Cementuotas kaip vienas pagrindinių pjovimo įrankių šiuolaikiniame apdirbimekarbido galinės frezosyra plačiai naudojami formų, automobilių, kosmoso, medicinos įrangos ir kitose pramonės šakose. Nors atrodo kaip mažas įrankis, jis įkūnija sudėtingą medžiagų mokslą, miltelinę metalurgiją, precizinį apdirbimą ir paviršiaus inžinerijos technologijas. Šiame straipsnyje bus paaiškintas cementinio karbido galinių frezų gamybos procesas nuo žaliavos paruošimo iki galutinio patikrinimo, padedant profesionaliems skaitytojams ir pirkėjams giliau suprasti jų proceso vertę ir techninį turinį.
Žaliavų sistema: daugiau nei tik volframo karbidas + kobaltas
Daugumoje karbido frezų kaip kietoji fazė naudojamas volframo karbidas (WC), o kaip rišiklis – kobaltas (Co), tačiau jo detalės yra sudėtingesnės:
WC dalelių dydis:nustato kietumo ir kietumo pusiausvyrą. Smulkios dalelės (0,2–0,6 μm) tinkamos didelio-tikslumo, lengvo pjovimo metu; vidutinės arba stambios dalelės (0,8–1,2 μm) yra atsparesnės dėvėjimuisi- ir tinkamos pjauti su pertrūkiais.
Kobalto kiekis:paprastai 5-12%. Daugiau kobalto reiškia didesnį kietumą ir atsparumą skaldymui, bet mažesnis kietumas; mažiau kobalto reiškia kietesnį, bet trapesnį.
Lydinio elementai:TiC (titano karbidas), TaC (tantalo karbidas), NbC (niobio karbidas) ir kt. pridedama pagal poreikį, siekiant pagerinti kietumą aukštoje temperatūroje, atsparumą oksidacijai arba raudonąjį kietumą.
Šios medžiagų receptūros yra svarbūs gamybos parametrai ir yra frezų našumo skirtumų esmė.
Miltelinė metalurgija: pagrindiniai valdymo taškai nuo išpilstymo iki sukepinimo
Tikslus dozavimas ir šlapias rutulinis frezavimas
- Miltelius reikia tolygiai sumaišyti su kobaltu šlapiu rutuliniu malimu:
- Įdėkite rutulinio frezavimo terpę (karbido rutulius)
- Įpilkite terpės, tokios kaip etanolis arba heksanas, kad išvengtumėte miltelių oksidacijos
- Užtikrinkite vienodą dalelių dydį ir pasiskirstymą 12–48 valandas
Džiovinimas ir sijojimas
- Rutulinio malimo skystis pašalinamas, kad būtų gauti gero sklandumo milteliai.
Spaudimas
- Naudojant aukšto slėgio štampus arba šaltą izostatinį presavimą:
- Slėgis dažnai siekia 1500–2000 barų
- Po presavimo susidaro „žalias ruošinys“, kurio tankis yra apie 50-60% teorinio tankio.
Vakuuminis sukepinimas arba slėginis sukepinimas
- Temperatūra paprastai yra 1350–1500 laipsnių
- Vakuuminė aplinka, kad būtų išvengta oksidacijos
- Kai kuriuose aukštos klasės{0}}produktuose naudojamas karštasis izostatinis presavimas (HIP): sukepinimas ir slėgis tuo pačiu metu, sumažinamas poringumas, pagerinamas tankis ir kietumas.
Šis etapas yra pagrindinė grandis, lemianti veikimo svyravimus: nedideli skirtumai toje pačioje miltelių partijoje ir nedideli sukepinimo parametrų svyravimai gali lemti įrankio patvarumo skirtumus.
Tuščia apžiūra ir{0}}priekinės dalies paruošimas
Po sukepinimo cementuoto karbido ruošinys turi būti:
- Matmenų matavimas: ar jis atitinka vėlesnio šlifavimo reikalavimus
- Išvaizdos patikrinimas: poros, įtrūkimai, netolygus sukepinimas
- Kietumo testas: paprastai HRA 90–93
Tik po to, kai ruošinys išlaiko testą, galima atlikti didelio{0}}tikslumo CNC šlifavimą.
Geometrija ir dizainas: įrankio veikimo siela
Frezų geometrija tiesiogiai lemia drožlių pašalinimą, pjovimo greitį, įrankio standumą ir paviršiaus šiurkštumą:
|
Geometriniai parametrai |
Įtaka |
|
Sraigtinis kampas |
Skiedrų pašalinimo erdvė, didelis pjovimo jėgos paskirstymas |
|
Priekinis kampas |
Pjovimo greitis, pjovimo briaunos stiprumas |
|
Galinis kampas |
Įrankio trintis, pjovimo storis |
|
Ašmenų skaičius |
Skiedrų pašalinimo galimybė ir pjovimo stabilumas |
|
Mikro{0}}krašto spindulys |
Atsparumas skiedimui ir pradinis aštrumas |
Pavyzdžiui:
- Didelis spiralės kampas (45 laipsnių): tinka nerūdijančiam plienui ir aliuminio lydiniams, lengvas apdorojimas, bet sumažintas tvirtumas;
- Mažas spiralės kampas (30 laipsnių): tinka angliniam plienui ir ketui, lėtas drožlių pašalinimas, bet geresnis įrankio tvirtumas.
Dizaineriai dažnai naudoja CAE arba pjovimo modeliavimą, kad optimizuotų šiuos parametrus, kad subalansuotų ilgaamžiškumą ir pjovimo efektyvumą.
CNC šlifavimas: medžiagų pjaustymas į didelio našumo{0}}įrankius
Didelio našumo{0}}frezavimo staklių pagrindas yra sudėtingas geometrinis dizainas ir mikronų{1}}lygio tikslumas šlifavimas.
Spiralinis griovelis
- Penkių-ašių arba kelių-ašių CNC įrankių šlifuoklis (dažniausiai naudojami prekių ženklai, pvz., Walter, ANCA ir kt.)
- Sraigės kampas paprastai yra 20–45 laipsniai: maži kampai prastai pašalina drožles, dideli kampai gerai pašalina drožles, bet silpnas įrankio standumas
- Spiralinio griovelio gylis, dugno paviršiaus konstrukcija ir kt. turi įtakos drožlių pašalinimo erdvei
Grėblio kampas ir pjovimo briaunos reljefo kampas
- Didelis grėblio kampas → lengvas pjovimas, bet plonas pjovimo kraštas; mažas grėblio kampas → stipri pjovimo briauna, bet sunkus pjovimas
- Didelis nugaros kampas → sumažina trintį, bet susilpnina atramą
Galinis kraštas ir lankas
- Rutulinėms-galinėms frezoms ir apvalioms nosies frezoms reikia sudėtingo erdvinio paviršiaus šlifavimo
- Tikslumo paklaida paprastai turi būti kontroliuojama ±0,005 mm
Mikro{0}}kraštų apdorojimas
Aukštos klasės{0}}produktų kampai dažnai būna šiek tiek užapvalinti:
- R0,02–0,05 mm
- Pagerinkite stiprumą ir sumažinkite pradinį susidėvėjimą
Paviršiaus danga: nanotechnologijų „nematomas šarvas“.
Didžioji dauguma šiuolaikinių frezų yra padengtos PVD (fizinis garų nusodinimas) arba CVD (cheminis garų nusodinimas):
- PVD TiAlN / AlCrN: didelis atsparumas karščiui, tinka sausam pjovimui ir dideliam greičiui
- DLC deimantų{0}}panaši danga: itin-mažos trinties, tinka spalvotiesiems metalams-
- Nano{0}}sluoksnio kelių{1} sluoksnių struktūra: derinant nusidėvėjimui-atsparų ir karščiui-atsparų sluoksnį, veikimas yra labiau subalansuotas
Pagrindiniai parametrai:storis, kietumas, vidinis įtempis ir sukibimo stiprumas.
Per storas sukels žlugimą; per plonas greitai sukels gedimą; danga turi tolygiai padengti pjovimo briauną, nedarant įtakos geometriniam tikslumui.
Testavimo ir kokybės kontrolės sistema
Įprasti karbido frezų tikrinimo elementai:
- Išorinis skersmuo, koto skersmuo, ilgis: trijų{0}}koordinačių matavimo mašina arba lazerio skersmens matavimo mašina
- Koncentriškumas / radialinis išbėgimas: paprastai valdomas Mažesnis arba lygus 0,01 mm
- Sraigtinis kampas / priekinis kampas / nugaros kampas: optinis aptikimas
- Kietumas ir mikrostruktūra: užtikrina medžiagos nuoseklumą
- Dangos storis ir sukibimas: SEM ir įbrėžimų testas
Gamyklos patikrinimo procesas:
Tuščias → Šlifavimas → Dengimas → Išvaizdos patikrinimas → Graviravimas lazeriu → Visas gatavo produkto patikrinimas arba mėginių ėmimo patikra
Straipsnio pabaiga
Aukštos-karbido frezos yra ne tik medžiagų ir įrangos rinkinys, bet ir didžiausias meistriškumo, bandymų ir detalių siekis. Tik suprasdami proceso logiką, galime iš tikrųjų pasirinkti tinkamą įrankį sąnaudoms sumažinti ir efektyvumui pagerinti.
Jei norite sužinoti daugiau apie įrankių gamybos detales, pritaikymo pasiūlymus ar pritaikytas paslaugas,susisiekite su WAT TOOLir leiskite mums padėti jums pagerinti jūsų apdorojimo efektyvumą ir konkurencingumą!