ความยากและวิธีแก้ปัญหาของการประมวลผลชิ้นส่วนเหล็กกล้าไร้สนิม

ความยากและวิธีแก้ปัญหาของการประมวลผลชิ้นส่วนเหล็กกล้าไร้สนิม

การเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของผลิตภัณฑ์ใหม่ทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับวัสดุของชิ้นส่วน บางครั้งวัสดุที่ต้องการต้องเป็นไปตามข้อกำหนดพิเศษ เช่น มีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอสูง มีความเหนียวสูง ฯลฯ ส่งผลให้มีวัสดุที่ตัดเฉือนยากเป็นชุด ซึ่งทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับเทคโนโลยีการประมวลผล เมื่อเทียบกับเหล็กโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพสูง วัสดุสแตนเลสประกอบด้วย Cr, Ni, Nb, Mo และองค์ประกอบอัลลอยด์อื่นๆ การเพิ่มขึ้นขององค์ประกอบโลหะผสมเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความสามารถในการขึ้นรูปของเหล็กกล้าไร้สนิมอีกด้วย

บทความนี้ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมและวัสดุที่ตัดยากอื่นๆ เป็นวัตถุ วิเคราะห์ความยากลำบากในการประมวลผลของเหล็กกล้าไร้สนิมร่วมกับปัญหาที่เกิดขึ้นจริงในกระบวนการผลิต และเสนอวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ

เมื่อรวมกับปัญหาในทางปฏิบัติที่พบในการตัดเฉือน บทความนี้จะวิเคราะห์ความยากลำบากในการตัดเฉือนเหล็กกล้าไร้สนิม และเสนอวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ

การวิเคราะห์ความยากในการตัดเหล็กกล้าไร้สนิม

ในการประมวลผลจริง การตัดเหล็กกล้าไร้สนิมมักมาพร้อมกับการหักและการติดของมีด เนื่องจากการเสียรูปพลาสติกขนาดใหญ่ของเหล็กกล้าไร้สนิมในกระบวนการตัด เศษที่ผลิตขึ้นจึงไม่แตกและติดง่าย ส่งผลให้เกิดการชุบแข็งอย่างหนักในกระบวนการตัด แต่ละกระบวนการจะสร้างชั้นที่แข็งขึ้นสำหรับการตัดครั้งต่อไป หลังจากสะสมเป็นชั้น ๆ เหล็กกล้าไร้สนิมจะเข้าสู่กระบวนการตัด ด้วยความแข็งที่เพิ่มขึ้นของตัวกลาง แรงตัดที่ต้องการก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

การสร้างชั้นชุบแข็งของชิ้นงานและแรงตัดที่เพิ่มขึ้นย่อมนำไปสู่การเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างเครื่องมือและชิ้นงาน และอุณหภูมิในการตัดเพิ่มขึ้น

นอกจากนี้การนำความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมมีขนาดเล็กและสภาวะการกระจายความร้อนไม่ดี ความร้อนในการตัดจำนวนมากจะกระจุกตัวอยู่ระหว่างเครื่องมือและชิ้นงาน ซึ่งทำให้พื้นผิวการตัดเฉือนเสื่อมคุณภาพและส่งผลกระทบต่อคุณภาพของพื้นผิวการตัดเฉือนอย่างมาก นอกจากนี้ การเพิ่มอุณหภูมิการตัดจะทำให้เครื่องมือสึกหรอมากขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดหลุมเสี้ยวบนหน้าคายเครื่องมือและรอยบากบนคมตัด ส่งผลต่อคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงาน ลดประสิทธิภาพการทำงาน และเพิ่มต้นทุนการผลิต

วิธีการปรับปรุงคุณภาพการแปรรูปชิ้นส่วนเหล็กกล้าไร้สนิม

จากข้างต้นจะเห็นได้ว่าการแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นเรื่องยาก เมื่อทำการตัด จะทำให้เกิด "ชั้นชุบแข็ง" ได้ง่าย ซึ่งจะทำให้เครื่องมือแตกหักได้ง่าย และเศษที่เกิดขึ้นจะไม่แตกหักง่าย ทำให้เกิดการยึดเกาะกับเครื่องมือ ซึ่งจะทำให้การสึกหรอของเครื่องมือแย่ลงไปอีก เมื่อคำนึงถึงลักษณะการตัดเหล็กกล้าไร้สนิมเหล่านี้ เมื่อรวมกับการผลิตจริง เราจึงพยายามปรับปรุงคุณภาพการแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิมจากสามด้านของวัสดุเครื่องมือ พารามิเตอร์การตัด และวิธีการหล่อเย็น

1 การเลือกวัสดุเครื่องมือ

การเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมเป็นพื้นฐานของการตัดเฉือนชิ้นส่วนคุณภาพสูง เครื่องมือนี้มีประสิทธิภาพต่ำเกินไปที่จะประมวลผลชิ้นส่วนที่ผ่านการรับรอง หากเลือกเครื่องมือที่ดี แม้ว่าจะสามารถตอบสนองความต้องการด้านคุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วนได้ แต่ก็ทำให้เกิดของเสียได้ง่ายและเพิ่มต้นทุนการผลิต เมื่อรวมกับลักษณะของสภาวะการกระจายความร้อนที่ไม่ดี ชั้นชุบแข็ง และมีดติดง่ายระหว่างการตัดเหล็กกล้าไร้สนิม วัสดุเครื่องมือที่เลือกควรเป็นไปตามข้อกำหนดของการทนความร้อนที่ดี ความต้านทานการสึกหรอสูง และความสัมพันธ์กับเหล็กกล้าไร้สนิมต่ำ

2 เหล็กความเร็วสูง

เหล็กกล้าความเร็วสูงเป็นเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมสูงที่มี W, Mo, Cr, V, Go และองค์ประกอบอื่นๆ เพิ่มเข้ามา มีประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดี มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี และทนทานต่อแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือนได้ดี ภายใต้สภาวะความร้อนสูงที่เกิดจากการตัดด้วยความเร็วสูง (ประมาณ 500 องศา ) ก็ยังคงรักษาความแข็งสูงไว้ได้ (HRC ยังสูงกว่า 60) เหล็กกล้าความเร็วสูงมีความแข็งสีแดงดี และเหมาะสำหรับทำหัวกัด หนาม และหัวกัดอื่นๆ สามารถตอบสนองความต้องการของการตัดเหล็กกล้าไร้สนิม ชั้นที่แข็ง การกระจายความร้อนไม่ดี และสภาพแวดล้อมในการตัดอื่นๆ

W18Cr4V เป็นเครื่องมือเหล็กกล้าความเร็วสูงทั่วไป นับตั้งแต่ก่อตั้งในปี 1906 ได้ถูกผลิตขึ้นอย่างแพร่หลายเพื่อเป็นเครื่องมือต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการในการตัด อย่างไรก็ตาม ด้วยการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุการตัดเฉือนต่างๆ อย่างต่อเนื่อง เครื่องมือ W18Cr4V ไม่สามารถตอบสนองความต้องการการตัดเฉือนของวัสดุที่ตัดเฉือนยากได้อีกต่อไป เหล็กกล้าความเร็วสูงโคบอลต์สมรรถนะสูงควรผลิตเป็นครั้งคราว เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าความเร็วสูงทั่วไป เหล็กกล้าความเร็วสูงโคบอลต์มีความทนทานต่อการสึกหรอ ความแข็งสีแดง และความน่าเชื่อถือในการให้บริการที่ดีกว่า เหมาะสำหรับการตัดเฉือนที่มีอัตราการขจัดสูงและการตัดเป็นระยะ ยี่ห้อทั่วไปเช่น W12Cr4V5Co5

2 เหล็กคาร์ไบด์

คาร์ไบด์ซีเมนต์เป็นผงโลหะชนิดหนึ่งซึ่งทำจากผงไมครอนโลหะทนไฟความแข็งสูง (WC, TiC) เป็นส่วนประกอบหลัก โคบอลต์ นิกเกิล โมลิบดีนัมเป็นตัวประสาน เผาในเตาสุญญากาศหรือเตาลดไฮโดรเจน สินค้า. คาร์ไบด์ซีเมนต์มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี ทนความร้อน ต้านทานการสึกหรอ ต้านทานการกัดกร่อน ความแข็งสูง และคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายอย่าง โดยทั่วไปจะไม่เปลี่ยนแปลงที่ 500 องศาและยังคงมีความแข็งสูงที่ 1,000 องศา เหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่ตัดเฉือนยาก เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม และเหล็กทนความร้อน คาร์ไบด์ซีเมนต์ทั่วไปแบ่งออกเป็นสามประเภท: ประเภท YG (ทังสเตนโคบอลต์ซีเมนต์คาร์ไบด์), ประเภท YT (ประเภทโคบอลต์ไทเทเนียมทังสเตน), ประเภท YW (ประเภททังสเตนไทเทเนียมแทนทาลัม (ไนโอเบียม)) โลหะผสมทั้งสามชนิดนี้มีองค์ประกอบและการใช้งานที่แตกต่างกัน ยูเรเนียมชุบแข็ง YG มีความเหนียวและการนำความร้อนที่ดี สามารถเลือกมุมด้านหน้าขนาดใหญ่ได้ซึ่งเหมาะสำหรับการตัดสแตนเลส

การเลือกพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตการตัดของเครื่องมือเหล็กกล้าไร้สนิม

1 มุมด้านหน้า:

เมื่อรวมกับคุณลักษณะของเหล็กกล้าไร้สนิม เช่น ความแข็งแรงสูง ความเหนียวที่ดี และการตัดเศษยากในระหว่างการตัด เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องมือมีความแข็งแรงเพียงพอ ควรเลือกมุมคายขนาดใหญ่เพื่อลดการเสียรูปของพลาสติก วัตถุแปรรูป ลดอุณหภูมิการตัดและแรงตัด และลดการสร้างชั้นแข็ง

2 มุมล้อ ao:

การเพิ่มมุมด้านหลังจะลดแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวการตัดเฉือนและส่วนหลัง แต่ความสามารถในการระบายความร้อนและความแข็งแรงของคมตัดก็จะลดลงเช่นกัน ขนาดของมุมด้านหลังขึ้นอยู่กับความหนาของการตัด เมื่อความหนาของการตัดมาก ควรเลือกมุมด้านหลังที่เล็กลง

 มุมเบี่ยงเบนปฐมภูมิ kr, มุมโก่งทุติยภูมิ k'r:

การลดมุมเบี่ยงเบนหลัก kr สามารถเพิ่มความยาวในการทำงานของคมตัด ซึ่งเอื้อต่อการกระจายความร้อน แต่จะเพิ่มแรงในแนวรัศมีระหว่างการตัด ซึ่งง่ายต่อการสร้างการสั่นสะเทือน ค่าของ kr มักจะอยู่ที่ 50 องศา ~90 องศา หากความแข็งแกร่งของเครื่องจักรไม่เพียงพอ ก็สามารถเพิ่มได้อย่างเหมาะสม มุมโก่งทุติยภูมิมักจะเป็น k'r=9 องศา ~15

3 ความเอียงของใบมีด λ s:

เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของปลายเครื่องมือ โดยทั่วไปความเอียงของใบมีดจะอยู่ที่ λ s=7 องศา ~_ - 3 องศา

การแปรรูปชิ้นส่วนเหล็กกล้าไร้สนิม

การเลือกของไหลตัดและโหมดระบายความร้อน

ความสามารถในการขึ้นรูปของเหล็กกล้าไร้สนิมไม่ดี และมีความต้องการสูงสำหรับการระบายความร้อน การหล่อลื่น การเจาะ การทำความสะอาด และคุณสมบัติอื่นๆ ของน้ำมันตัดกลึง น้ำมันตัดกลึงทั่วไปมีดังนี้:

1 น้ำมันตัดกลึง:

วิธีการระบายความร้อนที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีประสิทธิภาพในการระบายความร้อน การทำความสะอาด และการหล่อลื่นที่ดีกว่า มักใช้กับรถยนต์เปล่าที่ทำจากเหล็กกล้าไร้สนิม

2 น้ำมันวัลคาไนซ์:

ซัลไฟด์ที่มีจุดหลอมเหลวสูงสามารถก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวโลหะระหว่างการตัด ซึ่งไม่ง่ายที่จะเสียหายภายใต้อุณหภูมิสูง มีผลในการหล่อลื่นที่ดี และมีผลเย็นบางอย่าง โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการเจาะ รีม และต๊าปเกลียว

3 น้ำมันแร่ เช่น น้ำมันเครื่องและน้ำมันสปินเดิล:

มีคุณสมบัติการหล่อลื่นที่ดี แต่คุณสมบัติการระบายความร้อนและการซึมผ่านต่ำ และเหมาะสำหรับการกลึงภายนอกที่มีความแม่นยำ

ในระหว่างกระบวนการตัด หัวฉีดของไหลตัดควรอยู่ในแนวเดียวกับพื้นที่การตัด หรือจะเป็นการดีกว่าหากใช้การทำความเย็นด้วยแรงดันสูง การระบายความร้อนด้วยสเปรย์ และวิธีการระบายความร้อนอื่นๆ

กล่าวโดยสรุป แม้ว่าเหล็กกล้าไร้สนิมจะมีข้อเสียในด้านความสามารถในการแปรรูปที่ไม่ดี การชุบแข็งงานที่รุนแรง แรงตัดมาก ค่าการนำความร้อนต่ำ การยึดเกาะง่าย เครื่องมือสึกหรอง่าย ฯลฯ ตราบใดที่พบวิธีการประมวลผลที่เหมาะสม เครื่องมือที่เหมาะสม มีการใช้ปริมาณการตัดของวิธีการตัด เลือกน้ำหล่อเย็นที่เหมาะสม และปัญหาของวัสดุที่ตัดเฉือนยาก เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม ได้รับการแก้ไขด้วยการคิดอย่างรอบคอบในการทำงาน