Kao dugogodišnji dobavljač glodala sa dugim vratom, iz prve ruke sam uočio kako različiti faktori utiču na performanse rezanja ovih preciznih alata. Među ovim faktorima, tvrdoća materijala se ističe kao kritični element koji može ili učiniti ili narušiti efikasnost glodala sa dugim vratom. U ovom postu na blogu ću zaroniti duboko u razumijevanje kako tvrdoća materijala utječe na performanse rezanja glodala s dugim vratom.
Razumijevanje tvrdoće materijala
Tvrdoća materijala definira se kao otpornost materijala na lokalnu deformaciju, obično udubljenjem ili abrazijom. To je ključno svojstvo jer može značajno uticati na ponašanje materijala tokom procesa obrade. Postoji nekoliko skala za mjerenje tvrdoće, kao što su Rockwell, Brinell i Vickers. Na primjer, u Rockwell skali, materijal s većim brojem je tvrđi.
Meki materijali, poput aluminija i bakra, imaju relativno niske vrijednosti tvrdoće. Ovi materijali su savitljivi i mogu se relativno lako rezati. S druge strane, tvrdi materijali, uključujući nehrđajući čelik, legure titana i kaljeni čelik, predstavljaju izazovnije okruženje za obradu zbog svoje visoke otpornosti na deformacije.
Utjecaj na habanje alata
Jedan od najočitijih efekata tvrdoće materijala na performanse rezanja glodala sa dugim vratom je trošenje alata. Prilikom rezanja mekog materijala, glodalo sa dugim vratom doživljava manje trenje i habanje na svojim reznim ivicama. Alat može zadržati svoju oštrinu na duži period, što zauzvrat dovodi do konzistentnog i visokokvalitetnog rezanja.
Na primjer, kada koristite glodalicu sa dugim vratom za rezanje aluminija, proces rezanja je relativno gladak, a ivice alata se ne tupe brzo. To rezultira produženim vijekom trajanja alata, smanjenjem učestalosti izmjena alata i konačno smanjenjem troškova proizvodnje.
Međutim, kada se radi o tvrdim materijalima, situacija je sasvim drugačija. Visoka tvrdoća materijala uzrokuje značajno abrazivno i adhezivno trošenje reznih rubova glodala s dugim vratom. Abrazivno habanje nastaje kada se tvrde čestice u materijalu obratka bruse o rezne ivice alata, postepeno ih trošeći. Do habanja ljepila, s druge strane, dolazi kada se mali komadi materijala izratka zalijepe za površinu alata i zatim se otkinu tokom procesa rezanja, uzimajući sa sobom dijelove alata.
Uzmimo za primjer rezanje nehrđajućeg čelika. Visoka tvrdoća i karakteristike očvršćavanja nehrđajućeg čelika uzrokuju brzo habanje glodala s dugim vratom. Rezne ivice mogu postati tupe nakon relativno kratkog perioda upotrebe, što dovodi do smanjene efikasnosti rezanja, loše obrade površine i povećanog rizika od loma alata.
Utjecaj na sile rezanja
Tvrdoća materijala takođe ima značajan uticaj na sile rezanja tokom procesa obrade. Prilikom rezanja mekog materijala, glodalo s dugim vratom zahtijeva manje sile da prodre i ukloni materijal. Proces rezanja je često gladak, a manje je vibracija i brbljanja. Ovo omogućava veće brzine rezanja i veće brzine posmaka, što može poboljšati produktivnost.
Međutim, prilikom obrade tvrdih materijala, sile rezanja se značajno povećavaju. Završno glodalo mora raditi više da probije tvrdi materijal, što rezultira većim naprezanjem alata i stroja. Prekomjerne sile rezanja mogu uzrokovati probleme kao što je deformacija alata, posebno u slučaju glodala s dugim vratom. Budući da ovi krajnji glodali imaju dužu dršku, skloniji su skretanju pod velikim silama rezanja. Otklon alata može dovesti do neprecizne obrade, loše obrade površine, pa čak i oštećenja radnog komada.
Na primjer, kada pokušavate rezati kaljeni čelik, sile rezanja mogu biti toliko velike da zahtijevaju moćniju opremu za obradu i niže parametre rezanja kako bi se izbjeglo kvar alata. To često znači žrtvovanje produktivnosti kako bi se održao integritet alata i kvalitet obrađenog dijela.
Utjecaj na završnu obradu površine
Završna obrada obrađenog dijela je još jedan aspekt na koji u velikoj mjeri utječe tvrdoća materijala. Prilikom rezanja mekih materijala glodalicom s dugim vratom općenito je lakše postići glatku završnu obradu. Mala tvrdoća materijala omogućava reznim ivicama krajnjeg glodala da čisto uklone materijal bez izazivanja prevelikih kidanja ili grubih zakrpa.
Nasuprot tome, tvrdi materijali predstavljaju veći izazov za postizanje dobre završne obrade površine. Visoka tvrdoća može uzrokovati neravnomjerno lomljenje materijala tokom procesa rezanja, što rezultira hrapavom površinom. Dodatno, kako se rezne ivice brže troše prilikom rezanja tvrdih materijala, mogućnost stvaranja glatke površine dodatno je ugrožena. Na primjer, prilikom strojne obrade titanijumskih legura, koje su poznate po svojoj visokoj tvrdoći i niskoj toplotnoj provodljivosti, može biti teško dobiti visokokvalitetni završni sloj. Za prevladavanje ovih izazova mogu biti potrebne specijalizirane strategije rezanja i geometrije alata.
Studija slučaja: Rezanje različitih materijala sa a2 flaute Kuglasti nos dugi vrat End Mill
Pogledajmo bliže kako tvrdoća materijala utječe na performanse rezanja ispitujući upotrebu glodalice s 2 žleba s kugličnim nosom i dugim vratom.
Rezanje mekih materijala (aluminij)
Kada koristite glodalicu s 2 žleba i dugim vratom za rezanje aluminija, možemo primijetiti nekoliko pozitivnih rezultata. Mala tvrdoća aluminijuma omogućava mašinsku obradu velikom brzinom. Rezne ivice glodala ostaju oštre dugo vremena, a glatki proces rezanja rezultira visokokvalitetnom završnom obradom površine. Završno glodalo možemo pokrenuti pri relativno visokim brzinama posmaka i brzinama rezanja bez značajnog trošenja alata. Ovo ne samo da poboljšava produktivnost, već i smanjuje cijenu po dijelu. Na primjer, u pogonu za proizvodnju automobila, ovaj tip glodala se može koristiti za efikasnu obradu aluminijskih komponenti motora, osiguravajući precizne dimenzije i dobru završnu obradu površine.
Srednje za rezanje - tvrdi materijali (nerđajući čelik)
Kada se ista glodalica s kugličnim nosom s 2 žleba i dugim vratom koristi za rezanje nehrđajućeg čelika, situacija se mijenja. Veća tvrdoća nehrđajućeg čelika znači da se alat više haba. Moramo smanjiti brzinu rezanja i protok kako bismo upravljali povećanim silama rezanja i spriječili prijevremeni kvar alata. Uprkos ovim podešavanjima, životni vek alata je znatno kraći u poređenju sa rezanjem aluminijuma. Površinska obrada također može biti nešto grublja i možda ćemo morati izvršiti dodatne završne operacije kako bismo postigli željeni kvalitet.
Rezanje tvrdih materijala (kaljeni čelik)
Rezanje kaljenog čelika pomoću glodalice s 2 žleba s dugim vratom je izuzetno izazovno. Velika tvrdoća materijala dovodi do brzog trošenja reznih rubova, a sile rezanja su toliko velike da mogu uzrokovati otklon alata. Kao rezultat toga, moramo koristiti vrlo niske brzine rezanja i pomake, što ozbiljno ograničava produktivnost. Površinska obrada obrađenog dijela može biti loša i može biti potrebno više prolaza za postizanje prihvatljivog rezultata.
Rješenja za poboljšanje performansi rezanja s različitom tvrdoćom materijala
Alat Coatings
Nanošenje premaza na glodala sa dugim vratom može značajno poboljšati njihov učinak rezanja kada se radi o različitim tvrdoćama materijala. Na primjer, premaz titanijum nitrida (TiN) može poboljšati tvrdoću i otpornost na habanje alata, čineći ga pogodnijim za rezanje očvrslih materijala. Dijamantski ugljični (DLC) premazi mogu smanjiti trenje i poboljšati sposobnost alata da reže meke materijale, kao što je aluminij, sprečavajući prianjanje materijala obratka na alat.
Optimizirana geometrija alata
Geometrija glodala sa dugim vratom takođe igra ključnu ulogu u performansama rezanja. Za meke materijale može se koristiti završno glodalo sa većim uglom spirale za poboljšanje evakuacije strugotine i smanjenje sila rezanja. Za tvrde materijale, robusnija geometrija alata sa većim prečnikom jezgra i manjim uglom spirale može obezbediti bolju čvrstoću i otpornost na skretanje.
Odgovarajući parametri rezanja
Odabir pravih parametara rezanja, kao što su brzina rezanja, brzina pomaka i dubina rezanja, od suštinskog je značaja za postizanje optimalnih performansi rezanja. Za meke materijale mogu se koristiti veće brzine rezanja i posmaci za maksimalizaciju produktivnosti. Za tvrde materijale treba odabrati niže parametre rezanja kako bi se minimiziralo habanje alata i spriječio kvar alata.
Zaključak
Zaključno, tvrdoća materijala ima dubok uticaj na performanse rezanja glodala sa dugim vratom. Utječe na trošenje alata, sile rezanja i završnu obradu površine, a različiti materijali predstavljaju jedinstvene izazove i mogućnosti. Kao dobavljač glodala s dugim vratom, razumijem važnost obezbjeđivanja visokokvalitetnih alata i pružanja stručnih savjeta o tome kako optimizirati proces rezanja za različite tvrdoće materijala.
Ako ste na tržištu za glodalice s dugim vratom ili trebate više informacija o tome kako poboljšati svoje procese obrade, ohrabrujem vas da mi se obratite za detaljnu raspravu. Bilo da radite s mekim, srednje tvrdim ili tvrdim materijalima, mogu vam pomoći da pronađete prava rješenja za poboljšanje performansi rezanja i postizanje boljih rezultata.
Reference
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Proizvodno inženjerstvo i tehnologija. Pearson Prentice Hall.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Metal Cutting. Butterworth - Heinemann.
