Металл хайчлах явцад ажиллагааг тодорхойлох гурван гол хүчин зүйл байдаг: нэгдүгээрт, хэрэгсэл ба боловсруулж буй деталь хоорондоо огтолцох гадаргуугийн хурд буюу хайчлах хурд; хоёрдугаарт, эргэлтийн тутамд хэрэгсэл хичнээн хэмжээгээр дэвшихийг илэрхийлэх хооллох хурд; гуравдугаарт, хэрэгсэл материал руу хичнээн гүн орохыг харуулах огтлолын гүн. Эдгээр хүчин зүйлс нь хоорондоо хамааралгүй биш. Аль нэг параметрийг өөрчлөхөд бусад нь шууд нөлөөлөл үзүүлдэг. Жишээ нь хооллох хурдыг авч үзье. Хэрэв хэн нэгэн бусад параметрийг тохируулахгүйгээр хооллох хурдыг ихэсгэе гэж оролдовол, огтлолын гүнийг багасгах шаардлагатай болно. Үгүй бол хэрэгсэл дарагдах, хэвийн бус хэлбэлзэл үүсэх, ингэвэл үйлдвэрийн талбайд хүссэн байдлын эсрэг үзэгдэл гарна.
Хурд ихсэхэд илүү их дулаан үүсдэг бөгөөд хоолойн хурд эсвэл огтлолын гүнд өөрчлөлт оруулахгүй бол хэрэгслүүд хурдан изэн зулгардаг. Жишээ нь, хатуужуулсан ган шиг материалыг боловсруулах үед хоолойн хурдыг ойролцоогоор 20%-иар нэмэх нь хэрэгслийг цагаачилан гэмтэхээс сэргийлэхийн тулд огтлолын гүнийг ойролцоогоор 15%-иар бууруулахыг шаарддаг. Материалд хэтрэхэд хэлбэлзэл ихэсдэг бөгөөд Inconel 718 шиг хатуу хайлш дээр хурдыг хэт их дэвшүүлэх нь их дулаан үүсэж трещин үүсгэх боломжтой. Эдгээр бүх хүчин зүйлсийн зөв тэнцвэрийг олох нь машиндажийг амжилттай болгодог учраас энэ холимогийг буруу тохируулбал муу үр дүн, цаг хаялт, ирээдүйд өртөг ихтэй хэрэгслийн солилт зэрэгт ашиггүй үр дагаварт хүргэдэг.
Үйлдвэрлэгчид Тейлорын хэрэгсэл элэгдэх тэгшитгэлийн ( VT n = C ) шиг туршлагын загваруудыг ашиглан шийдвэр гаргадаг—энд V нь огтлогч хурд, T нь хэрэгслийн амьдралын хугацаа, C ба n бол материал болон хэрэгслээс хамаарсан тогтмолууд юм. Жишээ нь, титаныг боловсруулах үед хурдыг 30%-иар бууруулбал хэрэгслийн амьдралын хугацааг хоёр дахин нэмэгдүүлж болно. Үндсэн солилцооны асуудлуудад дараахь зүйлс орно:
| Хэлбэр | Параметрийн тохируулга | Солилцооны эрсдэл |
|---|---|---|
| Илүү ажилчлагдамж | ↑ Подач хурд / ↓ Гүн | Хэрэгслийн хугарал, муу гадаргуугийн төгсгөл |
| Бага үнэ | ↓ Огтлох хурд | Машинлагажуулалтын цаг нэмэгдсэн |
| Өөрчлөлттэй гадаргуугийн төгсгөл | ↓ Подач / ↑ Хурд | Материал авах хурд буурсан |
Өгөгдөлд суурилсан параметрийн сонголт нь хэрэглээний хязгаарлалтуудыг эхэлж авч үздэг: нисэх онгоцны деталиуд нарийн зөвшөөрөх хязгаартай (дунд зэргийн подач-ийг илүүд үздэг), харин анхны таслалт нь огтлолын гүндийг хамгийн их болгоно. Энэхүү системчилсэн арга нь үр ашгүй туршилтыг арилгаж, үйл ажиллагааны үр ашгийг болон деталийн чанарыг сайжруулдаг.
Металлыг аюулгүй, үр дүнтэй хайчлах явцад материалын онцлог нь чухал хязгаарлалт тогтоодог. Жишээ нь AISI 1045 нүүрстөрөгчийн болон ган Rockwell-ийн хат байдлын масштабаар ердийн тохиолдолд 15-25 орчимд хүрдэг. Карбидын хэрэгслүүдээр ажиллаж буй ажилтангууд ерөнхийдөө минутанд 120-250 метрийн хурдтайгаар хайчилж чаддаг. Гэсэн хэдий ч Inconel 718 шиг никельд суурилсан супер хайлшуудыг хэрэглэх үед байдал өөр байдаг. Эдгээр материал нь хат байдлын масштабаар ойролцоогоор 35-45 байдаг. Ийм материалуудыг маш удаан хурдтайгаар, ихэвчлэн минутанд 30 метрээс бага хурдтайгаар хайчлах шаардлагатай, учир нь тэд хурдан ажиллах явцад хатаж, хайчлалтын хэрэгслийг маш их хүндийн дор үлдээдэг. Энэ бүгдийг боломж болгодог зүйл бол машинд боловсруулах үеийн эдгээр материалын молекул түвшний зан араншин дахь үндсэн ялгаа юм.
| Материалын шинж чанар | AISI 1045 ган | Инконел 718 |
|---|---|---|
| Дулааны дамжуулалт | Өндөр (51 Вт/м·К) | Бага (11.4 Вт/м·К) |
| Ажиллах үеийн хаталтын илтгэл | Дунд шатны | Шаргалттай |
| Оновчтой хурдны муж | 150±30 м/мин | 20±5 м/мин |
ASM International-ийн мэдээллээр, зөвлөж буй хурдны хязгаарыг давах нь төмөр хайлш дээрх иж бүрэн хэмжээний износ, ялангуяа хатуу хайлш дээр 300%-иар нэмэгдэж болохыг харуулж байна. Хэт халалтаас сэргийлэх, хэрэгсэлийн бүтцийг хадгалахын тулд хурдыг боломжийн хязгаартай сонгох нь чухал үлдэж байна.
Боловсруулж буй деталийн геометр хэлбэр нь боломжит огтлолтын гүнд (ОГ) хязгаарлалт тавина. Жишээ нь, 0.5 мм зэвэрдэггүй гангаар хийсэн хальсны хувьд хазайлтаас сэргийлэхийн тулд ОГ ≤ 0.1 мм байх шаардлагатай бол, харин 50 мм хөнгөн цагаан хавтан нь хүртэл 5 мм ОГ-г тэсвэрлэж чадна. Тогтвортой байдалд гурван механик хүчин зүйл гол үүрэг гүйцэтгэнэ:
Жишээ нь, 10 мм титан хэсэг дээр IT7 нарийвчлалд хүрэхэд ихэвчлэн DOC < 1.5 мм шаардлагатай байдаг. Талбайн судалгаа нь зузаан ханын машинд овоорлох үед тохиромжгүй DOC-ийг сонгох нь багажны өмсөлтийн гэмтлийн 72%-д хүргэдэг талаарх мэдээллийг өгч байна (Materials Processing Technology Судалгааны Сэтгүүл, 2023).
Хэрэгсэл шинэчлэгдсэн ч гэсэн Тейлорын хэрэгсэлийн амьдралын тэгшитгэл (VTn = C) нь одоогийн үед чухал ач холбогдолтой байна. Өнөөгийн үед илүү сайн хэрэгсэлүүд гарч ирснээр бид үүнийг хэрхэн хэрэглэж байгаагаа ихэд өөрчилсөн ч, титан алюминийн нитрид (TiAlN) зэрэг шинэ далд хальснууд нь машинчид хатуу болгосон цулдаасыг боловсруулах үед минутанд 45-65 метрийн хурдтайгаар ажиллах боломжийг олгоно, мөн хэрэгсэлийн элэгдэлд өртөхөөс урьдчилан сэргийлнэ. Эдгээр орчин үеийн далд хальсуудыг уламжлалт загваруудтай хослуулбал, томоохон хэмжээгээр үйлдвэрлэх үед хэрэгсэлийн зардлыг ойролцоогоор 30% хүртэл бууруулах боломжтой. Энэ нь онгоцны материал боловсруулах үед наалдах асуудлыг урьдчилан сэргийлэхэд дулааны тогтвортой байдлын чухал үүрэгтэй байдаг. Иймд бүх дэвшилт ч байсан ч Тейлорын үндсэн зарчим нь олон салбарт хэрэгжих машины практикийг хэвийн удирдаж байна.
Үр дүнтэй дулааны удирдлагын түлхүүр нь зориудын чиглэлтэй хөргөгчийн нөлөөлөл дээр оршино:
Тохиромжтой шингэн нөхөн сэргээгчийг сонгох нь зунгилаа ба дулаан дамжуулах чадварыг тэнцвэржүүлэх юм. Энэ нь зөвхөн температурын далайцад хяналт тавихад л биш харин гадаргуугийн хатууралтыг урьдчилан сэргийлж, Ra ≤ 0.8 мкм гадаргуугийн төгсгөлөөр үлдэхэд чиглэгддэг.
Металл хайлуулах үндсэн параметрүүд бол хайлуулах хурд, подач хурд, хайлуулалтын гүн юм. Эдгээр параметр бүр нөгөөгөө нөлөөлдөг тул нэгнийг нь өөрчлөх нь бусдыг нь ч мөн нөлөөлж болзошгүй.
Эдгээр хүчин зүйлсийг тэнцвэржүүлэх нь маш чухал юм. Учир нь буруу тохируулга нь хэрэгсэлийн элэгдэл, холбогдол, гадаргуугийн муу төгсгөл гэх мэт асуудалд хүргэж, машинлагжуулалтын процессын нийт чанар, үр ашгийг муутгаж болзошгүй.
AISI 1045 болон Inconel 718 гэх мэт өөр өөр материалууд машинлагжуулах нөхцөлд өөр өөр байдлаар илэрдэг. Тэдгээрийн найрлага, хатуулаг, дулааны шинж чанар нь аюулгүй, үр ашигтай таслалтанд тохирох хурд, подач, гүн зэргийг тодорхойлдог.
Таслагч параметрийг оновчтой болгох, дэвсгэртэй хэрэгсэл ашиглах замаар хэрэгслийн амьдралыг уртасгаж болно. Тейлорын Хэрэгслийн Амьдралын Томъёо шиг туршламжийн загваруудын орчин үеийн хувилбарыг хэрэглэх нь илүү сайн машинлагжуулалтын аргачлалд удирдамж болно.
EN
