Параметри за ефикасно сечење метала

Параметри резања метала у сржи: брзина, додатак и дубина резања

Када је реч о резању метала, постоје у основи три кључна фактора који одређују како ствари раде: брзина резања, која је у основи брзина која се креће површином где алат наилази на дело; стопа подавања, што значи колико алат напредује током сваког окретања; и дубина резања, Али то нису независни фактори. Промените један параметар и остали ће бити одмах погођени. Узмите на пример брзину хране. Ако неко покушава да повећа брзину подавања без прилагођавања нечега другог, вероватно ће морати да се повуче на дубину резања уместо тога. Иначе се алат преоптерећује и почиње да вибрира или да се шали, што нико не жели да се деси на терену.

Зависност и компромиси између брзине сечења, брзине подавања и дубине сечења

Када се брзина сечења повећава, стварају више топлоте која брже износи алате, осим ако се не прилагоде брзини подавања или дубини сечења. На пример, када радимо са тврдим челичним материјалима, повећање залиха за око 20% често значи смањење дубине сечења за око 15% ако желимо да спречимо прерано неуспех алата за сечење. Предулазивање превише дубоко у материјал повећава проблеме са вибрацијама, а гурање превисоким брзинама на тврдим легурама као што је Инконел 718 може заправо изазвати формирање пукотина због прекомерног наткупљања топлоте. Проналажење правилне равнотеже између свих ових фактора је оно што чини обраду успешном, јер погрешно мешање води до лоших резултата, губљеног времена и скупе замене алата.

• Прерано оштећење алата од механичког оптерећења
• Нетачност димензија због одвијања
• Дефекти површине од трепетања или прегревања

Балансирање продуктивности, трошкова и квалитета површине помоћу емпиријских модела резања метала

Произвођачи примењују емпиријске моделе као што је Тейлорс једначина живота алата ( ВТ ⁿ = Ц ) да би се водиле одлуке V је брзина резања, Т је живот алата, и Ц и n су константе специфичне за материјал и алат. На пример, смањење брзине за 30% може удвостручити трајање алата у фрезивању титана. Кључне компромисе укључују:

Избор параметара који се води подацима даје приоритет ограничењима примене: ваздухопловне компоненте захтевају чврсте толеранције (повољство умерених залиха), док пролази грубости максимизују дубину сечења. Овај систематски приступ елиминише трошење пробних и погрешних метода, побољшавајући оперативну ефикасност и квалитет делова.

Избор параметара за резање метала специфичног за материјал

Како састав легуре и тврдоћа (нпр. АИСИ 1045 против Инконел 718) дефинишу безбедне опсеге брзине

Карактеристике материјала постављају значајна ограничења када је реч о сигурном и ефикасном сечењу метала. Узмите угљенски челик као што је АИСИ 1045, који се обично креће између 15 и 25 на Рокуелловој скали тврдоће. Са карбидним алатима, оператери обично могу постићи брзине сечења од 120 до 250 метара у минути. Међутим, ствари постају сасвим другачије када радимо са суперлегурама на бази никла као што је Инконел 718, који се налазе око 35 до 45 на скали тврдоће. Ови материјали захтевају много спорије брзине, често мање од 30 метара у минути, јер имају тенденцију да се брзо оштре и да наметну огромни стрес на резање алата. Оно што све ово омогућава су фундаменталне разлике у томе како се ови материјали понашају на молекуларном нивоу током процеса обраде.

Превазилажење препоручених опсега брзине убрзава зношење бокова до 300% у тврдим легурама, према АСМ Интернешнл. Конзервативни избор брзине остаје од суштинског значаја за управљање производњом топлоте и очување интегритета алата.

Утицај на дубину резања и стабилност алата

Геометрија радног комада ограничава постижимо дубину сечења (ДОЦ). На 0,5 мм лиму од нерђајућег челика може бити потребно ДОЦ ≤ 0,1 мм како би се спречило одвијање, док алуминијумска плоча од 50 мм може толерисати до 5 мм ДОЦ. Три механичка фактора доминирају стабилношћу:

• Ширина реза која прелази 20% пречника алата повећава ризик од вибрација
• Тонки просекци (<3 мм) захтевају смањен DOC да би се одржале толеранције од ± 0,025 мм
• Односи аспекта > 8:1 (вишину према ширини) захтевају круте фиксе и специјализоване носиоце алата

На пример, постизање толеранције IT7 на 10 mm титановом делу обично захтева DOC < 1,5 mm. Пољске студије показују да неисправна селекција ДОЦ доприноси 72% прераног неуспјеха уставка у обради танких зидова (Журнал технологије обраде материјала, 2023)

Продужавање живота алата у резању метала кроз топлотну и механичку оптимизацију

Примена Тейлорове једначине трајања алата са модерним премазаним инсеротима у резању метала у стварном свету

Класична Тейлорова једначина живота алата (ВТн = Ц) и даље има значај, иако се начин на који га примењујемо прилично променио са бољим алатима који су данас доступни. Нови премази као што је титанијум алуминијум нитрид (TiAlN) омогућавају механичарима да раде много брже када раде са тврдим челикама, негде око 45 до 65 метара у минути, док се алати не издржују превише брзо. Када произвођачи комбинују ове модерне премазе са традиционалним моделима, могу смањити трошкове алата за око 30% када производе велике количине. Оно што ово чини стварно успешним је да топлотна стабилност ових премаза помаже да се спрече проблеми са лепилошћу приликом обраде ваздухопловних материјала. Упркос свим напредоцима, Тејлорови основни принципи настављају да воде практику обраде у стварном свету у различитим индустријама.

Стратегије хладила и распршивање топлоте за конзистентну интегритетет површине и квалитет ивице

Ефикасно топлотно управљање се ослања на циљану испоруку хладило:

• Хладница за хлађење алата под високим притиском (≥70 бар) пролази кроз зону резања, смањујући температуре за 200300°C
• Уколико је потребно, додајте: минимизује микрокрекинг у титанијским компонентама који се јавља топлотом
• Криогенско хлађење продужава живот алата за 2,3x у инконел завршним операцијама

Оптималан избор хладилова уравнотежава вискозност и топлотну проводност не само да би се сузбијали температурни скокови, већ и да би се спречило тврђавање површине и одржали завршетак Ra ≤ 0,8 мкм.

Подела за често постављене питања

Који су основни параметри за резање метала?

Основни параметри у резању метала су брзина резања, стопа подавања и дубина резања. Свака од њих утиче на другу, тако да промене у једној могу утицати на друге.

Зашто је важно уравнотежити брзину сечења, брзину подавања и дубину?

Балансирање ових фактора је од кључне важности јер неисправна прилагођавања могу довести до проблема као што су зношење алата, вибрације или лоша завршна површина, што може утицати на укупну квалитет и ефикасност процеса обраде.

Како својства материјала утичу на резање метала?

Различити материјали, као што су АИСИ 1045 челик и Инконел 718, понашају се другачије под условима обраде. Њихов састав, тврдоћа и топлотна својства диктују одговарајућу брзину, подај и дубину за сигурно и ефикасно сечење.

Како се може продужити живот алата у резању метала?

Живот алата се може продужити оптимизацијом параметара сечења и коришћењем напредних покривених уставка. Примена модерних верзија емпиријских модела као што је Тејлорова једначина трајања алата може водити боље праксе обраде.