Технологія різання металу та стан розробки інструменту

Технологія різання металу та стан розробки інструменту

З середини 20 ст завдяки плідним досягненням науки і техніки, таких як мікроелектроніка, інформаційні технології, матеріалознавство, а також прискоренню інженерного прогресу, сприяло швидкому розвитку виробництва і технології виробництва. До кінця 20 століття були досягнуті чудові результати. Цей прогрес зробив значний внесок у розвиток світової економіки і вітається як двигун світової економіки.

Підсумовуючи цю історію, оглядаючи розвиток людського суспільства, економіки та цивілізації, уряди по-новому розуміють важливість виробництва: навіть сьогодні, коли високотехнологічні галузі та галузі, що розвиваються, значно сприяли розвитку економіки, виробництво все ще залишається національною економікою. І основа всеосяжної сили. Приділяючи увагу та прискорюючи розвиток обробної промисловості, стало могутньою країною у світі, особливо в такій країні, що розвивається, як Китай, що принесло рідкісні можливості та нові виклики для розвитку виробництва та технології виробництва.

Протягом цього періоду технологія різання металу, яка є основною технологією виробництва, також швидко розвивалася і вступила на новий етап розвитку, що характеризується розвитком високошвидкісного різання, розробкою нових процесів різання та методів обробки. , і забезпечення повноцінних технологій обробки. Це ґрунтується на всебічного прогресу та інноваційних технологій виробництва, включаючи всебічний прогрес верстатів з ЧПУ, систем керування, інструментальних матеріалів, технології покриття, структури інструменту та інших технологій. Комплексні ефекти, вироблені компанією, сприяли загальному прогресу технології різання. Виведіть загальний рівень на новий рівень. Основною особливістю і технічною особливістю цієї висоти є висока швидкість різання (табл. 1), що виводить процес різання на новий етап високошвидкісного різання.

До теперішнього часу високошвидкісне різання стало важливою частиною передової технології виробництва та значущим символом, ставши ключовою технологією в обробній промисловості, автомобільній промисловості, аерокосмічній промисловості, промисловості прес-форм та інших основних галузях промисловості. У промислово розвинених країнах високошвидкісне різання стало практично новою технологією. Активний розвиток та застосування нової технології високошвидкісного різання стало важливим заходом для підприємств щодо підвищення ефективності обробки та якості продукції, зниження витрат виробництва, скорочення термінів виконання та підвищення конкурентоспроможності. Значні техніко-економічні переваги. Тому прискорення розробки та застосування передової технології різання, представленої технологією високошвидкісного різання, стало консенсусом у різних сферах виробництва та технології виробництва в різних країнах.

Технологія різання та стан розробки інструменту

По-перше, він створив нові технології, такі як високошвидкісне різання, що покращило ефективність обробки.

Високошвидкісне різання має унікальну перевагу як новий процес різання. Перш за все, значно покращилася ефективність різання. Взявши за приклад механічну обробку автомобільного двигуна з п’яти частин, за останні 10 років чи близько того, ефективність виробництва була покращена приблизно в 1-2 рази, наприклад, торцева фреза PCD для обробки головок циліндрів з алюмінієвого сплаву. Швидкість фрезерування досягла 4021 м/хв, а швидкість подачі становить 5670 мм/хв, що вдвічі більше в порівнянні з виробничою лінією, запровадженою в Китаї на початку 1990-х років. Наприклад, торцеві фрези CBN для чистової обробки циліндрів із сірого чавуну мають швидкість фрезерування 2000 м/хв, що в 10 разів краще, ніж традиційні торцеві фрези з твердого сплаву. По-друге, це також високошвидкісне різаннякорисно для покращення якості продукції, зниження витрат виробництва та скорочення термінів виконання. Крім того, на основі технології високошвидкісного різання були розроблені такі нові технології, як сухе різання (квазісухе різання, різання з мікрозмащуванням), тверде різання (автошліфуванням, фрезеруванням і шліфуванням), які не тільки покращують ефективність обробки, але також змінюють традиції. Межі різних різальних операцій і створення нової ери різального виробництва «зеленого виробництва». Технологія твердого різання стала високоефективним новим процесом для механічної обробки внутрішнього отвору автомобільного механізму та обробки загартованої форми. На малюнку 1 показана форма для обробки 65HRC.

У той же час високоефективні процеси механічної обробки або високопродуктивні процеси механічної обробки (HPM, HSM) з високою подачею з'явилися відповідно до різних вимог до обробки, що відображають величезний потенціал розвитку технології високошвидкісного різання.

По-друге, всебічно покращено експлуатаційні характеристики різних інструментальних матеріалів на основі твердосплавних матеріалів.

Ефективність твердосплавного сплаву постійно покращується, а поверхня нанесення збільшується, що стає основним інструментальним матеріалом для різання, що відіграє важливу роль у підвищенні ефективності різання. Перший — це розробка дрібнозернистих, ультрадрібнозернистих твердих сплавів, які значно покращують міцність і ударну в’язкість твердосплавних матеріалів. З нього виготовляють загальний твердосплавний інструмент, особливо великі і середні свердла загального призначення. Такі інструменти, як торцеві фрези та мітчики, використовуються для заміни традиційних швидкорізальних сталевих інструментів, які збільшують швидкість різання та ефективність обробки в кілька разів. Універсальний інструмент з великою кількістю торця введений в діапазон високошвидкісного різання, а процес різання повністю введений. Прокладено половину стадії швидкісного різання. В даний час весь твердосплавний інструмент став звичайним продуктом вітчизняних та зарубіжних інструментальних компаній, і буде все ширше використовуватися, оскільки весь рівень обробки різання буде покращуватися. В даний час вітчизняні компанії Hunan Diamond Carbide Tools Co., Ltd., Shanghai Tool Factory Co., Ltd., Siping Xinggong Cutting Tool Co., Ltd. та інші підприємства також можуть виробляти твердосплавні торцеві фрези, мітчики, свердла та інші вироби, як показано на малюнку 2, Хунань. Твердосплавний інструмент виробництва Diamond Carbide. Не тільки це, але тверді сплави також використовуються в деяких складних формувальних інструментах. По-друге, розробка та використання нових процесів, таких як спікання цементованого карбіду під тиском, покращили внутрішню якість цементованого карбіду; і розробка спеціальних марок для різних потреб в обробці, а також подальше покращення характеристик цементованого карбіду. У випадку основного матеріалу марки твердосплавних вставок із хімічним покриттям був розроблений сортований твердосплавний сплав з хорошою стійкістю до пластичної деформації та міцною поверхнею, що покращило продуктивність різання та діапазон застосування пластин із твердосплавного сплаву з покриттям.

Збільшено різноманітність керамічних та металокерамічних інструментальних матеріалів, покращено міцність та в’язкість, розширено область застосування та діапазон обробки, замінено твердий сплав у фінішній та напівчистовій обробці сталі та чавуну, що покращила ефективність обробки та якість продукції. В даний час такі інструментальні матеріали можна використовувати не тільки в цільному, дрібносерійному виробництві, а й у масовому виробництві складальних ліній, а через більш низьку ціну їх можна використовувати як переважний інструмент для сухого і твердого різання. різання.

Міцність надтвердих інструментальних матеріалів з PCD і CBN і вдосконалення виробничого процесу дозволили розширити область застосування. У автоматичному виробництві використовуються циліндрові розточувальні інструменти з CBNлінії, а також в обробці чавуну та гартувальної фурнітури, і розширилися від фінішного поля до поля напівфінішного, що значно підвищило ефективність різання. Алюмінієвий сплав є важливим матеріалом в аерокосмічній і автомобільній промисловості. Високоефективна переробка алюмінієвого сплаву є ключовою технологією в цих двох промислових секторах. В даний час завдяки широкому застосуванню різноманітних високопродуктивних інструментів, виготовлених з PCD, ефективність різання значно покращена, найвища. Швидкість різання досягла 7000 м/хв. Продукти були розширені від оригінальних токарних інструментів і торцевих фрез до торцевих фрез, свердла, розгорток, формувальних інструментів тощо; PCD також є єдиним ефективним інструментом для обробки неметалевих матеріалів, таких як графіт і синтетичні матеріали. Можна передбачити, що з просуванням інструментів CBN і PCD, різноманітність інструментів буде ще більше розширюватися, а область застосування буде ще більше розширюватися, що призведе до розвитку обробки різання в напрямку високошвидкісної та високоефективної механічної обробки.

Розробка швидкорізальних сталевих матеріалів все ще згадується при розробці інструментальних матеріалів. Незважаючи на те, що продажі швидкорізальних сталевих інструментів та інструментів із твердосплавного цементу скорочуються приблизно на 5% на рік, високопродуктивна кобальтова швидкорізальна сталь і Використання швидкорізальної сталі для порошкової металургії зростає. Ці дві високопродуктивні швидкорізальні сталі мають давню історію, вони мають кращу зносостійкість, червону твердість і надійність, ніж звичайна швидкорізальна сталь, особливо характеристики швидкорізальної сталі порошкової металургії, але через високу ціну, використовуються використовуватися в аерокосмічній промисловості для обробки складних матеріалів. Прагнучи до підвищення ефективності різання та зміни концепції, ці високопродуктивні швидкорізальні сталеві інструменти вперше широко використовуються в автоматичних лініях, таких як свердла, кінцеві фрези, мітчики та інші інструменти загального призначення, зуборізки, протяжки та інші. складні інструменти. Отримано покращену швидкість різання та якість обробки, надійне використання та подовжений термін служби інструменту. В останні роки вищезгадані інструменти, виготовлені з високоякісної швидкорізальної сталі, були розширені та застосовані для загальної обробки та стали звичайним продуктом зарубіжного швидкорізального сталевого інструменту.

Підводячи підсумок, у розробці різних інструментальних матеріалів твердосплавний цемент відіграє провідну роль, але експлуатаційні характеристики інших інструментальних матеріалів також значно покращилися, розширивши відповідні області їх застосування, утворивши різноманітні інструментальні матеріали. Є унікальні переваги та сфера використання, які замінюють один одного, доповнюючи загальний візерунок. Можна сказати, що всебічний і швидкий розвиток інструментальних матеріалів заклав основу для сучасного високошвидкісного, високоефективного різання металу.

По-третє, покриття є ключовою технологією покращення роботи інструменту.

Технологія нанесення покриття на інструмент відіграє важливу роль у розвитку сучасних ріжучих і ріжучих інструментів. Він розвивався дуже швидко з моменту свого заснування, особливо в останні роки. Хімічне покриття (CVD) все ще є основним процесом нанесення покриття для індексних вставок. Були розроблені нові процеси, такі як середньотемпературний CVD, товстоплівковий оксид алюмінію та перехідний шар. На основі поліпшення основного матеріалу покриття CVD є стійким. Покращуються як знос, так і міцність; Алмазні покриття CVD також досягли прогресу, покращивши обробку поверхні покриття та вступивши в практичну стадію. В даний час коефіцієнт покриття іноземних твердосплавних пластин, що індексуються, досяг більше 70%. Протягом цього періоду прогрес фізичного покриття (PVD) був особливо помітним, і значний прогрес був досягнутий у структурі печі, технологічному процесі та автоматичному управлінні, а не тільки в термостійкості, придатній для високошвидкісного різання, сухого різання та твердого різання. була розроблена різання. Кращі покриття, такі якфрези не тільки мають високу ефективність обробки, але й мають хорошу універсальність, що дозволяє заощадити витрати на інструмент.

По-п'яте, швидкий розвиток допоміжних технологій.

Технологія різання поступово розвивається разом із вдосконаленням технології різання. Це невід'ємна частина сучасної технології різання і підтримує швидкий розвиток з різальними технологіями та інструментами, в тому числі між держателем інструмента і шпинделем верстата. Спосіб з'єднання, затискання інструменту в інструментотримачі, баланс системи інструментів і керування інструментом.

Двосторонній порожнистий конусний хвостовик (HSK) інтерфейс верстат-інструмент має переваги: ​​хорошу жорсткість з’єднання, високу точність позиціонування, короткий час завантаження та розвантаження тощо. Просування технології використовується все ширше (Малюнок 6). ). Конструкція цього тримача інструменту стала офіційним міжнародним стандартом і була прийнята багатьма виробниками верстатів. Він представив високошвидкісні обробні центри з інтерфейсами шпинделя HSK та інструментальними системами або інтегровані інструменти з інструментодержателями HSK. Потужна життєздатність і перспективність гарного використання цього нового типу тримачів інструментів. У той же час деякі компанії розробили конструкції хвостовика, подібні до HSK, наприклад хвостовик Capto від Sandvik і хвостовик KM Kennametal. В останні роки також з'явився інтерфейс 7:24 для двостороннього контакту або навіть трьох контактів, щоб задовольнити потреби існуючих верстатів для високошвидкісної обробки.

Використання високошвидкісних обертових інструментів також висуває нові вимоги до затиску інструменту. Він вимагає високої точності затискання, радіального биття

Крім того, для високошвидкісних обертових інструментів існують вимоги до балансу та безпеки. Через структурну асиметрію або ексцентриситет, викликані помилками виготовлення та складання, існує дисбаланс між центром обертання та високошвидкісним обертанням. Періодична радіальна сила діє на систему підшипників шпинделя і навіть на інші частини верстата, впливаючи на якість обробки, термін служби інструменту та продуктивність верстата. З цією метою вказується допустимий дисбаланс і швидкісне використання швидкісного ротаційного інструменту; Виробники інструментів розробили різноманітні інструменти з регулюванням балансу або обертові інструменти та інструментальні системи для високошвидкісного різання перед завантаженням у шпиндель. Баланс на машині динамічного балансування, щоб обмежити дисбаланс до певного діапазону. Щоб зменшити кількість дисбалансу (ексцентриситету), що виникає після завантаження інструменту в шпиндель, нова технологія автоматичного балансування в режимі онлайн балансує шпиндель, хвостовик та інструмент як роторну систему на робочому місці.швидкість.

При високошвидкісному різанні швидкість інструменту перевищує 10 000 ~ 20 000 об/хв або навіть вище. У цей час затискні частини корпусу лопаті, лопаті та лопаті піддаються дії великої відцентрової сили. Коли швидкість обертання досягає певного критичного значення, цього достатньо. Лезо витягнуто, або зламався затискний гвинт, або навіть весь корпус зламаний. У разі таких умов обладнання або травми можуть призвести до нещасних випадків, тому необхідно запобігти високошвидкісній технології різання. З цією метою Німеччина розробила специфікацію безпеки для високошвидкісних обертових інструментів, яка має суворі правила щодо конструкції, випробувань, використання та якості балансу інструменту. Ця специфікація стала європейським стандартом і міжнародним стандартом.

Згідно з даними, пряма вартість інструменту становить лише 2%~4% від виробничої собівартості, тоді як витрати на використання та управління інструментом становлять понад 12%. Наукове управління інструментом може заощадити користувачеві значні витрати на інструмент і знизити вартість виробництва. Таким чином, розвиток технології управління інструментами та відповідного програмного та апаратного забезпечення стало сферою діяльності виробників інструментів, надаючи користувачам різноманітні форми послуг з управління інструментами, від простого управління логістикою інструментів до пакетних контрактів для всіх інструментів, включаючи закупівлю інструментів, ідентифікацію , зберігання, обслуговування на місці, повторне шліфування інструментів, удосконалення процесів, розробка проектів тощо. Компанії-користувачі можуть скористатися перевагами цієї спеціалізованої соціальної служби, підтримувати високий рівень обробки різання та зосередитися на розвитку основних технологій, а також досягти подвійного врожаю господарсько-технологічного.

По-шосте, нова бізнес-модель інструментальної промисловості.

З розвитком технології різання інструментальна промисловість переживає революцію в приводі механізмів. Зіткнувшись із все більш новою моделлю виробництва та новими матеріалами заготовок, «інструменти» більше не є простими продуктами. Після продажу вони є важливими технологічними факторами для оптимізації процесу або технології лінії обробки. Виробники інструментів повинні мати можливість Надання користувачам повної технології обробки, щоб допомогти користувачам досягти мети підвищення ефективності обробки, якості продукції та зниження виробничих витрат, стало напрямком і бізнес-метою розвитку бізнесу іноземних виробників інструментів. В даний час виробники інструментів вивели індустрію інструментів на більш високий етап розвитку за допомогою різних форм бізнес-послуг, таких як «обслуговування користувачів» і «надання рішень». Факти довели, що така практика іноземних виробників інструментів сприяє розвитку обробної промисловості, приносить більше користі користувачам і вітається користувачами.

Застосовуйте передові технології різання, щоб прискорити розвиток обробної промисловості Китаю

16-й Національний з'їзд Комуністичної партії Китаю поставив завдання всебічного побудови заможного суспільства і здійснення нової індустріалізації. Це підірвало в ріг маршу Китаю від виробничої потужності до виробничої потужності. Як основна технологія технології виготовлення, ріжучий інструмент є основним технологічним обладнанням. Він на першому місці в цьому історичному марші. Передові технології різання та ріжучі інструменти є розвитком Китаю автомобільної промисловості, аерокосмічної промисловості, енергетичної промисловості та допоміжного обладнання. Передумови для виробництва цвілі. Перед обличчям такої чудової можливості ми повинні повною мірою використовувати передові технології різання та різальні інструменти, щоб обслуговувати обробну промисловість Китаю.

З цією метою інструментальна промисловість Китаю прискорює інтеграцію зі світовою інструментальною промисловістю, впроваджуючи передове технологічне обладнання та технології шляхом технологічної трансформації, а також розробляючи та виробляючи першокласні інструменти. Інструментальна промисловість Китаюдва авангарди - Zhuzhou Cemented Carbide Group і Shanghai Tool Factory Co., Ltd. взяли на себе провідну роль у проведенні технологічної трансформації з високою початковою точкою і великими інвестиціями, що зробило технологію виробництва індексних пластин і твердосплавних інструментів у Китаї близькою. Просунутий рівень у світі. У той же час іноземні інструментальні компанії стикаються зі стрімким розвитком китайської обробної промисловості та перспективами швидкого розвитку, пришвидшення темпів локалізованого виробництва або обслуговування в Китаї з метою зниження виробничих витрат, покращення сервісних можливостей та скорочення обсягів виробництва. разів. Кажуть, що вихід іноземних інструментальних компаній на китайський ринок створює для нас дуже сприятливі умови для застосування передових інструментів для трансформації традиційного виробництва. Ми повинні скористатися цією сприятливою можливістю та активно використовувати передові різальні інструменти, щоб відповісти на виклики економічної глобалізації, щоб покращити технологію обробки та конкурентоспроможність підприємств.

Коли підприємства прискорюють застосування передових технологій різання, ситуація на кожному підприємстві різна, а конкретні практики відрізняються, але наступні моменти можна використовувати як спільну ідею:

Інструменти, виготовлені з високопродуктивних інструментальних матеріалів, включаючи твердосплавні інструменти, інструменти з нітриду кремнію, інструменти CBN і PCD, високопродуктивні інструменти зі швидкорізальної сталі тощо, один із видів введення для конкретної ситуації виробництва, крок за кроком Натискайте, отримаєте хороші результати; В даний час вітчизняні виробники інструменту також можуть частково постачати цю інструментальну продукцію.

Широко використовуйте інструменти з покриттям. Частка ножів з покриттям у Китаї дуже низька, і є великий простір для просування. Відповідну марку покриття слід вибирати відповідно до умов обробки та досягати бажаних результатів.

Використання інструментів, що підлягають індексації, активно використовується. Індексовані інструменти пропагуються в Китаї протягом багатьох років, але прогрес був недостатньо швидким з різних причин.

Розвиток не збалансований. Проте за цей період технологія інструментів, що індексуються, досягла нових успіхів, їх різноманітність швидко зросла, і вона розвивалася в більш ефективному та застосовному напрямку. Розроблено леза фрез з криволінійною кромкою, токарні пластини з лезами склоочисників і загального призначення. Продукти з хорошими круглими та восьмикутними лезами мають великий потенціал для застосування. Активне просування індексованих інструментів має стати важливим проектом технологічної трансформації підприємств. На малюнку 7 зображено фрезу з вигнутими кромками, розроблена компанією Hunan Diamond Cutting Tool Co., Ltd.

Для великомасштабних виробничих ліній ми повинні вчитися на зарубіжному досвіді, розробляти нові процеси та спеціальні інструменти, підвищувати ефективність і знижувати витрати або розробляти комбіновані процеси концентрації інструменту для підвищення ефективності та зменшення інвестицій. Таку роботу для досягнення результату необхідно поєднувати з верстатобудівниками та виробниками інструментів. Це зріла практика в промислово розвинених країнах.

Для компаній із дрібносерійним режимом виробництва цільної продукції слід використовувати нові ефективні інструменти, такі як свердла для внутрішнього охолодження та торцеві фрези. По-друге, можна використовувати багатофункціональні універсальні фрези, які дозволяють скоротити час зміни інструменту. Необхідно також порушити традиційні межі процесу свердління, фрезерування, шліфування тощо та досягти нових ефектів обробки за допомогою процесу фрезерування, свердління, фрезерування, фрезерування, фрезерування та шліфування. Крім того, посиліть управління інструментами, зменшіть запаси та зменшіть витрати на інструменти.

Впроваджуючи передові ріжучі інструменти та нові технології, підприємства повинні покладатися на технічну силу виробників і дистриб’юторів інструменту, щоб йти шляхом соціалізації. У нинішній ситуації нових матеріалів заготовок, інструментальних матеріалів і марок покриттів є тисячівидів інструментів. Тільки з допомогою своїх професіоналів можна підібрати правильний інструмент і досягти бажаної мети. Це також нинішнє зарубіжне виробництво інструменту. Філософія бізнесу «системне постачання» та «надання рішень» активно пропагується компанією. По-друге, необхідно зламати неправильне уявлення про вартість інструменту - вважаючи, що хороший інструмент занадто дорогий, щоб його витрачати. Саме ця точка зору вже давно вплинула на прогрес технології різання в Китаї та розвиток національної інструментальної промисловості. Інструмент «дорогий» і становить лише 2%~4% виробничої вартості (менше 2% на більшості підприємств Китаю). Тільки за допомогою «дорогого» ножа ефективність можна значно знизити, щоб значно знизити вартість окремої частини. Вигоди підприємства в кінцевому підсумку досягнуть ефекту менших інвестицій і більшого випуску. На конкретних прикладах обробки можна довести, що вартість інструменту не перевищує вартість кожного виробу.

Нарешті, я сподіваюся, що зусиллями кожного технологія різання цього агрегату буде об’єднана, щоб внести свій внесок у розвиток китайського виробництва та технологій виробництва.