Jak toczyć przedmioty wykonane z różnych materiałów
Nov 05, 2024
Zostaw wiadomość
Toczę stal
Stal można podzielić na stal niestopową, stal niskostopową i stal wysokostopową, a wszystkie one wpływają na zalecenia dotyczące obróbki tokarskiej.
▲ skręcanie
1. Toczenie stali niestopowej
Klasyfikacja materiału: P1.1
Stal niestopowa może zawierać węgiel do 0,55%. Stal niskowęglowa (zawartość węgla < 0,25%) wymaga szczególnej uwagi ze względu na trudność w łamaniu wiórów i tendencję do tworzenia narostów na krawędziach.
Aby skutecznie ciąć i kontrolować wióry, należy stosować możliwie najwyższy posuw. Zdecydowanie zaleca się stosowanie płytek wykańczających.
Stosowanie dużych prędkości skrawania pomaga uniknąć tworzenia się narostów na krawędziach, które mogą negatywnie wpływać na wykończenie powierzchni. Ostra krawędź tnąca i lekka geometria cięcia mogą zmniejszyć tendencję do tworzenia narostów na krawędziach i zapobiec uszkodzeniu ostrza.
2. Toczenie stali niskostopowej
▲ skręcanie
Klasyfikacja materiału: P2.x
Skrawalność stali niskostopowej zależy od zawartości stopu i obróbki cieplnej (twardości). Najczęstszymi mechanizmami zużycia w tej grupie są zużycie kraterowe i zużycie powierzchni przyłożenia. W przypadku materiałów hartowanych powszechnym mechanizmem zużycia jest również odkształcenie plastyczne w strefie skrawania spowodowane wysoką temperaturą.
W przypadku niehartowanych stali niskostopowych zalecane są preferowane gatunki i geometrie z danej serii stali. W przypadku materiałów hartowanych korzystne jest stosowanie twardszych gatunków (żeliwa, ceramiki i CBN).
3. Toczenie stali wysokostopowej
Klasyfikacja materiału: P3.x
Do stali wysokostopowej zalicza się stale węglowe o całkowitej zawartości stopu przekraczającej 5%. W tej grupie znajdują się zarówno materiały miękkie, jak i twarde. Wyższa zawartość stopu i twardość prowadzą do gorszej obrabialności.
W przypadku stali niskostopowych należy wybrać preferowane gatunki i geometrie.
Stale o zawartości stopu powyżej 5% i twardości przekraczającej 450 HB mają dodatkowe wymagania dotyczące odporności na odkształcenia plastyczne i wytrzymałości ostrza. Rozważ użycie twardszych materiałów (żeliwa, ceramiki i CBN).
II Toczenie stali nierdzewnej
Stal nierdzewną można podzielić na stal ferrytyczną/martenzytyczną, austenityczną i stal dupleksową (austenityczną/ferrytyczną), przy czym każda z nich ma własne zalecenia dotyczące obróbki toczenia.
1. Toczenie ferrytycznej i martenzytycznej stali nierdzewnej
Klasyfikacja materiału: P5.1
Ta stal nierdzewna jest klasyfikowana jako stal, a zatem sklasyfikowana jako P5.x. Ogólne zalecenia dotyczące obróbki tego typu stali dotyczą naszych gatunków i geometrii stali nierdzewnych.
Stal martenzytyczna może być obrabiana w warunkach hartowanych, co wymaga dodatkowej odporności na odkształcenia plastyczne w ostrzach. Rozważ użycie gatunków CBN z HRC=55 i wyższymi.
2. Toczenie austenitycznej stali nierdzewnej
▲ skręcanie
Klasyfikacja materiału: M1.x i M2.x
Najpopularniejszym rodzajem stali nierdzewnej jest austenityczna stal nierdzewna, w tym superaustenityczne stale nierdzewne o zawartości niklu powyżej 20%.
Zalecane gatunki i geometrie obejmują nasze gatunki CVD i PVD do stali nierdzewnej.
W przypadku obróbki przerywanej lub przypadków, w których głównym mechanizmem zużycia jest uderzanie lub zatykanie wiórów, należy rozważyć zastosowanie gatunków PVD.
Inne uwagi:
- Zawsze używaj chłodziwa, aby zmniejszyć zużycie kraterowe i odkształcenia plastyczne, i wybieraj największy możliwy promień naroża.
- Aby zapobiec powstaniu karbu, należy stosować płytki okrągłe lub małe główne kąty skrawania.
- Narosty na krawędziach są zjawiskiem powszechnym i negatywnie wpływają na wykończenie powierzchni i trwałość narzędzia. Używaj ostrych krawędzi i/lub geometrii z dodatnimi kątami natarcia.
3. Toczenie stali nierdzewnej typu duplex (austenitycznej/ferrytycznej).
Klasyfikacja materiału: M3.4
Wyższa zawartość stopu w stali nierdzewnej typu duplex może prowadzić do nazw takich jak stal nierdzewna superduplex, a nawet hiperduplex. Im wyższa wytrzymałość mechaniczna, tym trudniej jest obrabiać te materiały, zwłaszcza pod względem wytwarzania ciepła, sił skrawania i kontroli wiórów.
Zalecane gatunki i geometrie obejmują nasze gatunki CVD i PVD do stali nierdzewnej.
Inne uwagi:
- Aby poprawić kontrolę wiórów i uniknąć odkształceń plastycznych, należy stosować chłodziwo. Aby zapewnić optymalne chłodzenie, należy używać narzędzi z wewnętrznym doprowadzeniem chłodziwa.
- Stosuj mniejsze główne kąty skrawania, aby uniknąć powstawania karbów i zadziorów.
III Toczenie żeliwa
▲ skręcanie
Żeliwo składa się głównie z pięciu typów:
- Żeliwo szare (GCI)
- Żeliwo sferoidalne (NCI)
- Żeliwo ciągliwe (MCI)
- Zagęszczone żelazo grafitowe (CGI)
- Austenityczne żeliwo sferoidalne (ADI)
Żeliwo to stop żelaza z węglem o zawartości krzemu wahającej się od 1-3% i zawartości węgla przekraczającej 2%. W większości przypadków jest to materiał dający krótki wiór i zapewniający dobrą kontrolę wióra.
W przypadku większości materiałów żeliwnych zalecane są nasze gatunki i geometrie żeliwa. W przypadku wyższych prędkości skrawania w przypadku żeliwa szarego zaleca się gatunki ceramiczne i CBN.
IV Toczenie nadstopów żaroodpornych (HRSA)
Stopy żaroodporne wykazują wyjątkową wytrzymałość mechaniczną i odporność na pełzanie (tendencja ciał stałych do powolnego odkształcania się pod wpływem naprężenia). Mają także dobrą odporność na korozję i utlenianie. HRSA można podzielić na cztery kategorie materiałowe:
- Na bazie niklu (np. Inconel)
- Na bazie żelaza
- Na bazie kobaltu
- Stopy tytanu (które mogą być czystym tytanem lub tytanem i strukturami)
Skrawalność stopów żaroodpornych i stopów tytanu jest słaba, szczególnie w warunkach starzenia, a wymagania dotyczące narzędzi skrawających są szczególnie wysokie. Stosowanie ostrych krawędzi skrawających ma kluczowe znaczenie, aby zapobiec tworzeniu się tzw. białych warstw o różnej twardości i naprężeniach szczątkowych.
Materiały HRSA:Do toczenia materiałów HRSA powszechnie stosuje się PVD i materiały ceramiczne. Zalecane są geometrie narzędzi zoptymalizowane pod kątem HRSA.
Stopy tytanu:Używaj głównie gatunków niepowlekanych i PVD. Zalecane są również geometrie zoptymalizowane pod kątem HRSA.
Typowe standardy zużycia tytanu i stopów wysokotemperaturowych obejmują zużycie karbowe. Aby uzyskać optymalną wydajność, postępuj zgodnie z poniższymi wytycznymi:
- Użyj głównego kąta cięcia mniejszego niż 45 stopni.
- Należy zwrócić uwagę na prawidłową zależność pomiędzy średnicą płytki/promieniem naroża i głębokością skrawania.
- W przypadku frezowania skośnego lub wielokrotnych przejść zalecana jest głębokość skrawania większa niż {{0}},25 mm (0,0098 cala).
- Podczas toczenia stopów wysokotemperaturowych i stopów tytanu należy zawsze stosować chłodziwo, zapewniając odpowiedni przepływ i właściwy kierunek.
- W przypadku stosowania ceramiki zaleca się wstępne fazowanie, aby zminimalizować powstawanie zadziorów na wejściu i wyjściu z cięcia oraz aby osiągnąć optymalną wydajność.
▲ skręcanie
▲ skręcanie
V Toczenie materiałów z metali nieżelaznych
Do tej grupy zaliczają się miękkie metale nieżelazne, takie jak aluminium, miedź, brąz, mosiądz, kompozyty z osnową metaliczną (MMC) i magnez. Skrawalność różni się w zależności od składników stopowych, obróbki cieplnej i procesów produkcyjnych (kucie, odlewanie itp.).
Toczenie stopów aluminium
Klasyfikacja materiału: N1.2
Zawsze używaj ostrzy o pozytywnych kształtach podstawowych i ostrych krawędziach. Preferowane są gatunki niepowlekane i PCD.
W przypadku stopów aluminium o zawartości Si przekraczającej 13% należy stosować PCD, ponieważ narzędzia węglikowe mogą mieć znacznie krótszą żywotność.
Chłodziwa w obróbce aluminium służą głównie do usuwania wiórów.
VI Toczenie stali hartowanej
Toczenie stali o twardości 55–65 HRC nazywane jest toczeniem na twardo i stanowi opłacalną alternatywę dla szlifowania. Toczenie części na twardo zapewnia większą elastyczność, krótszy czas dostaw i wyższą jakość.
Gatunki sześciennego azotku boru (CBN) to najlepsze materiały na narzędzia skrawające do części stalowych utwardzanych powierzchniowo i hartowanych indukcyjnie. W przypadku stali o twardości poniżej około 55 HRC należy stosować płytki ceramiczne lub węglikowe.
Do toczenia twardych części należy używać zoptymalizowanych gatunków CBN.
Zapewnij dobrą stabilność maszyny i mocowania.
Wykorzystuj najmniejszą możliwą głębokość skrawania, aby uzyskać minimalny główny kąt skrawania i stosuj odpowiednie przygotowanie krawędzi, aby wydłużyć żywotność narzędzia.