Ako dodávateľ mlynov štrukturálnych komponentov som sa stretol s mnohými požiadavkami na materiálnu tvrdosť pri spracovaní týchto mlynov. Pochopenie týchto požiadaviek je rozhodujúce pre dosiahnutie optimálnych výsledkov pri výrobe a zabezpečovaní dlhovekosti a výkonu konečných výrobkov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do kľúčových aspektov materiálnej tvrdosti a jeho vplyvu na schopnosti spracovania mlynov štrukturálnych komponentov.
Význam materiálnej tvrdosti
Materiálna tvrdosť je základná vlastnosť, ktorá meria odpor materiálu voči odsadeniu, poškriabaniu alebo deformácii. Hrá kľúčovú úlohu pri určovaní toho, ako sa bude materiál správať počas procesov obrábania. Pokiaľ ide o mlyny štrukturálnych komponentov, tvrdosť spracovaného materiálu môže výrazne ovplyvniť výkon rezancov, kvalitu hotového povrchu a celkovú účinnosť operácie obrábania.
Napríklad mimoriadne tvrdé materiály môžu spôsobiť nadmerné opotrebenie nástrojov na rezanie, čo vedie k častým zmenám nástrojov a zvýšeniu výrobných nákladov. Na druhej strane, materiály, ktoré sú príliš mäkké, môžu mať za následok zlú povrchovú úpravu a rozmerovú presnosť v dôsledku problémov, ako je deformácia materiálu a vytvorená tvorba okrajov. Preto je pre úspešné obrábanie nevyhnutné nájsť správnu rovnováhu v materiálnej tvrdosti.
Meranie tvrdosti a váhy
Existuje niekoľko metód na meranie materiálnej tvrdosti, z ktorých každá má vlastnú mierku. Medzi najbežnejšie používané stupnice vo výrobnom priemysle patria Rockwell, Brinell a Vickers Scales.
Rockwellova stupnica sa široko používa na svoju jednoduchosť a rýchlosť. Meria hĺbku penetrácie indikátora do materiálu pri špecifickom zaťažení. Rôzne stupnice Rockwell sa používajú v závislosti od tvrdosti a hrúbky materiálu. Napríklad stupnica Rockwell C sa zvyčajne používa pre tvrdšie materiály, ako sú tvrdené ocele, zatiaľ čo stupnica Rockwell B je vhodnejšia pre mäkšie kovy, ako je hliník.
Brinellova stupnica zahŕňa pritlačenie tvrdej gule špecifického priemeru do materiálu pri známom zaťažení a meranie priemeru výslednej odsadenia. Táto stupnica sa často používa na meranie tvrdosti veľkých alebo drsných vzoriek.
Vickersova stupnica používa štvorcový inscent pyramídy a meria diagonálnu dĺžku odsadenia vyrobenej pri danom zaťažení. Je známy svojou presnosťou a je vhodný pre širokú škálu materiálov, od veľmi mäkkých po mimoriadne tvrdé.
Požiadavky na tvrdosť materiálu pre mlyny štrukturálnych komponentov
Pokiaľ ide o spracovanie materiálov so štrukturálnym mlynom, rôzne typy materiálov majú rôzne požiadavky na tvrdosť.
Kovy
- Oceľ: Oceľ je jedným z najbežnejšie spracovaných materiálov v mlynoch konštrukčných komponentov. Mierne ocele, ktoré majú relatívne nízku tvrdosť (zvyčajne okolo 100 - 200 Brinellovej tvrdosti), sa relatívne ľahko strojovo strojovo. Môžu byť rezané štandardnou vysokou rýchlostnou oceľou (HSS) alebo nástrojmi na rezanie karbidu. Avšak, ako sa zvyšuje obsah uhlíka v oceli, zvyšuje sa aj jeho tvrdosť. High - uhlíkové ocele a zliatinové ocele môžu mať hodnoty tvrdosti v rozmedzí od 200 - 600 Brinell alebo ešte vyššie v prípade tvrdených ocelí. Pre tieto tvrdšie ocele môžu byť potrebné pokročilejšie strihacie náradie, ako sú keramické alebo kubické vložky nitridu bóru (CBN). Tieto nástroje vydržia vysoké rezné sily a teplo generované pri obrábaní tvrdých ocelí.
- Hliník: Hliník je mäkký a ľahký kov s nízkou tvrdosťou (zvyčajne okolo 20 - 100 Brinell). Je vysoko matričný a dá sa rýchlo spracovať pomocou ostrých rezných nástrojov. Avšak kvôli svojej mäkkosti je náchylná na vytvorenie tvorby okrajov, ktorá môže ovplyvniť povrchovú úpravu. Na minimalizáciu tohto problému sa často používajú špecializované nástroje na rezanie s leštenými povrchmi a vhodné parametre rezania.
- Titán: Titanium je silný a ľahký kov s relatívne vysokou tvrdosťou (okolo 200 - 400 Brinell). Je známy svojou vynikajúcou odolnosťou proti korózii a pomerom vysokej pevnosti - k hmotnosti. Titán je však tiež ťažko strojom kvôli svojej nízkej tepelnej vodivosti, čo spôsobuje, že sa na špičkovú hranu hromadí teplo. Na efektívne strojovanie titánu sú potrebné špecializované nástroje na rezanie s vysokou teplotou a pokročilé systémy chladiacej kvapaliny.
Non - kovy
- Plasty: Plasty majú širokú škálu hodnôt tvrdosti v závislosti od ich typu. Mäkké plasty, ako je polyetylén a polypropylén, majú nízku tvrdosť a ľahko sa nakladajú. Môžu byť rezané štandardnými nástrojmi HSS alebo karbidom. Tvrdšie plasty, ako je polykarbonát a nylon, môžu vyžadovať starostlivejší výber nástrojov na rezanie a parametre rezania, aby sa zabránilo taveniu alebo štiepaniu.
- Kompozity: Kompozity sú materiály vyrobené z dvoch alebo viacerých rôznych materiálov, ako sú napríklad polyméry vystužené uhlíkom (CFRP) alebo sklenených vlákien (GFRP). Tvrdosť kompozitov sa môže výrazne líšiť v závislosti od typu a frakcie objemu zosilnených vlákien. Ovukové kompozity vyžadujú špecializované nástroje na rezanie, ktoré dokážu zvládnuť abrazívnu povahu vlákien bez toho, aby spôsobili delamináciu alebo vytiahnutie vlákien - von.
Vplyv materiálnej tvrdosti na procesy obrábania
Tvrdosť spracovaného materiálu má priamy vplyv na rôzne aspekty procesu obrábania.
Nástroje
Ako už bolo spomenuté, tvrdšie materiály vyžadujú odolnejšie nástroje na rezanie odolných voči tepla. Špičková hrana nástroja musí byť schopná vydržať vysoké sily a teploty generované počas obrábania. Napríklad pri obrábaní tvrdých ocelí sa často používajú vložky z karbidu s vysokým obsahom kobaltu alebo keramickými vložkami. Tieto nástroje majú vyššiu odolnosť proti opotrebeniu a dokážu si udržať svoju ostrosť na dlhšiu dobu.
Rezací parametre
Tvrdosť materiálu tiež ovplyvňuje parametre rezania, ako je rýchlosť rezania, rýchlosť posuvu a hĺbka rezu. Všeobecne platí, že tvrdšie materiály vyžadujú nižšie rýchlosti rezania a rýchlosti posuvu, aby sa predišlo nadmernému opotrebeniu a poškodeniu nástroja. Napríklad pri obrábaní titánu môže byť rýchlosť rezania výrazne nižšia v porovnaní so obrábaním hliníka. Hĺbka rezu sa musí tiež starostlivo kontrolovať, aby sa zabránilo preťaženiu nástroja na rezanie.
Povrchová úprava
Tvrdosť materiálu môže ovplyvniť povrchovú úpravu opracovanej časti. Mäkšie materiály s väčšou pravdepodobnosťou vytvoria hladký povrchový povrch, ale môžu byť tiež náchylné na vytvorenie tvorby okrajov. Na druhej strane ťažšie materiály môžu byť ťažšie strojové do hladkej povrchovej úpravy kvôli vysokým rezným silám a potenciálu opotrebovania nástroja. Na dosiahnutie požadovanej povrchovej úpravy na tvrdých materiáloch sa môžu vyžadovať pokročilé techniky obrábania, ako je napríklad obrábanie vysokej rýchlosti a presné brúsenie.
Naše konštrukčné komponenty a tvrdosť materiálu
V našej spoločnosti ponúkame celý rad pokročilých mlynov konštrukčných komponentov, ktoré sú navrhnuté tak, aby manipulovali s materiálmi s rôznymi úrovňami tvrdosti. Náš5 - Axis CNC Gantry Opracing Centerje všestranný stroj, ktorý sa dá použiť na spracovanie širokej škály materiálov, od mäkkých plastov po tvrdé kovy. Je vybavený nástrojmi na rezanie s vysokým výkonom a pokročilé riadiace systémy, ktoré umožňujú presné riadenie procesu obrábania.
NášVysoký - krútiaci moment 5 - Centrum obrábania portálov osije špeciálne navrhnutý na obrábanie tvrdých materiálov. Má vreteno s vysokým krútiacim momentom, ktoré môže poskytnúť potrebnú silu na prerezanie tvrdých kovov, ako je titán a tvrdené ocele. Stroj je tiež vybavený pokročilými chladiacimi systémami na rozptýlenie tepla generovaného počas obrábania, čím sa zabezpečuje dlhovekosť rezných nástrojov.
Záver
Záverom je, že pochopenie požiadaviek na materiálnu tvrdosť pri spracovaní štrukturálnym komponentom je nevyhnutné na dosiahnutie vysokokvalitných výsledkov obrábania. Rôzne materiály majú rôzne úrovne tvrdosti a tieto úrovne majú významný vplyv na nástroje na rezanie, parametre rezania a povrchovú úpravu opracovaných častí. Ako dodávateľ mlynov štrukturálnych komponentov sa zaväzujeme poskytovať našim zákazníkom najlepšie riešenia pre obrábanie materiálov všetkých úrovní tvrdosti.
Ak ste na trhu s mlynom štrukturálnych komponentov alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa materiálnej tvrdosti a obrábania, s potešením diskutujeme o vašich konkrétnych požiadavkách. Kontaktujte nás ešte dnes a začnite rozhovor o tom, ako naše mlyny môžu uspokojiť vaše výrobné potreby.
Odkazy
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Výrobné inžinierstvo a technológie. Pearson Prentice Hall.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., & Knight, WA (2011). Dizajn výrobkov pre výrobu a montáž. CRC Press.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.
