При работе с закаленной сталью выбор правильных инструментов для обработки с ЧПУ имеет решающее значение для достижения точности, эффективности и долговечности инструмента. Закаленная сталь, обычно с показателем твердости выше 45 HRC, представляет значительные трудности из-за своей твердости и вязкости. Вот несколько ключевых соображений и рекомендаций по выбору лучших инструментов для обработки закаленной стали с ЧПУ:
1. Материал инструмента
Твердосплавные инструменты: Инструменты из карбида вольфрама очень эффективны при обработке закаленной стали. Они обладают превосходной твердостью и износостойкостью, что делает их пригодными для высокоскоростных работ.
Керамические инструменты: Керамические инструменты выдерживают чрезвычайно высокие температуры и идеально подходят для чистовой обработки закаленной стали. Они менее подвержены термической деформации, что повышает точность и срок службы инструмента.
Инструменты CBN (кубический нитрид бора): Режущие инструменты CBN позволяют обрабатывать различные типы закаленной стали и напыляемых деталей со скоростью резания до 100 м/мин и шероховатостью поверхности Ra0,80-0,20 мкм.Эффективность обработки хуже, чем у твердого сплава (но прочность не такая высокая, как у твердого сплава, глубина резания меньше, а цена также дороже, чем у твердого сплава. Кроме того, неправильное использование может легко повредить режущую головку).
2. Покрытие инструмента
TiAlN (нитрид титана и алюминия): Это покрытие повышает твердость инструмента и стойкость к окислению, что делает его пригодным для высокоскоростной обработки закаленной стали.
AlTiN (алюминий-нитрид титана): Покрытия AlTiN обеспечивают превосходную термостойкость и идеально подходят для сухой обработки.
Алмазоподобный углерод (DLC): Покрытия DLC обладают низким коэффициентом трения и высокой твердостью, что позволяет повысить производительность и долговечность инструмента.
3. Геометрия инструмента
Острые режущие кромки: Острые и четко очерченные режущие кромки снижают усилие резания и сводят к минимуму деформацию заготовки.
Положительные углы наклона: Положительные углы наклона помогают снизить усилие резания и улучшить удаление стружки, что важно при обработке твердых материалов.
Микро- и нанозернистый карбид: Инструменты, изготовленные из микро- и нанозернистого карбида, обеспечивают лучшую фиксацию кромок и износостойкость.
4. Параметры резки
Скорость резания: При обработке закаленной стали важно использовать соответствующую скорость резания. При резании на высокой скорости может выделяться избыточное тепло, что приводит к износу инструмента. Обычно предпочтительны умеренные скорости резания.
Скорость подачи: Меньшая скорость подачи помогает продлить срок службы инструмента и улучшить чистоту поверхности. Однако она должна быть сбалансированной, чтобы избежать чрезмерных затрат времени.
Глубина резания: Рекомендуется использовать меньшую глубину резания, чтобы свести к минимуму нагрузку на инструмент и избежать преждевременного выхода инструмента из строя.
5. Биение инструмента
Биение инструмента — еще один важный, но часто упускаемый из виду аспект при фрезеровании. Как правило, срок службы инструмента сокращается вдвое, когда биение превышает 0,0004 дюйма. При использовании очень маленьких инструментов минимизация биения становится еще более важной.
Не рекомендуется оставлять слишком большой запас деталей для чистового фрезерования. Для фрез диаметром около 1/8 дюйма и более рекомендуется оставлять около 1% диаметра фрезы для чистовой обработки.
6. Coolant and Lubrication
Охлаждающая жидкость высокого давления: Использование охлаждающей жидкости высокого давления способствует эффективному отводу тепла и удалению стружки, снижая риск перегрева инструмента.
Криогенное охлаждение: Криогенное охлаждение с использованием таких веществ, как жидкий азот, может значительно увеличить срок службы инструмента и качество поверхности при обработке закаленной стали.
7. Tool Holders and Stability
Жесткие резцедержатели: Обеспечение жесткости резцедержателей и всей установки сводит к минимуму вибрации, которые могут повлиять на чистоту поверхности и срок службы инструмента.
Сбалансированный инструментальный узел: Правильно сбалансированный инструментальный узел уменьшает биение и повышает точность обработки, особенно на более высоких скоростях.
8. Specialized Tools
Высокопроизводительные концевые фрезы: Концевые фрезы, разработанные специально для обработки закаленных материалов, имеют специальную геометрию и покрытие для повышения производительности.
Сменные пластины: Использование сменных пластин с соответствующим покрытием и подготовкой кромок может быть экономичным решением для обработки закаленной стали.
Вывод
Обработка закаленной стали требует тщательного учета материалов инструмента, покрытий, геометрии и параметров резания. Выбирая правильное сочетание этих факторов, вы можете добиться превосходной производительности обработки, продлить срок службы инструмента и изготовить высококачественные компоненты. При выборе наилучшего инструмента всегда учитывайте конкретные требования вашей области применения и свойства закаленной стали, с которой вы работаете.