山特維克可樂滿(mǎn):應對P25鋼件車削的挑戰
發布時(shí)間:2013-9-9
那麽,在這個(gè)關鍵(jiàn)領域(yù)內,工程師所(suǒ)麵臨的主要問題是什(shí)麽呢?刀具製造商如何應對、材料又(yòu)如何發展才能幫助解決這些挑戰,並最終帶來優化的(de)工藝呢?
評估要求
作為一道工序,鋼件車削需要處理和平衡許多因(yīn)素。其中包括最大化產出、刀具壽命的延長以及更可預測性、有(yǒu)限監(jiān)督(dū)/無(wú)人值守生產時的高可靠性、高表麵質量以及對廣泛且(qiě)多樣化的P25材料範圍的適應能力。尤其重要的是切削刃的狀況 – 如果切削刃破損,就會使刀具快速崩刃,由此(cǐ)導(dǎo)致零件不合格和降低加工安全性。 首先(xiān),應該指出,當提到切削刀具解決方案時,ISO P25鋼件並非是簡單的材料分類。零件、工藝、特性和加(jiā)工工況(kuàng)在這一(yī)車削分類中區別很大,其(qí)中可(kě)以包含非圓零(líng)件、接近最終形(xíng)狀鑄件或鍛件的(de)粗加工到精加工工序。此外,材料可能是非合金或高合金材料,能夠(gòu)提供應用範圍兩端截然不同的硬度值。
由於有許多可變因素會對切削刀具的刀(dāo)片性能造成影響(xiǎng),因此尋求單一材(cái)質以適應P25範圍廣泛的需求就是(shì)一項吃力不討(tǎo)好(hǎo)的任務。事實上,任(rèn)何敢如此斷言的材質都有許多先決條件。例如,抗斷裂性至關(guān)重要,這樣就要求(qiú)切削刃能夠提供抗塑性變形(由存在於P25切削區中的極端溫度引起)所需的硬度。此外,刀片塗層必須能夠防(fáng)止後刀麵磨損、月牙(yá)窪磨損和積屑瘤。更為關(guān)鍵的是,該塗層也必須粘附於(yú)基體上。如果(guǒ)塗層粘不住,就會使基體(tǐ)暴露在外,進而導致刀片快速失效。
通常,任何刀片的最(zuì)佳磨損類型是可控的後刀麵磨(mó)損,因(yīn)為這樣可保證切削刃的使用壽命可預測。理想的材(cái)質應(yīng)能(néng)夠限製不必(bì)要類型(xíng)磨損的產生(shēng) – 而且在某(mǒu)些工序中,應能完全杜絕其產生。
切削刃益處
在現今(jīn)快節奏的鋼件車削舞台上,可轉位刀片的刀具壽(shòu)命(mìng)取決於是(shì)否擁有完整的切削刃,足以高效地切削金屬並生成滿意的粗糙度。其成功的秘訣是限製連續且可控的磨損,並(bìng)消除斷續且不可控的磨損。這就是刀片材質製造商為真正解決切削刃過早斷裂這一問題而(ér)樂此不疲之原因所在。要實現這個目標,就需要消除各種類型的磨損。
因此,首先應控製(zhì)後刀麵磨損,其實質是切削刃下(xià)的後刀麵上所(suǒ)形成(chéng)的磨(mó)料性磨損。後(hòu)刀麵磨損是(shì)刀(dāo)具材料在金屬切削過程中所發生的自然侵蝕作用,如果允許以可控的模(mó)式發展,那麽此磨損尚可接受(shòu)。在某些有記錄的案例中,後刀麵磨(mó)損狀況保持平衡甚至(zhì)有利於整個切削過程。但是,如果後(hòu)刀麵磨(mó)損出現得太快,那麽就需要調整切削過程的加工參數或材質。
月牙窪磨損是另一種常見的可控磨損,在鋼件車削時受到熱和壓(yā)力的影(yǐng)響而引起的。過度磨損會引起(qǐ)刀片槽型改變,進而導致切削工藝很不理(lǐ)想。在一段時間後,就會使切削刃變弱,成為成功加工(gōng)需要克服的一個主要風險。
可(kě)控(kòng)的磨損模式
後刀麵磨損和月牙窪磨損都是鋼(gāng)件車削時極普通而自然的磨損,切(qiē)削時如果隻經曆這些(xiē)磨損形式,並且磨損可控,那麽就(jiù)是令人滿意的加工工藝,至少能獲得(dé)足夠高的切削速度(dù)和更長的刀具壽(shòu)命。
當然,完全的可預測性是一種理想(xiǎng)情(qíng)況,在(zài)現實加工中實現(xiàn)很不容易,特別是當(dāng)市場(chǎng)越來越趨向於監督有限或根本沒有監(jiān)督的加工(gōng)條件。這意(yì)味著許多潛在(zài)的危險,因為非連續的磨損(sǔn)類型更(gèng)難以控製。在理想的世(shì)界中(zhōng),在使用推薦的切削(xuē)參數(shù)進行加工時,用於P25鋼(gāng)件車削的切削刀具刀片材(cái)質將能夠抵禦所(suǒ)有非連續類型的磨損,由此使真正自動化的無人值守(shǒu)金屬(shǔ)切削工序成為可能(néng)。
斷續磨損的一個很好(hǎo)的例子是塑性變形,此時切削刃會凹陷。這種磨損類型(xíng)是由於材(cái)質承受的溫度過高而導致的。首(shǒu)先,整個切削刃上可能會出(chū)現幾道細微的熱裂紋,或者塗層從切削刃上剝落,留下暴露在外的基體。此類磨損會導致刀具快速崩刃,這(zhè)種狀況真正不可控,也不可接(jiē)受。
折中
通常,問題(tí)關鍵在於獲得(dé)“折中”- 在連續與非連續的磨損比率之間達到平衡,以便在應用更高的切削參數時,獲得最大的切削刃安全性和更長的刀具壽命。現在這種觀念開始應用於更硬的P15與更堅韌的P35材料分類的重疊區域。 此外,在鋼件車(chē)削應用中(zhōng),也應考慮到其(qí)他對加(jiā)工(gōng)結果有決定性影(yǐng)響的刀具因素(sù),例如刀片微觀和宏(hóng)觀槽型、刀尖半徑以及刀片(piàn)尺寸和形狀。這些因(yīn)素與刀片材質的組合將決定成(chéng)功與否,因為幾乎所有的操作工都能夠充分利(lì)用高性能的(de)P25材質。
放眼未來
事實上,ISO P25鋼件車(chē)削是最難(nán)切削的應用領(lǐng)域之一。這就是工程師們僅(jǐn)通過一種材質不斷尋找可以幫(bāng)助他們提供更(gèng)高基(jī)準性能的解決方案的原因所在。除了提高切削速度外,這種材(cái)質理(lǐ)論上也應有助於提高(gāo)工藝安全性和刀具壽命。如(rú)此一來,正確的刀(dāo)片會對提高生產效率有幫助,相應的,生(shēng)產效率得以提升則使這種刀片(piàn)更具有(yǒu)競爭優勢。