Инструменталните стомани, известни със своята висока твърдост, устойчивост на износване и способност да задържат режещи ръбове при повишени температури, представляват уникални предизвикателства и изисквания при обработката с ЦПУ. Това ръководство предоставя изчерпателен преглед на критичните технически съображения за успешна обработка на тези материали, насочено към професионални специалисти по доставки и практици в индустрията.
1. Класификация и избор на материали
Разбирането на конкретния клас инструментална стомана е от първостепенно значение. Ключовите категории включват:
- Инструментални стомани за -студена работа (напр. AISI D2, A2, O1): Характеризира се с високо съдържание на въглерод и хром за превъзходна устойчивост на износване. Често се доставя в закалено състояние (обикновено ~200-250 HB) за машинна обработка.
- Стомани за-работни инструменти (напр. AISI H13, H11): съдържат легиращи елементи като хром, молибден и ванадий за устойчивост на термична умора. Обработката обикновено се извършва в закалено състояние.
- Високо{0}}бързи стомани (HSS, напр. M2, M42): Съдържат значително волфрам, молибден, кобалт и ванадий за червена-твърдост. Те са известни като абразивни и трудни за обработка.
- Винаги проверявайте точната спецификация на материала (напр. DIN, AISI, JIS) и неговото доставено състояние (закален, предварително -закален) преди планиране на операции.
2. Съображения за пред-обработка
- Подготовка на детайла: Уверете се, че основният материал е-освободен от напрежението и правилно закален, за да се постигне еднаква обработваемост. Проверете размерите и надбавките.
- Стратегия за траектория на инструмента: Използвайте фрезоване с изкачване (фрезоване надолу), когато е възможно, за да минимизирате втвърдяването при работа и да подобрите живота на инструмента. Захващането на инструмента трябва да се контролира, за да се избегне прекомерно генериране на топлина.
- Твърдост: Увеличете максимално твърдостта на системата. Използвайте къси, здрави държачи за инструменти (напр. хидравлични патронници, -монтирани държачи) и се уверете, че детайлът е здраво закрепен, за да смекчите вибрациите.
3. Избор на режещ инструмент
Изборът на инструмент е критичен за икономическата жизнеспособност и целостта на повърхността.
- Tool Material: For annealed tool steels, premium coated carbide grades (e.g., PVD TiAlN, AlTiN) are standard. For hardened steels ( >45 HRC), вложки от кубичен борен нитрид (CBN) или твърди CBN инструменти се препоръчват за довършване. Поликристалният диамант (PCD) е подходящ за -приложения в цветни метали, но не и за стомана.
- Геометрия на инструмента: Използвайте остри, положителни -геометрии на наклона, за да намалите силите на рязане и топлината. Инструментите трябва да имат полирани жлебове за улесняване на евакуацията на стружките.
- Състояние на инструмента: Винаги използвайте остри, неизтъркани инструменти. Тъпите инструменти генерират прекомерна топлина, което води до втвърдяване при работа и ускорено износване.
4. Оптимизиране на параметрите на рязане
Параметрите трябва да балансират скоростта на отстраняване на метала с живота на инструмента и качеството на детайла.
- Скорост на рязане (Vc): Консервативните скорости са от съществено значение. За загряти инструментални стомани с карбидни инструменти, Vc обикновено варира от 60-150 m/min в зависимост от марката и работата. Скоростите трябва да бъдат драстично намалени за предварително закалени или HSS степени.
- Скорост на подаване (fz): Поддържайте адекватно натоварване на чипа, за да предотвратите триене и натрупване на топлина. Типичното подаване на зъб варира от 0,05-0,20 mm/зъб за средни до груби операции. Завършването изисква по-леки подавания.
- Дълбочина на рязане (ap): Използвайте радиални дълбочини на рязане, по-малки от диаметъра на инструмента (напр. 30-70% от Dc за фрезоване) и регулирайте аксиалните дълбочини, за да управлявате натоварването. Множеството леки минавания често са за предпочитане пред едно тежко рязане.
- Прилагане на охлаждаща течност: Обилна охлаждаща течност под високо-налягане (за предпочитане емулсия) е задължителна за разсейване на топлината, предотвратяване на темпериране на детайла и промиване на стружки. Чрез-доставянето на охлаждаща течност на инструмента е много ефективно. За някои довършителни операции с CBN може да е приложима суха обработка или смазване с минимално количество (MQL).
5. Специфични операции по обработка
- Фрезоване: Използвайте трохоидални или отделящи се стратегии за фрезоване за джобове, за да поддържате постоянно зацепване на инструмента и разпределение на топлината.
- Струговане: Използвайте твърди настройки, вложки с отрицателен-наклон за груба обработка и положителен-наклон за окончателна обработка. Осигурете правилна геометрия на стружкочупа, за да контролирате жилавите стружки.
- Пробиване и нарязване на резби: Използвайте твърдосплавни свредла с вътрешна охлаждаща течност. За нарязване на резба намалете скоростта, помислете за фрезоване на резба за по-голяма точност и живот на инструмента в глухите отвори и използвайте високо-течности за нарязване на резба.
6. След-обработка и осигуряване на качеството
- Облекчаване на напрежението: За сложни части или такива, изискващи висока стабилност на размерите, се препоръчва -отгряване за освобождаване на напрежението след груба обработка преди завършване.
- Почистване: Инструменталните стомани се-втвърдяват лесно; използвайте внимателно механични или термични методи за премахване на ръбове, за да избегнете компрометиране на ръбовете.
- Инспекция: Използвайте прецизно метрологично оборудване (CMM, оптични компаратори, повърхностни профилометри). Проверете критичните размери, геометричните допуски (съгласно ASME Y14.5 или ISO 1101) и покритието на повърхността (Ra, Rz). За откриване на пукнатини може да се определи тест за проникване на багрила (PT) или тест с магнитни частици (MT).
УспешноCNC обработка на инструментални стоманиизисква методичен подход, съсредоточен върху разбиране на материала, строги настройки, оптимизирани инструменти и дисциплиниран контрол на процеса. Придържането към доказани параметри и най-добри практики гарантира производството на компоненти с висока-интегритет, увеличава максимално живота на инструмента и постига обща-ефективност на разходите. Силно се препоръчват непрекъснати консултации с доставчиците на материали и режещи инструменти за-специфични съвети за приложение.