Tipy pre CNC obrábanie nehrdzavejúcej ocele: Kompletný sprievodca

Nerezová oceľ je jedným z najčastejšie používaných obrábacích materiálov v priemyselných odvetviach, ako je lekársky, letecký, automobilový a potravinársky priemysel. Jeho trvanlivosť, odolnosť proti korózii a vysoká pevnosť v ťahu z neho robia vynikajúcu voľbu pre kritické komponenty. Obrábanie nehrdzavejúcej ocele však predstavuje jedinečné výzvy vďaka svojej húževnatosti, tendencii kalenia práce a zlej tepelnej vodivosti.

Táto príručka obsahuje základné tipy a osvedčené postupy pre úspešné CNC obrábanie nehrdzavejúcej ocele. Či už obrábate austenitické triedy ako 304 a 316 alebo tvrdšie triedy ako 17-4 PH, tieto poznatky vám pomôžu zlepšiť životnosť nástroja, povrchovú úpravu a celkovú účinnosť.

Ak potrebujete odborné služby v oblasti obrábania nehrdzavejúcej ocele, kontaktujte spoločnosť EMAR na čísle + 86 18664342076 alebosales8@sjt-ic.com.

Pochopenie typov nehrdzavejúcej ocele Nehrdzavejúca oceľ je zliatina železa a chrómu (najmenej 11% chrómu). Existuje päť hlavných tried, každá s rôznymi charakteristikami obrábateľnosti:

Austenitická nehrdzavejúca oceľVlastnosti: Nemagnetická, veľmi vysoká odolnosť proti korózii, nie je tepelne spracovateľná, vysoká húževnatosť a ťažnosť

Príklady: 304, 316, zliatina 20

Aplikácie: Letecké komponenty, farmaceutické výrobky, príbory, zariadenia na spracovanie potravín

Obrábateľnosť: Môže to byť ťažké kvôli tvrdnutiu práce; 304 a 316 majú zlé hodnotenie obrábateľnosti

Feritická nehrdzavejúca oceľVlastnosti: Magnetické, vysoká odolnosť proti korózii, stredná húževnatosť, nízka zvárateľnosť

Príklady: 409, 430, 439

Aplikácie: kuchynský riad, automobilové diely, priemyselné náradie

Obrábateľnosť: Všeobecne ľahšie sa obrába ako austenitická trieda; 416 je najjednoduchšia nehrdzavejúca oceľ na obrábanie

Martenzitické nerezové oceleVlastnosti: Magnetické, tepelne spracovateľné, vysoká tvrdosť

Príklady: 416, 420, 440

Aplikácie: Chirurgické nástroje, príbory, guľkové ložiská, strelné zbrane

Spracovateľnosť: Mierne; vyžaduje ostré nástroje a správne parametre

Duplexné nehrdzavejúce oceleVlastnosti: Kombinácia austenitickej a feritickej, magnetickej, vysokej pevnosti a odolnosti proti korózii pri veľmi vysokom namáhaní

Aplikácie: Výmenníky tepla, potrubné systémy, kondenzátory

Zrážanie kalenie (PH) z nehrdzavejúcej oceleVlastnosti: Najvyššia pevnosť, tepelne spracovateľné, vynikajúca odolnosť proti korózii

Príklady: 17-4 PH, 15-5 PH

Aplikácie: Letecké a kozmické komponenty, námorné stavby, jadrové elektrárne

Bežné výzvy pri obrábaní nehrdzavejúcej ocele Nehrdzavejúca oceľ nie je tak ľahké obrábať ako materiály ako hliník alebo drevo. Primárne ťažkosti zahŕňajú:

ChallengeDescriptionWork kalenie Nerezová oceľ rýchlo tvrdne pri namáhaní, najmä pri vysokých rýchlostiach, čo vedie k zvýšenému opotrebovaniu nástroja Vysoké rezné sily Húževnatosť materiálu vyžaduje väčšiu silu a urýchľuje opotrebenie nástroja Generovanie tepla Slabá tepelná vodivosť spôsobuje koncentráciu tepla na špičkovej úrovni Ovládanie čipov Vyrába tvrdé, vláknité čipy, ktoré môžu zaseknúť stroj a poškriabať povrchy Tool Wear Abrazívna povaha spôsobuje rýchle opotrebenie boku, opotrebenie krátera a zabudovanú hranu. Prehriatie je obzvlášť znepokojujúce, pretože ohrozuje odolnosť proti korózii. Ak na povrchu uvidíte tónované farby, morenie kyselinou chlorovodíkovou alebo sírovou môže obnoviť oxidačnú vrstvu.

Najlepšie procesy obrábania z nehrdzavejúcej oceleMillingNajbežnejší primárny proces obrábania. Na stacionárny obrobok používajte vysokorýchlostné rotačné rezacie nástroje. Presnosť je vysoká, ale nesprávne nástroje alebo nadmerné rýchlosti spôsobujú rýchle opotrebenie nástroja.

SústruženiePožaduje stacionárny rezný nástroj a rotujúci obrobok. Bežné pre austenitickú nehrdzavejúcu oceľ. Udržujte previs nástroja na minime.

VŕtanieSekundárny proces vytvárania otvorov. Použite vŕtacie cykly pre hlboké otvory a vysokotlakovú chladiacu kvapalinu na evakuáciu čipov.

ZávityPre montáž skrutiek a spojovacích prvkov. Vyžaduje ostré nástroje a správne parametre rezania, aby sa zabránilo chveniu a otrepom.

Laserové rezanie Práce len pre tenké plechy. Žiadne opotrebenie nástroja, ale drahé a vyžaduje kvalifikovanú prácu.

BrúsenieZlepšuje povrchovú úpravu a odstraňuje otrepy. Používa brúsne kotúče.

EDM (obrábanie elektrickým výbojom) Na tavenie kovu používa elektrické impulzy vysokého napätia. Obmedzená hrúbka rezu.

Rezanie vodným lúčom Používa na eróziu vysokotlakovú vodu. Môže rezať hrubé plechy, ale môže mať vplyv na stupnelow-corrosion-resistance.

Základné tipy pre CNC obrábanie nehrdzavejúcej ocele1. Použite pevné stroje a náradie Nerezová oceľ je mimoriadne tvrdá. Uistite sa, že váš stroj, držiaky nástrojov a upínacie prípravky sú mimoriadne robustné, aby sa zabránilo klepaniu a vibráciám. Akákoľvek uvoľnenosť zosilňuje problémy a vedie k zlému obrábaniu.

2. Vyberte správny materiál nástroja Dve spoločné možnosti:

Karbidové nástroje (cementovaný karbid): Vyrobené z karbidu volfrámu, karbidu titánu alebo karbidu tantalu. Rýchlejšie ako HSS, poskytujú lepšiu povrchovú úpravu, ideálne pre hromadnú výrobu. Použite submikrónové triedy karbidu zrna pre 316L.

Vysokorýchlostná oceľ (HSS): Lacnejšia, bežne používaná vo vrtákoch a motorových pílach. Všeobecne sa neodporúča pre 316L kvôli rýchlemu opotrebovaniu.

Potiahnuté nástroje výrazne predlžujú životnosť nástroja. Odporúčané nátery pre nehrdzavejúcu oceľ:

CoatingBenefitsTiAlN (titánový nitrid hliníka) Vysoká tepelná odolnosť, vynikajúca ochrana proti opotrebeniuAlCrN (nitrid hliníka chrómu) Vynikajúca oxidačná odolnosť, vysoká tvrdosťTiCN (titánový karbonitrid) Dobrá húževnatosť, znížené trenieTiN (titánový nitrid) Zvýšená odolnosť proti opotrebovaniu3. Optimalizujte parametre rezania Nižšie rýchlosti rezania s vyššími rýchlosťami podávania fungujú najlepšie na minimalizáciu tvorby tepla a tvrdenia práce.

Odporúčané parametre pre bežné triedy:

GradeCutting Speed (SFM) rýchlosť podávania (in / min alebo IPR) 304100 - 2000.005 - 0.008 in / min31690 - 1800.004 - 0.007 in / min17-4 PH80 - 1600.003 - 0.006 in / minPre 316L nehrdzavejúcej ocele konkrétne:

Rýchlosť rezania: 100-150 m / min (všeobecné obrábanie), 120-150 m / min pre konečnú úpravu

Rýchlosť podávania :0.1-0 .2 mm / zub pre frézovanie ;0.05-0 .15 mm / ot. pre sústruženie dokončovacie práce

Hĺbka rezu :0.5-2,0 mm pre frézovanie ;0.2-0 .5 mm pre konečnú úpravu

4. Použite Sharp ToolingSharp rezné hrany znižujú rezné sily a zabraňujú tvrdnutiu práce. okamžite vymeňte opotrebované nástroje. Tupé nástroje spôsobujú rozbitie a zničenie obrobkov. Pre nehrdzavejúcu oceľ, nástroje tiež vyžadujú honovanie ostrých hrán.

Tipy pre geometriu nástrojov:

Pozitívne uhly sklonu (8-12 stupňov) znižujú rezné sily

Primárny reliéfny uhol: 6-8 stupňov

Ostré rezné hrany pre lepšiu penetráciu

Ľahké honovanie (polomer 0001-0.002 palca), aby sa zabránilo štiepeniu okrajov

5. Použite správnu chladiacu kvapalinu a mazaciu chladiacu kvapalinu je nevyhnutné pre obrábanie z nehrdzavejúcej ocele. Znižuje trenie, znižuje teplotu a zmýva triesky.

Typy chladiacich kvapalín:

Emulgované oleje (polosyntetické) - dobré pre všeobecné obrábanie

Minerálne oleje - vynikajúce mazanie pre ťažké rezy

Syntetické - vynikajúce chladenie pre vysokorýchlostné operácie

Najlepšie postupy:

Udržujte 6-8% koncentráciu pre väčšinu aplikácií

Použite vysokotlakovú chladiacu kvapalinu (800-1000 PSI) pre hlboké otvory a ťažké vlastnosti

Pri evakuácii čipu sa uprednostňuje chladenie pomocou nástroja

Povodňové chladenie pomáha regulácii teploty

Správna stratégia chladiacej kvapaliny môže predĺžiť životnosť nástroja až o 40%.

6. Manage Work HardeningWork kalenie dochádza v dôsledku plastickej deformácie počas obrábania. Na zníženie kalenia:

Pridajte chladiacu kvapalinu do rezného nástroja

Vyhýbajte sa ľahkým rezom, ktoré sa namiesto rezu trú

Udržujte konštantné zaťaženie čipu

Ak je to možné, použite frézovanie stúpania

Udržujte nástroje ostré

7. Zaistite efektívnu evakuáciu čipov Nerezová oceľ produkuje dlhé, vláknité čipy, ktoré sa môžu omotať okolo nástrojov a spôsobiť poškodenie.

Riešenia:

Používajte nástroje na lámanie triesok a špirálové lámače triesok

Pre drážkovanie umožňujú 4-flautové nástroje lepšiu evakuáciu čipov

Vysokotlaková chladiaca kvapalina si vynúti rozbitie triesky

Na navliekanie hlbokých dier používajte programovanie segmentovaného zatiahnutia na pravidelné lámanie čipov

8. Regulácia nahromadenia tepla Nízka tepelná vodivosť nehrdzavejúcej ocele spôsobuje koncentráciu tepla na špici.

Tipy pre tepelné hospodárstvo:

Udržujte miernu rýchlosť rezania

Použite dostatočný prietok chladiacej kvapaliny

Implementovať peck vŕtacie cykly

Používajte prerušované krmivá

Monitorujte obrobok pre tónované farby indikujúce prehriatie

9. Vyberte správny počet flaut pre frézovanieRoughing: 4 alebo 5 flautových koncových mlynov

Štrbina: 4 nástroje na flautu (lepšia evakuácia čipu)

Dokončenie: 5 + flauty s uhlom skrutkovice nad 40 stupňov

Vysoko efektívne frézovanie (HEM): 5-7 drsičov flautových triesok alebo fréz s variabilným rozstupom

10. Udržiavajte presnosť a povrchovú úpravu Opatrenia na kontrolu kvality:

Pravidelné kontroly rozmerov pomocou závitových mikrometrov, prstencových meradiel alebo optických projektorov

Monitorujte vzory opotrebenia nástroja (opotrebenie boku > 0,012 palca vyžaduje výmenu nástroja)

Na automatickú kompenzáciu použite sondovanie v procese

Vykonajte operácie následného spracovania: odhrotenie, pasivácia, elektrolytické leštenie alebo kefovanie

Pre závity: Používajte celoprofilové rezačky závitov, progresívne vrstvené rezanie (dokončovací príspevok0.05-0 0,1 mm) a vysokotlakové vnútorné chladenie.

Ktoré nerezové ocele sa ťažko obrábajú ?GradeDifficultyReason316Very zlémachinabilityRequires špecializované rezanietools304DifficultRapid kalenie (síra môže byť pridaná na pomoc) High Carbon SteelDifficultVysoká pevnosť, tvrdosť a obsah karbiduLow CarbonSteelDifficultSoftness spôsobuje priľnavosť k rezným nástrojomNajjednoduchšie obrábať: 416 nehrdzavejúca oceľ (400 séria všeobecne jednoduchšie ako 300 séria)

Špecifické tipy na sústruženie závitovPre CNC sústruženie závitov z nehrdzavejúcej ocele (napr. 304, 316, 17-4 PH):

ParameterRecommendationToolMaterialUltra-fine-grain carbideTool CoatingPVD (TiAlN alebo AlCrN) Tip ShapeFull-profil rezačka závitovCutting Speed (Vc) 80-150 m / min (nižšie pre austenitických stupňov) FeedEqual to pitch (P) Stratégia rezaniaProgresívne vrstvenécuttingCoolingInternal vysokotlakové chladenieCommon závity a riešenia:

Chatter: Používajte stredné až vysoké rýchlosti (120-180 m / min) a zmenšujúcu sa hĺbku rezu

Burrs: Použite vysokotlakové vnútorné chladenie (7 MPa)

Presná strata: Monitorujte opotrebenie nástroja a regulujte teplotu rezania

Pre vnútorné závitovanie je evakuácia čipu náročnejšia. Používajte vysokotlakové vnútorné držiaky chladiacej kvapaliny a držiaky odolné voči vibráciám s pridanou hrúbkou.

Tipy na optimalizáciu nákladov Ak chcete znížiť výrobné náklady pri obrábaní nehrdzavejúcej ocele:

Optimalizácia materiálu: Vnorte viac častí, použite zvyškové materiály, implementujte pokročilú CAM pre optimálne využitie (môže znížiť odpad až o 25%)

Správa nástrojov: Implementujte objednávanie just-in-time, štandardizujte modely nástrojov, sledujte životnosť nástrojov

Parametre procesu: Optimalizujte rýchlosť rezania, rýchlosť posuvu a hĺbku rezu kvôli efektívnosti

Optimalizácia veľkosti dávky: Vyvážte náklady na nastavenie s nákladmi na zásoby

Preventívne zmeny náradia: Vymeňte náradie skôr, ako opotrebenie spôsobí chyby

Výhody a nevýhody nehrdzavejúcejSteelAdvantagesExcellent odolnosť proti korózii (nehrdzavie)

Jednoduché tvarovanie, rezanie, spájanie a zváranie pomocou vhodných nástrojov

Viaceré možnosti povrchovej úpravy pre estetický vzhľad

Hygienické - ideálne pre potraviny a chirurgické zariadenia

Trvanlivý a dlhotrvajúci

Plne recyklovateľný

DisadvantagesExpensive v porovnaní s inými materiálmi

Ľahko zubatý

Mnoho stupňov sa ľahko poškriabe

Často kladené otázkyJe nehrdzavejúca oceľ ťažko frézovaná? Nie je to extrémne ťažké, ale vyžaduje to odborné znalosti a správny výber nástroja. Správne rýchlosti rezania a tesné nastavenia sú nevyhnutné.

Aká je najbežnejšia opracovaná nehrdzavejúca oceľ? Stupeň 304 je najčastejšie opracovaný kvôli vysokej odolnosti proti korózii, trvanlivosti, ťažnosti a zvárateľnosti.

Aká je najlacnejšia nehrdzavejúca oceľ na obrábanie? Typ 409 (feritická rodina) je všeobecne najlacnejší kvôli zníženému obsahu chrómu.

Ako môžem zabrániť vytvrdzovaniu práce? Používajte nižšie rýchlosti s vyššou rýchlosťou podávania, vyhýbajte sa nadmerným priechodom, zabezpečte ostré nástroje a aplikujte primeranú chladiacu kvapalinu.

Ako často by som mal kontrolovať nástroje? Častá kontrola je nevyhnutná, najmä pre tvrdšie triedy, ako je 316. vymeňte nástroje pri prvom náznaku opotrebenia, aby ste predišli nákladným chybám.

Prečo si vybrať EMAR pre obrábanie z nehrdzavejúcej ocele? EMAR je svetový líder v oblasti služieb obrábania nehrdzavejúcej ocele a ponúka CNC obrábanie, rýchle obrábanie nástrojov a prototypovanie plechov. S internými strojmi najvyššej kvality poskytuje EMAR pokročilé možnosti obrábania bez toho, aby ste museli platiť za samotné zariadenie.

Jednoducho poskytnite svoje návrhy a spoločnosť EMAR bude vyrábať presné diely z nehrdzavejúcej ocele s mimoriadnou kvalitou a účinnosťou.

Kontaktujte EMAR ešte dnes:

Telefón: + 86 18664342076

E-mail :sales8@sjt-ic.com

Ak chcete získať ďalšie tipy na dizajn, obráťte sa na spoločnosť EMAR, ktorá vám poskytne odborné poradenstvo pri ďalšom projekte obrábania nehrdzavejúcej ocele.

ZáverCNC obrábanie nehrdzavejúcej ocele nemusí byť ťažké. Pochopením materiálových vlastností rôznych druhov nehrdzavejúcej ocele, výberom správnych rezných nástrojov a náterov, optimalizáciou rezných parametrov a použitím správnych stratégií chladenia a riadenia čipov môžete dosiahnuť vysoko kvalitné výsledky s vynikajúcou životnosťou a účinnosťou nástroja.

Pamätajte na tieto základné princípy:

Používajte pevné stroje a ostré, potiahnuté karbidové nástroje

Udržujte miernu rýchlosť rezania s príslušnými rýchlosťami posuvu

Naneste hojnú chladiacu kvapalinu, najlepšie vysokotlakový priechodný nástroj

Spravujte kalenie prác tým, že sa vyhnete ľahkým rezom

Monitorujte proaktívne opotrebovanie a výmenu nástrojov

Implementujte tieto tipy od spoločnosti EMAR na transformáciu obrábania nehrdzavejúcej ocele z výzvy na spoľahlivý a nákladovo efektívny proces.