Tipy pro CNC obrábění nerezové oceli: Kompletní průvodce

Nerezová ocel je jedním z nejčastěji používaných obráběcích materiálů v průmyslových odvětvích, jako je lékařství, letecký průmysl, automobilový průmysl a zpracování potravin. Jeho trvanlivost, odolnost proti korozi a vysoká pevnost v tahu z něj činí vynikající volbu pro kritické komponenty. Obrábění nerezové oceli však představuje jedinečné výzvy díky své houževnatosti, tendenci k tvrdnutí práce a špatné tepelné vodivosti.

Tato příručka obsahuje základní tipy a osvědčené postupy pro úspěšné CNC obrábění nerezové oceli. Ať už obrábíte austenitické stupně jako 304 a 316 nebo těžší stupně jako 17-4 PH, tyto poznatky vám pomohou zlepšit životnost nástroje, povrchovou úpravu a celkovou účinnost.

Pro odborné obrábění nerezové oceli kontaktujte společnost EMAR na čísle + 86 18664342076 nebo sales8@sjt-ic.com.

Pochopení typů nerezové oceli Nerezová ocel je slitina železa a chromu (nejméně 11% chromu). Existuje pět hlavních tříd, z nichž každá má různé vlastnosti obrábění:

Austenitické nerezové oceli Vlastnosti: Nemagnetické, velmi vysoká odolnost proti korozi, není tepelně zpracovatelné, vysoká houževnatost a tažnost

Příklady: 304, 316, Slitina 20

Aplikace: Letecké komponenty, farmaceutické výrobky, příbory, zařízení pro zpracování potravin

Obrobitelnost: Může být obtížné kvůli tvrdnutí práce; 304 a 316 mají špatné hodnocení obrábění

Ferritické nerezové ocelyVlastnosti: Magnetická, vysoká odolnost proti korozi, střední houževnatost, nízká svařitelnost

Příklady: 409, 430, 439

Aplikace: Kuchyňské nádobí, automobilové díly, průmyslové nářadí

Obrobitelnost: Obecně jednodušší na obrábění než austenitické stupně; 416 je nejjednodušší z nerezové oceli na obrábění

Martenzitická nerezová ocelaVlastnosti: Magnetická, tepelně zpracovatelná, vysoká tvrdost

Příklady: 416, 420, 440

Aplikace: chirurgické nástroje, příbory, kuličková ložiska, střelné zbraně

Obrobitelnost: Střední; vyžaduje ostré nástroje a správné parametry

Duplexní nerezové oceli Vlastnosti: Kombinace austenitické a feritické, magnetické, vysoká pevnost, velmi vysoká odolnost proti koroznímu praskání

Aplikace: Výměníky tepla, potrubní systémy, kondenzátory

Srážky Kalení (PH) z nerezové oceli Vlastnosti: Nejvyšší pevnost, tepelně zpracovatelný, vynikající odolnost proti korozi

Příklady: 17-4 PH, 15-5 PH

Aplikace: Letecké komponenty, námořní konstrukce, jaderné elektrárny

Běžné výzvy v obrábění nerezové oceleNerezová ocel není tak snadné obrábět jako materiály, jako je hliník nebo dřevo. Mezi hlavní obtíže patří:

ChallengeDescriptionWork KaleníNerezová ocel rychle vytvrzuje pod tlakem, zejména při vysokých rychlostech, což vede ke zvýšenému opotřebení nástrojůVysoké řezné silyTvrdost materiálu vyžaduje větší sílu, zrychlující opotřebení nástrojůTepelná generaceŠpatná tepelná vodivost způsobuje, že se teplo koncentruje na řezném hraněOvládání čipůProdukuje tvrdé, stringy čipy, které mohou zablokovat stroj a poškrábat povrchyNástroj WearAbrasive příroda způsobuje rychlé opotřebení boku, opotřebení kráterů a vestavěný okrajPřehřátí je obzvláštní obavou, protože snižuje odolnost proti korozi. Pokud vidíte na povrchu tónované barvy, moření kyselinou chlorovodíkovou nebo kyselinou sírovou může obnovit oxidační vrstvu.

Nejlepší obrábění z nerezové oceli ProcesyMillingNejběžnější proces primárního obrábění. Použijte vysokorychlostní rotační řezné nástroje na stacionárním obrobku. Přesnost je vysoká, ale špatné nástroje nebo nadměrné rychlosti způsobují rychlé opotřebení nástroje.

Soustružení Vyžaduje stacionární řezný nástroj a rotující obrobek. Běžné pro austenitickou nerezovou ocel. Udržujte převis nástroje na minimu.

Vrtání Sekundární proces pro vytváření otvorů. Pro hluboké otvory použijte cykly vrtání pecku a vysokotlaké chladicí kapaliny pro evakuaci třísek.

ZávitoPro montáž šroubů a spojovacích prvků. Vyžaduje ostré nástroje a správné parametry řezání, aby se zabránilo tlachání a otřepů.

Laserové řezáníPracuje pouze pro tenké listy. Žádné opotřebení nástroje, ale drahé a vyžaduje kvalifikovanou práci.

BroušeníVylepšuje povrchovou úpravu a odstraňuje otřepy. Používá brusná kola.

EDM (elektrický výboj obrábění) Používá vysokonapěťové elektrické impulsy k tavení kovu. Omezená tloušťka řezu.

Řezání vodním paprskemPoužívá vysokotlakou vodu pro erozi. Může řezat silné listy, ale může ovlivnit low-corrosion-resistance stupně.

Základní tipy pro CNC obrábění z nerezové ocely1. Použijte tuhé stroje a nástrojeNerezová ocel je mimořádně tvrdá. Ujistěte se, že váš stroj, držáky nástrojů a upínací přípravky jsou velmi robustní, aby se zabránilo tlachání a vibracím. Jakákoli volnost zesiluje problémy a vede ke špatnému obrábění.

2. Vyberte správný materiál nástrojeDvě běžné možnosti:

Karbidové nástroje (Cementovaný karbid): Vyrobeno z karbidu wolframu, karbidu titanu nebo karbidu tantalu. Rychlejší než HSS, poskytují lepší povrchovou úpravu, ideální pro hromadnou výrobu. Pro 316L použijte submikronové stupně karbidu zrn.

Vysokorychlostní ocel (HSS): levnější, běžně používaná v vrtácích a motorových pilách. Obecně se nedoporučuje pro 316L kvůli rychlému opotřebení.

Povlakované nástroje výrazně prodlužují životnost nástroje. Doporučené povlaky pro nerezovou ocel:

CoatingBenefitsTiAlN (Titanium Aluminum Nitride) Vysoká tepelná odolnost, vynikající ochrana opotřebení AlCrN (Aluminum Chromium Nitride) Vynikající oxidační odolnost, vysoká tvrdost TiCN (Titanium Carbonitride) Dobrá houževnatost, snížené třeníTiN (Titanium Nitride) Vylepšená odolnost proti opotřebení 3. Optimalizujte parametry řezáníNižší řezné rychlosti s vyšší rychlostí posuvu nejlépe minimalizují tvorbu tepla a pracovní kalení.

Doporučené parametry pro běžné známky:

Rychlost řezání (SFM) Rychlost posuvu (in / min nebo IPR) 304100 - 2000.005 - 0.008 in / min31690 - 1800.004 - 0.007 in / min17-4 PH80 - 1600.003 - 0.006 in / minPro nerezovou ocel 316L konkrétně:

Řezná rychlost: 100-150 m / min (obecné obrábění), 120-150 m / min pro dokončování

Rychlost posuvu: 0.1-00,2 mm / zub pro frézování; 0.05-00,15 mm / ot pro dokončování soustružení

Hloubka řezu: 0.5-20,0 mm pro frézování; 0.2-00,5 mm pro dokončování

4. Použijte ostré nástrojeOstré řezné hrany snižují řezné síly a zabraňují vytvrzování práce. okamžitě vyměňte opotřebované nástroje. Tupé nástroje způsobují rozbití a zničení obrobků. U nerezové oceli vyžadují nástroje také honování ostrých hran.

Tipy pro geometrii nástroje:

Pozitivní úhly hrábě (8-12 stupňů) snižují řezné síly

Úhel primárního reliéfu: 6-8 stupňů

Ostré řezné hrany pro lepší penetraci

Light honing (0.001-0.002 palcový poloměr), aby se zabránilo štěpení hran

5. Použijte správné chladicí kapaliny a mazivaChladicí kapalina je nezbytná pro obrábění z nerezové oceli. Snižuje tření, snižuje teplotu a odplaví čipy.

Druhy chladicí kapaliny:

Emulgované oleje (polosyntetické) - vhodné pro všeobecné obrábění

Minerální oleje - vynikající mazání pro těžké řezy

Syntetické - vynikající chlazení pro vysokorychlostní provoz

Osvědčené postupy:

Udržujte 6-8% koncentraci pro většinu aplikací

Použití vysokotlaké chladicí kapaliny (800-1000 PSI) pro hluboké otvory a obtížné funkce

Pro odvádění čipů je preferováno chlazení pomocí nástrojů

Povodňové chlazení pomáhá regulovat teplotu

Správná chladicí strategie může prodloužit životnost nástroje až o 40%.

6. Správa práce HardeningWork kalení dochází v důsledku plastové deformace během obrábění. Chcete-li snížit kalení:

Napájení chladicí kapaliny do řezného nástroje

Vyhněte se světelné řezy, které třít místo řezu

Udržovat konstantní zatížení čipu

Použít frézování stoupání, pokud je to možné

Udržujte nástroje ostré

7. Zajistěte efektivní evakuaci čipůStainless ocel produkuje dlouhé, stringy čipy, které mohou omotat kolem nástrojů a způsobit poškození.

Řešení:

Používejte nástroje pro rozbíjení čipů a šroubovicové rozbíječe čipů

Pro drážkování, 4-flétnové nástroje umožňují lepší čip evakuaci

Vysokotlaké chladicí síly třískové lámání

Pro závitování hlubokých děr použijte programování "segmentované zatažení" pro periodické přerušení čipů

8. Control Heat BuildupStainless oceli je nízká tepelná vodivost způsobuje teplo soustředit na ostří.

Tipy pro řízení tepla:

Udržujte mírné řezné rychlosti

Používejte adekvátní průtok chladicí kapaliny

Implementovat cykly peck vrtání

Použít přerušované kanály

Monitor obrobku pro tónované barvy indikující přehřátí

9. Vyberte správný počet flétny pro frézování: 4 nebo 5 flétnových fréz

Slotting: 4 flétnové nástroje (lepší čip evakuace)

Povrchová úprava: 5 + flétny s úhlem šroubovice nad 40 stupňů

High Efficiency Frézování (HEM): 5-7 flétna chipbreaker hrubery nebo variabilní rozteč koncových fréz

10. Zachovat přesnost a povrchovou úpravuOpatření pro kontrolu kvality:

Pravidelné kontroly rozměrů pomocí závitových mikrometrů, kroužkových měřidel nebo optických projektorů

Sledování opotřebení nástrojů (opotřebení boků > 0.012 palců vyžaduje změnu nástroje)

Použití průběžného testování pro automatickou kompenzaci

Proveďte operace po zpracování: odjehlování, pasivace, elektroleštění nebo kartáčování

Pro závity: Používejte celoprofilové řezačky závitů, progresivní vrstvené řezání (přídavek na konečnou úpravu 0.05-01 mm) a vysokotlaké vnitřní chlazení.

Které z nerezových ocelí jsou obtížné pro stroj? GradeDifficultyReason316Very špatná machinabilityRequires specializované řezání tools304DifficultRapid práce kalení (síra může být přidána na pomoc) Vysoká uhlíková ocelaDifficultVysoká pevnost, tvrdost a obsah karbidu Nízká uhlíková SteelDifficultSoftness způsobuje přilnavost k řezným nástrojům nejsnadnější pro obrábění: 416 nerezová ocel (série 400 obecně jednodušší než série 300)

Závitové soustružení Specifické typy pro CNC soustružení nití z nerezové oceli (např. 304, 316, 17-4 PH):

ParameterRecommendationTool MaterialUltra-fine-grain karbideNástroj CoatingPVD (TiAlN nebo AlCrN) Tvar tipuPlnoprofilový řezák závitůRychlost řezání (Vc) 80-150 m / min (nižší pro austenitické stupně) Krmivo Rovné rozteči (P) Řezná strategieProgresivní vrstvené cuttingCoolingInternal vysokotlaké chlazeníVady a řešení běžných závitů:

Chatter: Použijte střední až vysoké rychlosti (120-180 m / min) a klesající hloubku řezu

Ostruhy: Aplikujte vysokotlaké vnitřní chlazení (7 MPa)

Přesná ztráta: Monitorování opotřebení nástroje a řízení teploty řezu

Pro vnitřní závitování je evakuace třísek obtížnější. Používejte vysokotlaké vnitřní držáky chladiva a držáky odolné proti vibracím s větší tloušťkou.

Tipy pro optimalizaci nákladů Snížení výrobních nákladů při obrábění nerezové oceli:

Optimalizace materiálu: Hnízdo více dílů, použití zbytkových materiálů, implementace pokročilého CAM pro optimální využití (může snížit odpad až o 25%)

Správa nástrojů: Implementujte objednávku just-in-time, standardizujte modely nástrojů, sledujte životnost nástrojů

Parametry procesu: Optimalizujte rychlost řezu, rychlost posuvu a hloubku řezu pro efektivitu

Optimalizace velikosti šarže: Náklady na nastavení bilance s náklady na zásoby

Preventivní změny nástrojů: Změna nástrojů před opotřebením způsobuje vady

Výhody a nevýhody nerezové SteelAdvantagesExcellent odolnosti proti korozi (nekoroduje)

Snadné tvarování, řezání, spojování a svařování se správnými nástroji

Více možností povrchové úpravy pro estetický půvab

Hygienické - ideální pro potraviny a chirurgické vybavení

Trvalé a dlouhotrvající

Plně recyklovatelný

DisadvantagesExpensive ve srovnání s jinými materiály

Snadno se promáčkne

Mnoho stupňů se snadno poškrábe

Často kladené otázkyJe z nerezové oceli těžké frézovat? Ne extrémně těžké, ale vyžaduje odborné znalosti a správný výběr nástrojů. Správné řezné rychlosti a těsné nastavení jsou nezbytné.

Jaká je nejběžnější obráběná nerezová ocel? Grade 304 je nejčastěji obráběná díky své vysoké odolnosti proti korozi, trvanlivosti, tažnosti a svařitelnosti.

Jaká je nejlevnější nerezová ocel pro obrábění? Typ 409 (feritická rodina) je obecně nejlevnější kvůli sníženému obsahu chromu.

Jak mohu zabránit vytvrzování práce? Používejte nižší rychlosti s vyšší rychlostí posuvu, vyhýbejte se nadměrným průchodům, zajistěte ostré nástroje a aplikujte odpovídající chladicí kapalinu.

Jak často bych měl kontrolovat nástroje? Častá kontrola je nutná, zejména pro těžší stupně, jako je 316. vyměňte nástroje při prvním náznaku opotřebení, aby se zabránilo nákladným chybám.

Proč si vybrat EMAR pro obrábění z nerezové oceli? EMAR je světovým lídrem v oblasti obráběcích služeb z nerezové oceli a nabízí CNC obrábění, rychlé obrábění a prototypování plechů. Díky interním strojům nejvyšší kvality poskytuje EMAR pokročilé obráběcí schopnosti, aniž byste museli platit za samotné zařízení.

Jednoduše poskytněte své návrhy a společnost EMAR bude vyrábět přesné nerezové díly s výjimečnou kvalitou a účinností.

Kontaktujte společnost EMAR ještě dnes:

© 2019 Digitální marketing BookingSuite. BookingSuite je součástí skupiny Booking.com. Prvotřídní zákaznická podpora od Booking.com

E-mail: sales8@sjt-ic.com

Pro více konstrukčních tipů se obraťte na společnost EMAR, která vám poskytne odborné poradenství ohledně vašeho dalšího projektu obrábění z nerezové oceli.

Závěr CNC obrábění nerezové oceli nemusí být obtížné. Pochopením vlastností materiálu různých stupňů nerezové oceli, výběrem správných řezných nástrojů a nátěrů, optimalizací řezných parametrů a aplikací správných strategií chlazení a správy čipů můžete dosáhnout vysoce kvalitních výsledků s vynikající životností a účinností nástroje.

Pamatujte na tyto základní principy:

Používejte tuhé stroje a ostré, potažené karbidové nástroje

Udržujte mírné řezné rychlosti s vhodnou rychlostí posuvu

Aplikujte hojné chladicí kapaliny, nejlépe vysokotlaké průtokové nářadí

Spravujte vytvrzování práce tím, že se vyhnete světelným řezáním

Sledovat opotřebení nástrojů a proaktivně je vyměnit

Proveďte tyto tipy z EMAR a přeměňte obrábění z nerezové oceli z výzvy na spolehlivý a nákladově efektivní proces.