă locul de naștere al noilor procese de tăiere de mare viteză, tăiere dură și tăiere uscată.
Pentru a satisface nevoile industriei aerospațiale de a procesa eficient componente mari din aliaj de aluminiu, au fost dezvoltate o nouă freză de freza frontală din aliaj de aluminiu de mare viteză și alte unelte. Figura 4 este o freză frontală de mare viteză de la Sandvik, cu o viteză maximă de 24000r/min și viteză de tăiere. Este 6000m/min.
În același timp, au apărut noi structuri pentru inserții indexabile, cum ar fi lame blister de înaltă eficiență pentru strunjire, lame de freza de dimensiuni complexe cu colțuri anterioare, lame de freză cu capăt sferic și lame anti-zdrobire de mare viteză. Lame de freza și așa mai departe.
Odată cu îmbunătățirea funcției mașinii de șlefuit CNC cu cinci axe și popularizarea aplicației sale, parametrii geometrici ai uneltelor universale standard, cum ar fi frezele și burghiile, sunt mai diversificați, ceea ce schimbă vechiul model al uneltelor standard tradiționale. și se poate adapta la diferite materiale prelucrate și condiții de prelucrare, performanța de tăiere a crescut în consecință. Unele structuri inovatoare produc, de asemenea, noi efecte de tăiere, cum ar fi freze cu unghi elicoidal inegal. În comparație cu frezele standard, frezele cu unghi elicoidal inegal pot reduce în mod eficient vibrațiile sculei, îmbunătățesc finisajul de prelucrare și măresc sculele. Adâncimea de tăiere și viteza de avans. De exemplu, diferite burghie din carbură de diferite tipuri de vârf de foraj și diferite tipuri de caneluri, Figura 5 sunt diverse burghie și diferite forme de șlefuire a vârfului de foraj introduse de Shanghai Tool Works Co., Ltd. pentru a se adapta la diferite materiale. Dezvoltarea robinetelor din carbură și a frezelor cu filet din carbură îmbunătățește eficiența prelucrării filetului până la nivelul tăierii de mare viteză. În special, frezarea filetului de carburăfrezele nu numai că au o eficiență ridicată de prelucrare, dar au și o bună versatilitate, ceea ce poate economisi costurile sculelor.
În al cincilea rând, dezvoltarea rapidă a tehnologiilor de sprijin.
Tehnologia de tăiere este dezvoltată treptat odată cu progresul tehnologiei de tăiere. Este o parte indispensabilă a tehnologiei moderne de tăiere și menține o dezvoltare rapidă cu tehnologia și sculele de tăiere, inclusiv între suportul de scule și axul mașinii-unelte. Metoda de conectare, strângerea sculelor în suportul sculei, echilibrarea sistemului de scule și managementul sculelor.
Interfața mașină-uneltă cu tijă tubulară cu două fețe (HSK) are avantajele unei bune rigidități a conexiunii, precizie ridicată a poziționării, timp scurt de încărcare și descărcare etc. Promovarea tehnologiei a fost folosită din ce în ce mai mult (Figura 6). ). Structura acestui suport de scule a devenit un standard internațional oficial și a fost acceptată de mulți producători de mașini-unelte. A introdus centre de prelucrare de mare viteză cu interfețe pentru ax HSK și sisteme de scule sau scule integrate cu suporturi de scule HSK. Vitalitatea puternică și perspectiva bună de utilizare a acestui nou tip de suport de scule. În același timp, unele companii au dezvoltat structuri de tijă similare cu HSK, cum ar fi tija Capto de la Sandvik și tija KM de la Kennametal. În ultimii ani, a existat și o interfață 7:24 pentru contactul dublu sau chiar trei contacte pentru a se potrivi nevoilor mașinilor-unelte existente pentru prelucrarea de mare viteză.
Utilizarea sculelor rotative de mare viteză impune, de asemenea, noi cerințe în ceea ce privește prinderea sculelor. Necesită precizie ridicată de prindere, deformare radială
În plus, există o cerință de echilibru și siguranță pentru uneltele rotative de mare viteză. Din cauza asimetriei sau excentricității structurale cauzate de erorile de fabricație și asamblare, există un dezechilibru între centrul de rotație și rotația de mare viteză. Forța radială periodică acționează asupra sistemului de rulment al arborelui și chiar asupra altor părți ale mașinii, afectând calitatea prelucrării, durata de viață a sculei și performanța mașinii. În acest scop, sunt specificate dezechilibrul admisibil și utilizarea la viteză mare a sculelor rotative de mare viteză; Producătorii de scule au dezvoltat o varietate de scule de echilibrare reglabile sau unelte rotative și sisteme de scule pentru tăiere de mare viteză înainte de încărcare în ax. Echilibrul pe mașina de echilibrare dinamică pentru a limita dezechilibrul la un anumit interval. Pentru a reduce cantitatea de dezechilibru (excentricitate) generată după ce scula este încărcată în ax, noua tehnologie de echilibrare automată online echilibrează axul, tija și scula ca sistem rotor la momentul de funcționare.două avangarde - Zhuzhou Cemented Carbide Group și Shanghai Tool Factory Co., Ltd. au preluat conducerea în realizarea transformării tehnologice cu un punct de plecare ridicat și investiții mari, ceea ce a făcut ca tehnologia de fabricare a inserțiilor indexabile și a sculelor din carbură solidă în China să se apropie. Nivelul avansat al lumii. În același timp, companiile străine de scule se confruntă cu dezvoltarea rapidă a industriei manufacturiere din China și perspectivele unei dezvoltări rapide, accelerând ritmul producției sau serviciilor localizate în China, pentru a reduce costurile de producție, a îmbunătăți capacitățile de servicii și a scurta lead-ul. ori. Se spune că intrarea companiilor străine de scule pe piața chineză oferă condiții foarte favorabile pentru ca noi să aplicăm scule avansate pentru a transforma fabricația tradițională. Trebuie să profităm de această oportunitate favorabilă și să adoptăm în mod activ instrumente de tăiere avansate pentru a face față provocărilor globalizării economice pentru a îmbunătăți tehnologia de procesare și puterea competitivă a întreprinderilor.
Atunci când întreprinderile accelerează aplicarea tehnologiei avansate de tăiere, situația fiecărei întreprinderi este diferită, iar practicile specifice sunt diferite, dar următoarele puncte pot fi folosite ca o idee comună:
Scule realizate din materiale de scule de înaltă performanță, inclusiv scule din carbură solidă, scule ceramice cu nitrură de siliciu, scule CBN și PCD, scule de înaltă performanță din oțel rapid etc., un fel de introducere pentru situația specifică de producție, pas cu pas Împingeți, vor primi rezultate bune; în prezent, producătorii autohtoni de scule pot furniza parțial aceste produse de scule.
Folosiți foarte mult unelte acoperite. Proporția de cuțite acoperite în China este foarte scăzută și există un spațiu mare pentru promovare. Calitatea de acoperire adecvată trebuie selectată în funcție de condițiile de procesare și necesități pentru a obține rezultatele dorite.
Utilizarea instrumentelor indexabile este foarte folosită. Instrumentele indexabile au fost promovate în China de mulți ani, dar progresul nu a fost suficient de rapid din diverse motive.
Dezvoltarea nu este echilibrată. Totuși, în această perioadă, tehnologia instrumentelor indexabile a făcut noi progrese, varietatea a crescut rapid și s-a dezvoltat într-o direcție mai eficientă și mai aplicabilă. Au fost dezvoltate lame de freza cu muchii curbate, inserții de strunjire cu lame ștergătoare și de uz general. Produsele cu lame circulare bune și lame octogonale au un potențial mare de aplicare. Promovarea activă a instrumentelor indexabile ar trebui să devină un proiect important pentru transformarea tehnologică a întreprinderilor. Figura 7 este o freză cu inserție cu muchie curbată dezvoltată de Hunan Diamond Cutting Tool Co., Ltd.
Pentru liniile de producție la scară largă, trebuie să învățăm din experiența străină, să dezvoltăm noi procese și unelte speciale, să îmbunătățim eficiența și să reducem costurile sau să dezvoltăm procese combinate de concentrare a sculelor pentru a îmbunătăți eficiența și a reduce investițiile. O astfel de muncă trebuie combinată cu constructorii de mașini-unelte și producătorii de scule pentru a obține rezultate. Aceasta este o practică matură în țările industrializate.
Pentru companiile cu un mod de producție în loturi mici dintr-o singură piesă, ar trebui folosite instrumente noi eficiente, cum ar fi burghie de răcire internă și freze cu capat cu greble. În al doilea rând, pot fi utilizate freze universale multifuncționale, care pot reduce timpul de schimbare a sculei. De asemenea, este necesar să se depășească limitele tradiționale ale procesului de găurire, măcinare, măcinare etc. și să se obțină noi efecte de prelucrare prin procesul de frezare, găurire, frezare, frezare, frezare și măcinare. În plus, consolidați managementul sculelor, reduceți stocurile și reduceți costurile cu scule.
Atunci când adoptă scule de tăiere avansate și noi tehnologii, întreprinderile trebuie să se bazeze pe puterea tehnică a producătorilor și distribuitorilor de scule pentru a urma calea socializării. În situația actuală a noilor materiale pentru piese de prelucrat, materiale de scule și calități de acoperire, există miide tipuri de unelte. Numai cu ajutorul profesioniștilor lor puteți alege instrumentul potrivit și puteți atinge scopul dorit. Aceasta este, de asemenea, actuala producție de scule străine. Filosofia de afaceri de „aprovizionare de sistem” și „oferire de soluții” promovată activ de companie. În al doilea rând, este necesar să se rupă conceptul incorect al costului instrumentului - gândindu-ne că instrumentul bun este prea scump pentru a fi cheltuit. Această opinie a afectat mult timp progresul tehnologiei de tăiere în China și dezvoltarea industriei naționale de scule. Instrumentul este „scump” și reprezintă doar 2% ~ 4% din costul de producție (mai puțin de 2% în majoritatea întreprinderilor din China). Doar prin utilizarea cuțitului „scump”, eficiența poate fi redusă foarte mult pentru a reduce foarte mult costul unei singure piese. Beneficiile întreprinderii vor atinge în cele din urmă efectul de investiții mai mici și de producție mai mare. Prin exemple specifice de prelucrare se poate dovedi că costul instrumentului nu este mai mare decât cel al fiecărui produs.
În cele din urmă, sper că, prin eforturile tuturor, tehnologia de tăiere a acestei unități va fi pusă laolaltă pentru a contribui la progresul tehnologiilor de producție și de fabricație din China.
