В статье приведены данные о процессе резки древесных материалов.Процесс резки влияет на форму и размеры режущей кромки. Эксперименты были направлены на отслеживание изменений режущей кромки при обработке древесно-стружечных плит и влияние скорости резания на износ инструмента. Испытания на резание проводились во время фрезерования со скоростями резания в диапазоне от 7,95 до 17,9 м/с (от 477 до 1074 м/мин), глубиной резания 9,5 мм и подачей зуба 0,05 мм. Процесс изнашивания режущего клина при фрезеровании ДСП характеризуется уменьшением режущей кромки лезвий пластины.Для измерения углубления режущего клина использовали сравнительный цифровой индикатор часового типа. Ход изнашивания древесных материалов в графическом представлении имел сходство с резанием абразивным материалом. Полученную зависимость можно использовать для выбора наиболее подходящих режимов резания в соответствии с требованиями оператора.

Ключевые слова: Механическая обработка; Древесина; Инструмент; Носить; притупление; Условия резания

Контактная информация: а: Институт машиностроения, Факультет машиностроения и технологии, Технический университет Брно, Technická 2, 61600 Брно, Чехия, б: The Display Company CZ s.r.o., Londýnské náměstí 4, 63900 Брно, Чешская Республика, c: Кафедра производственных технологий и управления качеством, Факультет экологических и производственных технологий, Технический университет в Зволене; * Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Древесина представляет собой пористую и волокнистую структурную ткань, встречающуюся в стеблях и корнях деревьев и других древесных растений. Это органический материал, натуральный композит из целлюлозных волокон, прочных на растяжение и встроенных в матрицу из лигнина, сопротивляющуюся сжатию.Древесина является одним из немногих возобновляемых материалов (Kučerová et al. 2016). К сожалению, древесина является относительно недолговечным материалом и требует особого ухода для обеспечения длительного срока службы. По этой причине также широко используются модифицированные древесные материалы или материалы с поверхностным покрытием. Такие древесные материалы в определенной степени сохраняют хорошие свойства древесины и смягчают некоторые ее неблагоприятные свойства (Квьеткова и др. 2015a,b,c; Гафф и др.  2016; Седлецкий и Сарвашова Кветкова, 2017).

Механические и физические свойства являются важными факторами при обработке древесины. Агломерированные материалы производятся из древесины или других лигноцеллюлозных частиц.

ДСП — это термин, обозначающий материал, изготовленный из древесных частиц различных форм и размеров. Древесная стружка склеивается с помощью синтетического клея, высокого давления и повышенной температуры. Для внутреннего использования эти материалы часто необходимо шпонировать, ламинировать или складывать, чтобы улучшить их внешний вид.Этот материал является наиболее широко используемым и наиболее производимым агломерированным материалом в деревообрабатывающей промышленности (Thoemen et al.  2010).

В процессе фрезерования режущие пластины вращающегося инструмента отделяют материал заготовки в виде стружки. Скорость подачи ограничена размером и типом режущего инструмента, расположенного перпендикулярно обрабатываемой детали. Процесс резания прерывистый, и зубья фрезы поочередно срезают короткую стружку разной толщины. Древесные материалы измельчают во всех направлениях, но чаще всего вдоль направления древесных волокон.Направление вращения обычно выбирается обычным, , т. е. против направления подачи. По положению оси вращения и поверхностей, создаваемых режущими кромками, фрезерование делится на два типа: либо ось цилиндрического инструмента параллельна поверхности заготовки, либо передняя ось инструмента перпендикулярна к поверхности заготовки.

Процесс фрезерования контролируется с помощью стойкости инструмента. Стойкость инструмента – это период, в течение которого лезвие находится в рабочем состоянии в процессе механической обработки.Это время, когда инструмент работает, от заточки до притупления. При механической обработке металла на задней поверхности режущей кромки наблюдается процесс абразивного износа, который называется износом по задней поверхности VB. На рис. 1 этот процесс показан на кривой износа. Отдельными фазами являются: I – начальный быстрый износ, II – линейный износ и III – окончательный нестабильный ход. При практическом измерении износа используется значение критического износа VB в линейной фазе II; этот выбор обусловлен точностью показаний (Shaw 2005; Csanády and Magoss 2012).

Рис. 1.  Графическое изображение зависимости VB или KR = fn ( T ) при резании металла

Режущая кромка образована пересечением двух поверхностей – передней плоскости (передний угол γ ) и задней плоскости (задний угол α). Дармаван и др.  (2001, 2012) изучали процесс износа на задней поверхности под влиянием различных материалов на основе древесины и материалов режущей кромки. При обработке материалов на древесной основе без абразивов отслеживается износ на рецессии режущей кромки инструмента в зависимости от времени (Šebelová and Chladil 2013).Этот вид износа называется носовым износом (Shaw 2005; Mazan et al . 2017), а его величина соответствует радиальному износу KR (см. рис. 2).

Рис. 2.  Износ на носу типа износа инструмента

В этом исследовании материал на основе древесины — ламинированная древесно-стружечная плита — использовался для экспериментального изучения влияния условий резания на износ инструмента. Для проверки свойств инструментального материала в процессе резания использовалось цилиндрическое фрезерование, применялась правосторонняя фреза с двумя зубьями.Процесс притупления инструмента контролировался, поскольку он влияет на срок службы режущего инструмента и, следовательно, на эффективность обработки. Время Тейлора против . для оценки использовалась формула скорости резания (Shaw 2005).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

Материал заготовки

. Поставщиком ЛДСП (045 BS бук Westfalen толщиной 18 мм) выступила компания INTEREXPO Brno Ltd, Чехия.Объемный вес плиты составлял от 600 до 750 кг.м ^-3  и влажность 14,2% определялась в соответствии с EN 323 (1993).

Режущий инструмент

Для опытов использовали двухзубую правостороннюю фрезу FRSTHW 19x30x12z2 (Aparathea Ltd., Брно, Чехия) диаметром D 19 мм. На резце использовались режущие пластины из спеченного твердого сплава К10, HW 29,5x12x1,5 4S T04F (рис. 3). Геометрия режущего инструмента: передний угол γ 15° и задний угол α 20°.

Рис. 3.  Фреза HW 19 x 30

были зажаты во фрезу и закреплены болтом. Твердосплавные вставки обозначались буквой с соответствующей буквой-символом, чтобы различать использование при обработке отдельных образцов и уникальность отдельных измерений. Число, обозначавшее конкретную режущую пластину, имело строчную букву a/b для обозначения стороны лезвия. Режущие пластины с маркировкой от U1 до U4 Рис.4 использовались для раскроя ЛДСП.

Рис. 4. Режущие пластины SC HW 29,5x12x1,5 4S T04F

Станок

Выбранные материалы были обработаны на трехкоординатном фрезерном станке с ЧПУ SCM Tech 99 (Римини, Италия) со следующими параметрами: рабочие размеры X, 3119 мм, Y, 1012 мм, Z, 100 мм; мощность двигателя 6,6 кВт, максимальная частота вращения 1800 об/мин. Фреза с двумя зубьями по часовой стрелке была зажата во фрезерном станке с ЧПУ.

Методы

Условия резания

Для обработки выбрано попутное фрезерование. Диапазон минимальных 4000 об/мин и максимальных 18000 об/мин определялся для постоянной подачи на зуб ( f _z = 0,05 мм) и постоянной ширины резания a _p = 18 мм (толщина материала). . Значения скорости резания и подачи основаны на соотношении между величиной подачи на зуб, скоростью резания, скоростью инструмента и диаметром фрезы.Все переменные определены в Таблице 1. Скорость резания ( v _c ) определялась по уравнениям. 1 и 2.

 (1)

 (2)

Скорость подачи v _f  была рассчитана по уравнению. 3.

 (3)

Таблица 1. Технологические условия резки для экспериментов

Стойкость режущей кромки больше всего зависит от скорости резания v _c . Экспериментальное определение зависимости стойкости инструмента от скорости резания, i.e ., T  = fn ( v _c ), выполнялась с использованием нескольких скоростей резания. Необходимо было следить за тем, чтобы остальные условия работы были постоянными. Износ инструмента был представлен кривыми износа для отдельных скоростей резания на диаграмме KR = fn ( T ) для радиального износа. Измерение износа по задней поверхности VB, используемое в основном при резании металлов, не могло быть использовано из-за сложности измерения каких-либо изменений во время экспериментов. Износ инструмента

Для измерения радиального износа инструмента КР, который определяется зависимостью КР = fn ( T ), необходимо было рассчитать время по уравнению

 (4)

, где T  – время резания (мин), L =700 – длина заготовки (мм), а v _f  – скорость подачи (мм ∙ мин ^-1 ).Критерий износа инструмента определялся как KR = 10 мкм.

Рис. 5.  Сравнительный измерительный прибор

Измерительное оборудование

Для измерения износа инструмента цифровой стрелочный индикатор (KINEX 0-12,7/0,001, Прага, Чехия) был закреплен на специально разработанном для экспериментов приспособлении (см. рис. 5). Прибор измеряет отклонения от заданного размера. Во-первых, необходимо было откалибровать инструмент по новым вкладышам.Используемое устройство имело точность измерения 1 мкм и максимальный ход касания 12,7 мм.

Оценка измеренных значений

Minitab® 15 (State College, PA, USA) использовалось для оценки измеренных значений из экспериментов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Радиальный износ по сравнению с . Время

Радиальный износ KR режущего инструмента зависит от времени.

Рис.6.  Инструментальный износ режущей пластины (метка красного цвета)

Через промежутки времени, заданные временем резания, выполнено измерение износа КР. Результаты дополнительно детализированы в виде графиков зависимости от времени. Инструментальный износ пластин показан красной меткой на рис. 6.

Полученные зависимости износа инструмента KR = fn ( T ), снятые с износа линейной части, выделенные в таблицах серым цветом, приложены к таблицам измерений на рис.от 7 до 10.

Таблица 2. Измерение износа инструмента по сравнению с . Время, пластины U1a / U2a, скорость v _c1  = 477 м/мин

Таблица 3. Измерение износа инструмента по сравнению с . Время, пластины U1b / U2b, скорость v _c2  = 716 м/мин.

Рис. 7. Регрессия линейного износа для v _c1  = 477 м/мин, KR [мкм] и T  [мин]

Рис.8. Регрессия линейного износа для v _c2  = 716 м/мин, KR [мкм] и T  [мин]

Таблица 4. Измерение износа инструмента по сравнению с . Время, вставки U3a / U4a, скорость v _c3  = 895 м/мин

Рис. 9. Регрессия линейного износа для v _c3  = 895 м/мин, KR [мкм] и T  [мин]

Таблица 5. Измерение износа инструмента по сравнению с .Время, пластины U3b / U4b, скорость v _c4  = 1074 м/мин

Рис. 10. Регрессия линейного износа для v _c4  = 1074 м/мин, KR [мкм] и T  [мин]

Связь между сроком службы инструмента T и скоростью резания v _c следующая:

Т . v _c ^m  = const. (5)

Здесь уравнение Тейлора заменяет показатель степени m = 1/n .Скорость износа в 10 мкм от первоначального значения режущей кромки была определена как критерий для определения срока службы инструмента для этой скорости. Для определения зависимости стойкости инструмента от скоростей резания значения T и v _c критерия износа инструмента были использованы в графическом представлении log ( T ) = fn (log v _c ) (см. Таблицу 6). Затем для решения был применен статистический метод линейной регрессии. Были обработаны доверительные интервалы (95%) измеренных данных T  = fn ( v _c ) графиков для ламинированных древесно-стружечных материалов.Результаты представлены на рис. 11.

Таблица 6. Скорости резания и соответствующая стойкость инструмента T1-T4 для KR = 10 мкм

Рис. 11.  Регрессия T  = fn ( v _c ) с доверительным интервалом 95%

Уравнение 5, соответствующее функции из графического представления на рис. 11, затем входит в окончательную формулу (уравнение 6).

T v _c   ^2,082  = 252.35 x 10 ⁵  или v _c T  ^0,48  = 3590,7 (6)

ВЫВОДЫ

1. Механизм износа древесно-стружечной плиты отличается от механизма износа с абразивными частицами, которые характерны для металлов с абразивными частицами. Дармаван по адресу al. (2001, 2012) использовали измерение износа на задней поверхности.
2. В статье в сравнительном цифровом приборе использовалось измерение радиального износа KR, соответствующего рецессии режущего инструмента, используемого при проведении экспериментов.Ход изнашивания древесных материалов показал сходство графического изображения с резанием абразивного материала.
3. Определена окончательная зависимость T  = fn ( v _c ) для обработки ЛДСП для выбора соответствующей скорости резания для заданной стойкости инструмента. Окончательное уравнение можно использовать для расчета скорости резания/стойкости инструмента в соответствии с требованиями оператора.
4. Критерий для определения стойкости инструмента был выбран в линейной части кривой износа для получения правильных и точных результатов с использованием линейной регрессии
5. Эксперименты оценивались с помощью регрессионного анализа.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку, оказанную Научным фондом 2016, Технический университет Брно, Факультет машиностроения FV 16-28 и грант  « Исследование современных производственных технологий для конкретных приложений», рег. нет. ФСИ-С-16-3717 и проект ВЕГА 1/0642/18: «Анализ воздействия конструктивных частей лесных механизмов на лесохозяйственную среду на энергетические и экологические потребности.

ССЫЛКИ

Чанади, Э., и Магосс, Э. (2012). «Механика обработки древесины» (2 ^и  Ed.), Springer , Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.

Дармаван В., Танака К., Усуки Х. и Охтани Т. (2001). «Эффективность твердосплавных инструментов с покрытием при токарной обработке древесных материалов: влияние скорости резания и материалов покрытия на характеристики износа твердосплавных инструментов с покрытием при токарной обработке древесностружечных плит», Wood Science 47(5), 342-349.

Дармаван В., Рахайю И., Нандика Д. и Маршал Р. (2012). «Важность экстрактивных веществ и абразивов в древесных материалах для износа дереворежущих инструментов», BioResources 7(4), 4715-4729. DOI: 10.15376/biores.11.4.4715-4729

Гафф М., Сарвашова-Кветкова М., Гашпарик М. и Славик М. (2016). «Зависимость изменения шероховатости и трещинообразования от параметров тиснения поверхности древесины» Wood Research  61(1), 163-174.

Кучерова, В., Лаганя Р., Выбохова Э. и Хирошова Т. (2016). «Влияние химических изменений во время термической обработки на цвет и механические свойства еловой древесины», BioResources  11(4), 9079-9094. DOI: 10.15376/biores.11.4. 9079-9094

Кветкова М., Гафф М. и Гашпарик М. (2015a). «Влияние термической обработки на качество поверхности древесины бука после плоского фрезерования», BioResources  10(3), 4226-4238. DOI: 10.15376/biores.10.3. 4226-4238

Кветкова М., Гафф М., Гашпарик М., Каплан Л. и Барчик Ш. (2015б). «Качество поверхности фрезерованной древесины березы после термической обработки при различных температурах», BioResources  10(4), 6512-6521. DOI: 10.15376/biores.10.4. 6512-6521

Кветкова М., Гафф М., Гашпарик М., Кминиак Р. и Крис А. (2015c). «Влияние количества зубьев пилы на уровень шума и износ кромок пилы при резке древесины», BioResources  10(1), 1657-1666. DOI: 10.15376/biores.10.1.1657-1666

Мазан, А., Ванчо, М., и Барчик, С. (2017). «Влияние технологических параметров на стойкость инструмента при обработке ювенильной древесины», BioResources  12(2), 2367-2378. DOI: 10.15376/biores.12.2. 2367-2378

Шебелова, Э. и Хладил, Дж. (2013). « Износ инструмента и обрабатываемость древесных материалов в процессе механической обработки, » Технология производства 13(2), 231-236.

Седлецкий, М., и Сарвашова Кветкова, М. (2017). «Волнистость поверхности древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ) и клееных панелей EGP после фрезерования кромок», Wood Research  62(3), 459-470.

Шоу, MC (2005). «Принципы резки металла» (2 ^и , ред.), Oxford University Press , Оксфорд, Великобритания.

Томен, Х., Ирле, М., и Сернек, М. (2010). Древесные панели – Введение для специалистов, Brunel University Press, Лондон.

Поступило: 12 декабря 2018 г.; Экспертная проверка завершена: 17 февраля 2019 г.; Получена и принята исправленная версия; 5 марта 2019 г.; Опубликовано: 8 марта 2019 г.

DOI: 10.15376/biores.14.2.3495-3505

Условия резания для черновой и чистовой обработки песо, сопротивление а-ля corrosión y buen desempeño a altas Temperatureas. El proceso де fresado кон herramienta де пунта esférica эс utilizado пункт ла obtención де superficies де форма compleja, конформадас пор secciones де superficiie кон кривизны cero, positivas y negativas.En dichas condiciones, переменные como el material de la pieza, el ángulo de inclinación del eje de la herramienta con respecto al vector normal de la superficie, el cambio de la sección transversal de la viruta y la variación del estado tensión-deformación, inciden directamente en la vibración de la herramienta, produciendo cambios anisotrópicos en la rugosidad поверхностно. En Esta tesis se Presenta Una Explicación del Efecto de la estrategia de maquinado, en el proceso de fresado de acabado con herramienta de punta esférica, sobre la rugosidad y la microestructura superficial de la aleación de la aleación de titanio Ti-6Al-4V, fue abordado con base en el modelamiento cinemático del proceso de maquinado y el modelamiento geométrico de la evolucion del espesor de la viruta durante su proceso de formación.Эффект сравнения тамбиен fueron Fabricadas superficies en la aleación de aluminio 7075. Fue diseñada una probeta con superficies de curvatura cero, positiva y negativa. El proceso de diseño рассматривает возможности монтажа в центре вертикального механического оборудования, гарантируя точность и твердость первичной материи. El plan de manufactura fue diseñado teniendo en cuenta criterios de ingeniería de producto y proceso; y fue simulado, antes de ejecutarlo en la maquina real, en un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un un de de maquinado multiejes виртуальный ЧПУ, внедренный в систему CAM.Лос-эксперименты пилото-разрешение действительный эль Correcto Desarrollo-де-ла-secuencia-де-операции-де-мануфактура-ла-жестких-дель-монтажных technológico. El comportamiento del vector de velocidad de corte, que define la dirección de desprendimiento de la viruta, fue modelado cinemáticamente en función de los radios de curvatura de la superficie y de la posición relativa entre el eje de la herramienta y el vector normal a la superficie . Debido дие ла morfología де ла вирута камбия, en función де ла направление вектора де velocidad де корте, el modelamiento geométrico allowió observar la evolucion teórica del espesor de la viruta durante su proceso de formación.Де лас superficies де ла probeta maquinada fueron extraídas muestras por medio del proceso de electroerosión de hilo. Se tomaron datos де rugosidad де лас muestras де лас superficies пор medio де микроскопии конфокальной у como resultado себе Detectaron mayores valores де rugosidad en zonas localizadas де лас superficies cóncavas у convexas. Las zonas Que Presentaron Mayor rugosidad поверхностный корреспондент a aquellas en Que el proceso de formación de la viruta ocurrió del menor al mayor espesor. En estas zonas se practicaron análisis de microscopía electronica de barrido, encontrando virutas parcialmente formadas, adheridas y redepositadas sobre la superficie.Se relizaron análisis de microdureza sub-surficial que Allowieron determinar una mayor microdureza en las zonas en dónde se presentó el дефект, con respecto a las zonas en donde no se presentó y con respecto al material base. De acuerdo con los análisis metalográficos realizados, en ninguna de las superficies estudiadas se presentó deformación plástica en la sub-superficie. El proceso de fresado de acabado con herramienta de punta esférica no generó el defecto en la aleación de aluminio 7075.De otra parte, el defecto sobre las superficies maquinadas de la aleación de titanio puede ser explicado por la interacción de varios factores: la alta fricción y dificultades para la formación inicial de la viruta, cuando esta se forma del menor al mayor espesor; ла Альта Resistancencia ла tracción де Esta aleación де титанио junto кон су bajo модуль де elasticidad; y a sus características de endurecimiento e inestabilidad termo-plástica durante el proceso de maquinado.

Исследование влияния начальных условий резания и переходного периода на предельную стойкость инструмента при обработке Inconel 718

Abstract

Быстрый износ инструмента и ограниченный срок службы инструмента являются основными проблемами при обработке Inconel 718, которые по-прежнему требуют дальнейшего внимания.Среди заявленных стратегий были опубликованы ограниченные исследования по оптимизации начальных условий резания посредством увеличения срока службы инструмента. Таким образом, в этой работе процесс износа и срок службы инструмента исследовались путем изменения начальных условий в переходном периоде, который был установлен на четыре секунды. Точка перехода была обнаружена предыдущими работами авторов. После точки перехода аналогичные условия резания использовались в качестве эталонных условий. Морфологию и размер износа инструмента регистрировали и анализировали в каждом состоянии.Выявлено, что применение более низкой скорости резания и подачи в переходный период привело к увеличению стойкости инструмента по сравнению с эталонным состоянием. Другими словами, использование оптимальных уровней параметров резания в переходный период процесса резания может увеличить срок службы инструмента при более длительном времени резания. Например, начальная подача (0,15 мм/об) и скорость резания (25 м/мин) привели к увеличению срока службы инструмента примерно на 67 % и 50 % соответственно. Кроме того, применяя более низкую начальную скорость резания, т.е.е., 25 м/мин, увеличивает стойкость инструмента примерно на 50%, когда пластина достигает максимального износа по задней поверхности ( против _Bmax ) в 300 мкм по сравнению с более высокими начальными скоростями резания. Это явление может привести к лучшему пониманию влияния начальных условий резания в переходный период на стойкость инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов. Более того, нарост на кромке (BUE) проявлялся как основная форма износа во всех режимах резания.

Ключевые слова: износ инструмента, инконель 718, точение, нарост

1.Введение

Среди труднообрабатываемых суперсплавов Inconel 718 имеет широкий спектр реальных применений во многих промышленных продуктах и ​​секторах [1,2,3]. Как высокотемпературный материал Inconel 718 широко используется в аэрокосмической промышленности. При необходимости для высокоэффективных материалов с многообещающими механическими и термическими свойствами (т. е. материалов с высокой прочностью и устойчивостью к окислению) Inconel 718 рассматривается как особенно подходящая альтернатива для использования в конструкциях авиационных двигателей и газовых турбин, где температура высокая [4].Несмотря на широкое применение и выдающиеся характеристики, плохая обрабатываемость Inconel 718 в условиях прецизионной обработки по-прежнему вызывает интерес, и все еще необходимы дополнительные исследования по оптимизации параметров резания и определению соответствующих режущих инструментов. Среди атрибутов обрабатываемости в литературе сообщалось об ограниченных исследованиях износа инструмента и увеличения срока службы инструмента при обработке суперсплавов, включая композиты с металлической матрицей титана (Ti-MMC) и Inconel 718.

Как хорошо известно из литературы, индекс износа инструмента обычно называют максимально допустимым износом по задней поверхности ( v _Bmax ), который можно измерить в процессе резания, и соответствующие результаты могут быть наблюдается на кривой износа инструмента [5]. Согласно , на кривой износа инструмента существуют три типичных участка. Как отмечено в [6], основными режимами изнашивания являются начальный или приработочный период (I), установившийся износ в установившемся режиме (II) и ускоренный износ (III) [7,8].Известно, что как начальный, так и устойчивый периоды износа возникают очень быстро при обработке суперсплавов, включая Inconel 718. Чтобы продлить срок службы инструмента, одним из решений является оценка режимов износа и морфологии в обоих состояниях и использование адекватных параметров резания и Стратегии смазки для уменьшения наличия вышеупомянутых режимов износа. С этой целью было проведено несколько исследований для понимания режимов изнашивания в стационарном периоде изнашивания [9,10]. Xavier et al. изучили способность трех хорошо известных материалов для режущих инструментов, включая карбиды с покрытием PVD-TiAlN, керамику Al2O3-TiC и CBN при токарной обработке Inconel 718.[11] с различными скоростями резания (60, 80 и 120 мин), подачами (0,08, 0,10 и 0,12 мм/об) и глубиной резания (0,2, 0,4 и 0,6 мм). Выявлено, что наиболее подходящей скоростью резания для твердосплавных пластин является 90 м/мин, при которой достигается минимальное значение максимума v _Bmax . С другой стороны, Xavier et al. [11] исследовали v _Bmax в трех различных режущих инструментах, включая твердый сплав с покрытием PVD TiAlN, инструменты из Al ₂ O ₃ –TiC и CBN, и выявили, что оптимальные условия для сухой резки, MQL и струйное охлаждение: скорость резания 90 м/мин, скорость подачи 0.16 мм/об и глубиной резания 0,4 мм [12].

Среди всех трех периодов износа, упомянутых ранее, было тщательно исследовано влияние параметров обработки на период стационарного износа. Тем не менее, адекватные знания о режимах и морфологии изнашивания, а также о факторах, определяющих первоначальную морфологию и размер повышенного износа инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов, по-прежнему требуются в более широких областях. В связи с этим точное понимание механизма начального износа инструмента, морфологии и параметров, влияющих на первоначальный размер износа инструмента, может привести к лучшему контролю и оптимизации процесса обработки и, таким образом, к увеличению срока службы инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов. материалы, такие как Ti-MMC [13,14,15,16].Поэтому в первые секунды операции обработки настоятельно рекомендуется изучить механизмы начального износа инструмента. В этом месте Duong et al. [8] упомянул определенные условия резания, которые влияют на первоначальный износ и срок службы инструмента при точении Ti-MMC. Было упомянуто, что теория хаоса может быть использована для описания взаимосвязи между первоначальным износом инструмента и его окончательным сроком службы. Применение оптимальных значений параметров резания, включая скорость резания ( v _c ), глубину резания ( a _p ) и скорость подачи ( f _r ) в самые первые секунды обработки , может привести к увеличению срока службы инструмента.Мемарианпур и др. [17] изучали влияние условий резания, уделяя особое внимание скорости резания ( v _c ) и режимам смазки на износ инструмента при токарной обработке Inconel 718.

На режущих инструментах и ​​вставках были проведены методы характеризации, включая сканирующую электронную микроскопию (СЭМ), энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию (EDX) и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию (XPS) [18].Истирание, адгезия и диффузия считались наиболее распространенными механизмами износа инструмента, возникающими в различных условиях при обработке сплавов на основе никеля [19,20]. Еще одним ключевым элементом обработки суперсплавов является правильный выбор режущих инструментов. Коммерческие режущие инструменты, такие как поликристаллический алмаз (PCD), кубический нитрид бора (CBN) и твердый сплав методом физического осаждения из паровой фазы (PVD), а также керамика, являются одними из лучших вариантов для обработки труднообрабатываемых материалов, включая титановые сплавы Ti. -6Ал-4В и ММС.В нескольких исследованиях сообщается о механической обработке суперсплавов с использованием керамических инструментов [21].

Кроме того, также исследовался процесс износа твердосплавных инструментов при токарной обработке Inconel 718. В целом, инструменты из PCD и CBN демонстрируют меньшую степень износа, в то время как инструменты из карбида с покрытием являются более экономичным выбором [8]. Однако для обработки суперсплавов, таких как Inconel 718, при относительно низких скоростях резания в первую очередь выбирают твердосплавные инструменты с PVD [21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28]. Однако первоначальный механизм износа твердосплавных инструментов при высокоскоростной обработке требует дальнейшего изучения в более широком контексте при различных значениях режимов резания и времени резания.Вышеупомянутое отсутствие знаний было частично изучено Memarianpour et al. [17]. К сожалению, не было предоставлено достаточного источника данных об изменении v _Bmax при обработке Inconel 718 с использованием различных режущих инструментов.

В большинстве работ, опубликованных в литературе, износ инструмента оценивался на основе измеренных значений износа по задней поверхности ( v _Bmax ) в течение времени резания [5], и не было обнаружено дополнительной работы по влияние морфологии и механизма начального износа инструмента на окончательную стойкость инструмента при обработке Inconel 718.Поэтому в рамках данного исследования изучалось влияние начальных условий резания на предельную стойкость инструмента при токарной обработке Inconel 718 с твердосплавными пластинами.

Кроме того, эта работа предназначена для представления влияния начальных параметров резания на конечную стойкость инструмента при обработке Inconel 718. Предлагаемый метод может эффективно увеличить срок службы режущего инструмента. Кроме того, чтобы соответствовать целям и задачам экологически чистого производства, использовалась сухая обработка, чтобы исключить использование смазочных материалов.В целом предлагаемый способ может быть легко реализован в промышленных и производственных отраслях.

2. Экспериментальные работы

2.1. Экспериментальный план

В качестве заготовки использовали цилиндрический сплав Inconel 718 с номинальной объемной твердостью и пределом прочности при растяжении примерно 37,0±0,63 (R _C ) и 1100 МПа соответственно. Он был доставлен в форме цилиндрического стержня диаметром 114 мм и химическим составом, основанным на весовых процентах элементов (мас.%), перечисленных в .В качестве режущего инструмента во всех экспериментах использовались твердосплавные/керметные вставки CNMG 432-MR4 TS2500 с покрытием TiCN/Al ₂ O ₃ (CVD), изготовленные компанией Seco, Inc. (а, Монреаль, Канада). CNC-MAZAK Nexus 200 (MAZAK, Монреаль, Канада) применялся для токарных испытаний (b). Следует отметить, что для предотвращения воздействия охлаждающей жидкости экспериментальные испытания проводились в сухих условиях. Экспериментальные работы проводились дважды, и в последующих исследованиях использовались средние значения полученных v _B .В каждом испытании на механическую обработку использовалась новая и острая кромка пластины. В экспериментальных испытаниях использовались следующие углы резания: передний угол γ ₀ = −6°, задний передний угол γ _p = −6°, радиус при вершине R _ϵ = 1/32. мм, угол резания инструмента k _r = 95°, толщина пластины s = 3/16 мм.

( a ) Используемая вставка; ( b ) Использована экспериментальная установка.

Таблица 1

Химический состав сплава Inconel 718 (мас. %).

Как отмечалось ранее, по результатам исследований, приведенных в предыдущих работах авторов [17,29], за точку перехода принималось время резания 4 с, а переходом считались первые четыре секунды операций резания период, а в переходный период использовались пять различных режимов резания, перечисленных в .Первое условие резания считалось эталонным и использовалось после точки перехода во всех экспериментах. В этом случае условия резки, использованные после точки перехода, были аналогичны эталонным условиям.

Таблица 2

Использованные экспериментальные условия.

Все эксперименты были повторены дважды для обеспечения повторяемости.

2.2. Измерение износа инструмента

Эксперименты проводились в два этапа.Первый этап был посвящен исследованию стойкости инструмента при обработке сплава Inconel 718. При этом скорость резания и подача на уровне 45 м/мин и 0,25 мм/об были сохранены постоянными соответственно. На следующем этапе использовались начальные скорости резания, а также различные начальные подачи в пределах 25–65 м/мин и 0,15–0,35 мм/об соответственно. Следует отметить, что во всех экспериментах глубина резания поддерживалась постоянной и составляла 1 мм.

Для изучения механизмов износа, размера и морфологии пластины, а также для элементного анализа и количественного картирования были использованы два СЭМ (JEOL, JSM-840A и JEOL JSM 7800F FEG-SEM, Сент-Хуберт, Канада), оснащенные Оксфордским X- использовалась система обнаружения лучей (AZtec EDS, Сент-Хуберт, Канада).Более того, Jeol JSM 7800F оснащен автоэмиссионными пушками (FEG), которые обеспечивают предельное разрешение 0,8 нм при 15 кВ и 1,2 нм при 1 кВ. Микрофотографии микроструктур были получены как при малом, так и при большом увеличении. Максимальные значения зарегистрированных измерений износа задней поверхности были рассмотрены для дополнительных исследований.

3. Результат и обсуждение

3.1. Влияние параметров резания на стойкость инструмента

Как правило, материал режущего инструмента подвергается серьезным механическим и термическим нагрузкам при обработке жаропрочных сплавов.Эти явления могут появиться в результате высокого напряжения и температуры резания вблизи режущей кромки, что влияет на скорость износа режущего инструмента и короткий срок службы инструмента [30,31,32]. Как отмечалось ранее, скорость резания считается одним из важнейших параметров, напрямую влияющих на срок службы инструмента. Более того, анализ стойкости инструмента при токарной обработке с переменной подачей при обработке Inconel 718 в литературе не проводился. Поэтому, чтобы восполнить наблюдаемый недостаток знаний, было предназначено исследовать влияние параметров резания и режимов начального износа на режимы начального и предельного износа и стойкость инструмента при обработке Inconel 718.Таким образом, в соответствии с , помимо эталонного режима резания, использовались четыре различные стратегии с комбинацией различных уровней скорости подачи и скорости резания. В этом случае значения износа задней поверхности в переходный период (0 < t < 4 с), а также в однородных условиях ( t > 4 с) были представлены как функция времени резания (). Отдельные записанные значения v _B также показаны в . Как можно сделать вывод из и , использование более высоких уровней скорости резания ( v _c = 65 м/мин; условие 3) в переходный период привело к более высокому износу задней поверхности ( v _Bmax ).Таким образом, был зарегистрирован более низкий срок службы инструмента по сравнению с эталонными условиями при более высоком времени резания. Наоборот, на основе и использование более низкой скорости резания ( v _c = 25 м/мин; условие 2) привело к снижению v _Bmax за 4 с. Таким образом, лучшая стойкость инструмента также была зафиксирована при более высоком времени резания. Скорость подачи также является еще одним ключевым фактором, влияющим на морфологию износа и v _Bmax . Таким образом, использовались две разные стратегии скорости подачи, указанные как условия 4 и условия 5 ( и ), при постоянной скорости резания (45 м/мин) и глубине резания (1 мм).

и _Bmax в зависимости от времени при различных стратегиях резки.

Таблица 3

Записанное значение v _Bmax при каждом режиме резания.

Как можно видеть, переход к более низкой скорости подачи по сравнению с исходным периодом привел к улучшению состояния инструмента в и , использование a4 условие (условие 1), в то время как меньший срок службы инструмента был зарегистрирован, когда более высокая скорость подачи использовалась в переходном периоде (условие 5). Другими словами, увеличение скорости подачи с 0,15 до 0,35 мм/об в переходный период привело к увеличению износа задней поверхности ( против _Bmax ) с 111.от 0 до 126,0 мкм в конце переходного периода ( t = 4 с) соответственно. Точно так же было показано более высокое время резания, более быстрый износ инструмента. Зная, что v _Bmax в 300 мкм считается максимально допустимым размером износа инструмента в большинстве описанных работ, в конечном счете, допустимое время резания при v _Bmax в 300 мкм было значительно уменьшено с 38,5 до 15,1 с при изменении начальной подачи с 0,15 до 0,35 мм/об соответственно.Аналогичным образом, по сравнению с эталонным режимом (условие 1), разрешенное время резания при v _Bmax 300 мкм резко уменьшилось с 33,9 до 17,4 с при изменении скорости резания с 25 м/мин до 65 м/мин.

В принципе, согласно работам, опубликованным в литературе [17,33], можно показать, что сочетание более низких уровней скорости подачи и скорости резания может увеличить срок службы инструмента. Основная причина может быть связана с меньшим присутствием и эффектами трения, тепловыделения и микроструктурных деформаций в первые несколько секунд обработки при более низких уровнях параметров резания.Однако эти явления могут быть подтверждены при адекватной экспериментальной характеристике морфологии износа инструмента, мониторинге вибрации и мониторинге тепловыделения в течение переходного периода.

Экспериментальные результаты, а также подтверждение того, что включение небольших корректировок в режимы резания в начальные периоды резания может значительно повлиять на срок службы инструмента при более длительном времени резания. По результатам экспериментов можно сформулировать прямую зависимость между начальным износом инструмента и конечной стойкостью инструмента.На это соотношение сильно влияют такие параметры резания, как v _c , a _p и f _r . Это явление согласуется с принципами теории хаоса, согласно которой незначительная разница в начале процесса может иметь тенденцию к большим различиям в более длительное время. При относительно низких скоростях резания возникают только механически активируемые механизмы изнашивания (например, образование BUE, адгезия, истирание и т. д.). Однако увеличение скорости резания и, следовательно, температуры резания может привести к механизмам термического износа (диффузия, окисление и т. д.).). Иными словами, нагрев режущего инструмента приводит к потере его прочности, активизации диффузионных и химических механизмов изнашивания [19].

3.2. Experimental Characterization of Wear Morphology

и изобразите изображения SEM и EDX для механизмов износа, наблюдаемых в различных условиях. Наблюдаемые механизмы износа были в основном адгезионными, абразивными и BUE на боковой поверхности инструмента. Абразивный износ является результатом наличия в материале детали твердых частиц и примесей [34], таких как углеродные, нитридные и оксидные соединения, а также наростов.Адгезивный материал превратился в стабильный BUE, защищающий лицо. Адгезионный износ возникает из-за высокой температуры и давления во время резания, что вызывает образование микросварок между чистой и свежей поверхностью стружки и передней поверхностью [3].

Механизм начального износа инструмента на задней поверхности при t = 4 с при различных режимах резания.

Механизм начального износа инструмента на задней поверхности при t = 26 с при различных режимах резания.

Анализ и оценка морфологии и механизмов износа проводились с помощью методов SEM и EDX.Как показано на рисунке, в течение переходного периода на СЭМ-изображениях режущих инструментов наблюдались небольшие образования BUE. Можно отметить, что формирование БУЭ наблюдалось исключительно в процессах резания с начальной скоростью резания 45 м/мин (условия 1), тогда как при начальных скоростях резания 25 и 65 м/мин практически не выявлялось. занятых (, условия 2 и 3). С другой стороны, механизм адгезии наблюдался во всех вставках (, условия 1–3). Кроме того, как показано на рисунке, износ по задней поверхности всех трех заготовок увеличивался при увеличении начальной скорости резания.Эти результаты дополнительно подтвердили, что использование начальной скорости резания 25 м/мин привело к меньшему износу задней поверхности (условие 2). Кроме того, при применении более низкой начальной скорости резания (т. е. v _c = 25 м/мин) время резания почти удвоилось при v _Bmax , равном 300 мкм, по сравнению с другими испытанными условиями. Другими словами, более низкая скорость резания привела к увеличению стойкости инструмента на 50% по сравнению с условиями 1 и 3 с более высокой скоростью резания ().Кроме того, SEM-анализ режущих инструментов в стационарном состоянии при t = 26 с () показал, что все режущие инструменты испытали сильное образование BUE и прилипание. Однако образование BUE было гораздо более серьезным в условиях 1 и 3 по сравнению с результатами, связанными с условиями 2. В тестах также было замечено истирание. Однако из-за нехватки места в этой работе был представлен только EDX-анализ пластов BUE.

С другой стороны, при t = 4 с использование более низкой начальной скорости подачи (0.15 мм/об, условие 4) и постоянная скорость резания ( v _c = 45 м/мин) привели к меньшему v _Bmax (, условие 4) по сравнению со стратегиями с более высокими начальными подачами ( , условия 1 и 5). Кроме того, как и ожидалось, незначительное образование BUE также наблюдалось при использовании более высокой начальной скорости подачи (условия 1 и 5). Кроме того, при постоянной скорости резания (45 м/мин) и более высокой начальной подаче стойкость инструмента снизилась примерно на 67 % (). Другими словами, чем ниже начальная подача, тем выше стойкость инструмента.Кроме того, в стационарном режиме ( t = 26 с) наблюдается значительная степень образования, адгезии и истирания БУЭ, что можно наблюдать в условиях 1, 4 и 5. Однако степень образования BUE было заметно выше в условиях 1 и 5 по сравнению с таковым в условиях 4.

Чтобы лучше понять механизмы износа режущих инструментов, был проведен анализ EDX, и соответствующие результаты были представлены в и . Получены данные EDX-анализа режущего инструмента в переходное время ( t = 4 с) при постоянной скорости подачи 0.25 мм/об и начальной скорости резания 25 м/мин показало, что слой покрытия режущего инструмента практически не изменился (условие 2). Другими словами, степень адгезии и диффузии была незначительной при использовании более низкой начальной скорости резания. Кроме того, пики, соответствующие различным фазам Ni, Cr и других основных элементов, присутствующих в структуре заготовок, наблюдались в результатах EDX, что указывает на то, что адгезия произошла в переходный период, когда начальная скорость резания была доведена до 25 м/мин. (, условие 2).Аналогичные наблюдения были сделаны при начальной скорости подачи 0,15 мм/об при постоянной скорости резания 45 м/мин (условие 4). Кроме того, на основании полученных результатов EDX можно сделать вывод, что слои покрытия (в основном состоящие из Ti, Al и т. д.) режущих инструментов были слегка повреждены и/или полностью удалены при любых условиях. Другими словами, пики, относящиеся к элементам Ti и Al, были исключены в конце переходного периода при всех условиях, а пики, относящиеся к Ni, Cr, Fe и т. д., появился.

Результаты EDX, полученные в установившемся режиме ( t = 26 с), показывают, что режущие инструменты, используемые в процессе резания в условиях 1, 3 и 5, потеряли свои внешние слои покрытия. Наличие пиков, соответствующих разным фазам Ni, Cr, Fe, свидетельствовало об эффективности механизма адгезии, о чем говорилось ранее. Образование БУЭ, адгезия и истирание происходили с меньшей степенью при проведении процесса резания в условиях 2 и 4. В конечном итоге, в случае проведения процесса резания в условиях 5 также наблюдались механизмы истирания из-за наличия пик, соответствующий W (, условие 5).

4. Выводы

В обзоре литературы подчеркивается, что отсутствуют недостаточные исследования факторов, влияющих на морфологию и размер начального износа инструмента ( против _Bmax ) при обработке Inconel 718. Не было найдено работ по исследованию корреляции между появившимся начальным износом инструмента износ инструмента в переходном периоде и предельная стойкость инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов, в частности, Inconel 718. Поэтому в данной работе изучались прогресс износа инструмента и стойкость инструмента на основе варьирования начальных условий в переходный период , установите на четыре секунды.Как отмечалось ранее, точка перехода была обнаружена авторами из предыдущих работ. После точки перехода использовались условия резания, аналогичные эталонным условиям.

Полученные экспериментальные результаты показали, что скорость резания является наиболее эффективным параметром резания по отношению к размеру износа задней поверхности, за ней следует скорость подачи.

В процессе резания наблюдались как адгезионный, так и абразивный износ с помощью различных механизмов, связанных с термомеханическими эффектами.Это наблюдение может быть сформулировано с точки зрения увеличения силы резания и температуры, что приводит к образованию микромасштабных сварных швов на границе раздела инструмент-заготовка. Однако такие явления можно улучшить, применяя более низкую начальную скорость резания и более низкую начальную подачу.

В данной работе был определен переходный период и проведены токарные испытания с различными режимами резания. Параметры резания были тщательно подобраны в соответствии с инструкциями производителя режущего инструмента Seco Inc.

В начальный период резания, так называемый переходный период, использовались пять различных режимов резания. После точки перехода 4 с условия резания, аналогичные эталонным условиям, применялись в течение определенных интервалов времени до 56 секунд. В каждом случае регистрировали и анализировали морфологию и размер износа инструмента.

Из результатов этого исследования можно сделать следующие выводы:

1. Меньший начальный износ инструмента наблюдался при более низкой скорости резания ( по сравнению с _c = 25 м/мин) и скорости подачи ( f _г = 0.15 мм/об).

2. В большинстве случаев BUE и адгезия были преобладающими механизмами износа в переходный период ( t < 4 с).

3. Во всех случаях BUE проявлялся как основная форма износа в условиях резания в установившемся режиме, при этом наблюдались как адгезия, так и истирание. Такие наблюдения можно объяснить сильным взаимодействием между твердыми частицами материала Inconel 718 и режущим инструментом.

4. Когда v _Bmax было достигнуто 300 мкм при постоянной скорости резания (45 м/мин), увеличение начальной скорости подачи снизило стойкость инструмента примерно на 67%.

5. Применение более низкой начальной скорости резания, т. е. 25 м/мин, увеличило стойкость инструмента примерно на 50%, когда пластина достигла v _Bmax 300 мкм, по сравнению с более высокими начальными скоростями резания.

6. В целом можно сделать вывод, что использование оптимальных уровней параметров резания в переходный период процесса резания может продлить срок службы инструмента.

Результаты этой работы могут пролить свет на исследование влияния начального состояния и начального поведения на стойкость инструмента для дальнейшего развития и прогресса.Кроме того, результаты, полученные в этой работе, могут проложить путь к новым стратегиям резания с особым акцентом на увеличение срока службы инструмента в более широких промышленных секторах и процессах.

Успешная резка листов из мягкой стали

Стратегии, которые необходимо реализовать для успешной резки листов из мягкой стали

Тим Таппер, менеджер приложений в Mazak Optonics Corp.

Успешная обработка толстого листа из низкоуглеродистой стали (3/16 дюйма и толще) кислородным волоконным лазером иногда может быть сложной задачей из-за различий в составе листа, проблем с ржавчиной и окалиной, а также из-за трудностей с управлением накоплением тепла в листе.К счастью, станки Mazak для лазерной резки оснащены множеством опций для решения проблем, связанных с резкой толстой низкоуглеродистой стали. Знание того, какие методы и когда применять, может быть немного пугающим, особенно для новых пользователей лазера. Следование этим различным стратегиям прольет свет на тайны, связанные с резкой листов из мягкой стали.

Состав пластины и качество

Состав материала может сильно повлиять на качество резки и требуемые параметры резки при обработке более толстой низкоуглеродистой стали кислородом.Различия в химическом составе изменят температуру плавления стали. Поскольку лазер по существу является источником тепла, при изменении температуры плавления меняются и условия резки.

Ниже приведен пример двух разных марок стали (слева A36, справа марка 50). В этом случае вы можете визуально увидеть разницу в цвете поверхности. Оба материала обрабатывались с одинаковыми условиями резания. В одном случае эти условия привели к высокому качеству реза, но в другом материале эти условия дали неидеальный рез.Для различных марок материалов потребуются свои собственные условия резания.

Факторы, которые могут повлиять на качество резки:

• Состав материала
• Поверхностная ржавчина
• Поверхностные весы

Если вы работаете с высококачественным материалом, но у вас по-прежнему возникают проблемы с резкой, следуйте следующей тактике, чтобы улучшить качество .

Проверка настройки машины

Если у вас возникают трудности при резке более толстой низкоуглеродистой стали кислородом, прежде чем вносить изменения в стандартные условия резки, сначала убедитесь, что станок находится в хорошем рабочем состоянии и правильно настроен в соответствии с руководством по условиям резки.Обязательно проверьте следующие пункты для подтверждения: 

1. Проверить состояние защитного окна
2. Проверьте наконечник сопла на наличие повреждений или мусора
3. Проверить центровку форсунки
4. Выполнить калибровку сопла
5. Убедитесь, что условия резания соответствуют руководству
.

Осмотрите нижний узел горелки на наличие повреждений

Если все, что указано выше, в порядке, обратитесь к учебным документам и разделу 9 руководства по техническому обслуживанию машины, чтобы проверить нижний резак.Выполните следующие действия:

1. Разберите узел нижней горелки
2. Ищите сгоревшие или поврежденные компоненты
3. Очистите от пыли или мусора
4. Замените поврежденные компоненты
5. Соберите нижнюю часть горелки
6. Повторить центрирование и калибровку сопла

Проверка функции охлаждения сопла

Следующим пунктом проверки является обеспечение правильной работы системы охлаждения форсунок.Это важно, поскольку для резки толстой низкоуглеродистой стали часто требуется наконечник сопла малого диаметра (1,0–1,5 мм) и низкий расход вспомогательного кислорода через сопло.

Убедитесь, что медная линия охлаждения сопла направлена ​​прямо к муфте сопла, как показано здесь. Контакт с загнутыми вверх деталями может привести к смещению этой трубки, что снизит эффективность воздушного потока, охлаждающего форсунку. Если медное сопло погнулось, вы можете легко согнуть его на место.

Проверка J-параметров охлаждения сопла

Имеется четыре параметра, управляющих функцией охлаждения форсунки.Эти параметры могут включать/отключать функцию и управлять диапазоном материалов, для которых активно охлаждение сопла. Убедитесь, что J490 – J493 соответствуют следующему:

1. Нажмите кнопку меню ПАРАМЕТР
2. Нажмите кнопку подменю MPARAMETER
3. Нажимайте кнопку меню  PAGE DOWN  , пока не появится J490  –  J494
4. Проверьте J-параметры следующим образом:
   • J490 = 1.0
   • J491 = 1,0
   • J492 = 1,0
   • J493 = 50,0

Если требуются модификации:

1. Выделить соответствующий J-параметр
2. Нажмите кнопку меню ИЗМЕНИТЬ
3. Введите новое значение J-параметра
4. Нажмите  ПОДТВЕРДИТЬ , чтобы изменить значение.
5. Повторить для дополнительных модификаций

Настройка функции автоматической очистки сопла

Если у вас возникли трудности при выполнении раскроя с последовательностью, вы можете настроить машину на автоматическую очистку и калибровку наконечника сопла после обработки заданного количества элементов. Это гарантирует, что любой мусор, скапливающийся на сопле с течением времени, будет автоматически удален до того, как это повлияет на производительность резки. Целевое количество обрабатываемых элементов перед очисткой будет варьироваться в зависимости от толщины материала и области применения.

1. Определить целевое количество функций для функции очистки (например: 100)
2. Нажмите кнопку меню ПАРАМЕТР
3. Нажмите кнопку подменю ПАРАМЕТР
4. Выберите вкладку  INTELLIGENT_USER  для L-параметров
5. Параметр подсветки L590
6. Нажмите кнопку меню ИЗМЕНИТЬ
7. Введите целевой номер в L590
8. Нажмите ПОДТВЕРДИТЬ , чтобы изменить значение
9. Изменить L591 на 5.0 при необходимости

Проверка расхода вспомогательного кислорода

Поддержание надлежащего потока вспомогательного кислородного газа имеет решающее значение при обработке толстой низкоуглеродистой стали. На экране КОМАНДА можно сравнить заданное вспомогательное давление с фактическим давлением вспомогательного газа, выходящего из наконечника сопла. Не должно быть более +/- 10-процентной разницы в этих значениях при работе машины в производстве.

Если отклонение превышает это значение:

1. Проверка потока кислорода из источника
2. Проверить давление на регуляторе бака (150 фунтов на кв. дюйм)
3. Позвоните в сервисный центр Mazak для получения помощи

Проверка на утечку вспомогательного газа

Машина может резать кислородом, азотом и сжатым воздухом.Некоторые из линий вспомогательного газа в машине являются общими для всех трех типов вспомогательного газа. По этой причине возможна утечка одного газа в другой во время обработки.

Чистота кислорода важна при обработке толстой низкоуглеродистой стали на станке лазерной резки. Небольшое количество азота или воздуха, просачивающееся в кислородные линии машины, может привести к плохим результатам резки. Чтобы убедиться в отсутствии утечки вспомогательного газа внутри лазерного аппарата, используйте следующие рекомендации:

1. Отключите подачу азота и/или дополнительного воздуха к машине
2. Сбросьте давление N2 и воздуха из режущей головки
3. Повторите попытку резки толстой низкоуглеродистой стали кислородом, отключив все другие газы

Если резка проходит лучше, когда другие газы отключены от машины, позвоните в сервисный центр Mazak для получения помощи в устранении утечки вспомогательного газа.

Предложения по программированию

Применение определенных методов программирования из вашего программного обеспечения CAD/CAM может повлиять на стабильность и качество резки при обработке более толстой низкоуглеродистой стали кислородом. Использование правильных методов может быть разницей между успехом и неудачей. Попробуйте эти методы, чтобы улучшить согласованность.

• Добавление охлаждающих выдержек в конце вводов и острых углов
• Добавление радиусов углов к острым углам (10 % толщины материала или более)
• Используйте «Двойной проход», чтобы начать резку после прожига
• Расположение деталей в шахматном порядке во избежание накопления тепла в листе

Для получения подробной информации о добавлении правильных методов программирования обратитесь в службу поддержки программного обеспечения Mazak.

Проникающая консистенция

Без хорошего, чистого прожига при обработке более толстой низкоуглеродистой стали с кислородом есть вероятность, что рез не начнется должным образом, даже если условия резания идеально настроены. Настроить подпрограмму прожига EIA для более толстой низкоуглеродистой стали довольно просто. Он включает одно значение в подпрограмме прожига для этого материала. Используйте следующие рекомендации для регулировки прожига:

1. Открытие файла Tech-Table для текущего материала
2. Выберите вкладку EIA Pierce в технической таблице
.
3. Откройте вспомогательный модуль EIA Pierce, нажав EDIT
4. Подпрограмма для низкоуглеродистой стали ½” показана справа
5. Измените #470, чтобы отрегулировать агрессивность прожига.
   • Увеличьте значение, чтобы добавить дополнительное время прожига
   • Уменьшите значение, чтобы ускорить прожиг

Примечание. Более медленные прожиги будут менее агрессивными и с меньшей вероятностью вылетят в процессе пробивки.

За дополнительной помощью обращайтесь в отдел приложений Mazak Optonincs по телефону: 1-888-MAZAK US.

Узнайте больше советов

Оптимизация режимов резания с использованием регрессионного и генетического алгоритмов в концевом фрезеровании

[1] Шимон Войцеховскиа и Павел Твардовския, Влияние износа инструмента на вибрации при фрезеровании закаленной стали со сферическим концом, 6-я Международная конференция CIRP по высокопроизводительной резке, HPC2014.

DOI: 10.1016/j.procir.2014.03.108

[2] Войцеховский С.Шероховатость обрабатываемой поверхности с учетом перемещений резца при фрезеровании закаленной стали // Метрология и системы измерений. 18, 3, с.429 – 440.

DOI: 10.2478/v10178-011-0009-7

[3] В.Ли, Ю.Б. Гуо*, М.Э. Барки, Дж.Б. Джордон, Влияние износа инструмента во время концевого фрезерования на целостность поверхности и усталостную долговечность Inconel 718, 6-я Международная конференция CIRP по высокопроизводительной резке, HPC2014.

DOI: 10.1016/j.procir.2014.03.056

[4] Саураб Аггарвал и Пол Ксирушакис, Выбор оптимальных режимов резания для фрезерования карманов с использованием генетического алгоритма, Int J Adv Manuf Technol (2013) 66: 1943–1958 DOI 10.1007/s00170-012-4472-х.

DOI: 10.1007/s00170-012-4472-x

[5] М.П. Дженартханан, Р. Джеяпол и Н. Нареш, Моделирование и анализ факторов, влияющих на шероховатость поверхности и расслоение при фрезеровании стеклопластиковых ламинатов с использованием RSM, Многодисциплинарное моделирование в материалах и конструкциях, (2012).

DOI: 10.1108/15736101211281588

[6] Тонгчао Дин, Сун Чжан, Юаньвэй Ван и Сяоли Чжу, Эмпирические модели и оптимальные параметры резания для сил резания и шероховатости поверхности при твердом фрезеровании стали AISI h23, Опубликовано в Интернете: 18 марта 2010 г., Springer-Verlag London Limited (2010).

DOI: 10.1007/s00170-010-2598-2

[7] Донг Янг и Чжанцян Лю, Анализ топографии поверхности и оптимизация параметров резания для периферийного фрезерования титанового сплава Ti-6Al-4V, Международный журнал тугоплавких металлов и твердых материалов, том 51, июль 2015 г., страницы 192-200.

DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2015.04.001

[8] Сурасит Равангвонг, Джакнарин Чаттонг, Ворапонг Бунчоуитан и Ромадорн Бурапа, Исследование оптимальных режимов резания при торцевом фрезеровании полутвердого алюминия 2024 с использованием твердосплавного инструмента, Energy Procedia 34 (2013) 854 – 862.

DOI: 10.1016/j.egypro.2013.06.822

[9] Holland JH (1975) Адаптация в естественных и искусственных системах.MIT Press, стр. 9–16.

Общее руководство по режимам резания

Ниже приведено общее руководство по условиям резания и сроку службы диска для различных комбинаций материалов и дисков. Обратите внимание, что оптимальная резка не обязательно достигается простым соблюдением условий, указанных ниже.Заранее выполните пробную резку, чтобы отрегулировать условия. (Инструкции по проведению теста на резку см. в разделе «Выполнение теста на резание».)

*Значения Срок службы предназначены для использования в качестве общего руководства при резке материалов одинакового типа.

Если непрорезанные участки остаются даже при увеличении усилия лезвия более чем на 50–60 гс, скорее всего, срок службы лезвия подошел к концу.

Замените лезвие новым.

Если желаемые результаты резки не достигаются (например, если остаются неразрезанные области) даже после замены лезвия, см. «Необрезанные области остаются или обрезанные кромки не чистые» в разделе Что делать, если.

5.10 Выбор режимов резания

Валерий Маринов, Технология изготовления Выбор Режимов резания Режимов 91 5.10 ВЫБОР РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ Для каждой операции обработки во время планирования процесса должен быть выбран правильный набор режимов. Необходимо принять решение по всем трем элементам: условия резания, глубина резки, подача, скорость резания. Существует два типа операций механической обработки: черновые операции: основная цель в любой черновой операции состоит в том, чтобы удалить как можно больше материала с заготовки за как можно более короткое время обработки.При черновой обработке качество обработки не вызывает особого беспокойства. чистовые операции: целью чистовой операции является достижение окончательной формы, точности размеров и чистоты поверхности обработанной детали. Здесь качество имеет большое значение. Выбор режимов резания осуществляется в зависимости от типа операции обработки.Условия резания должны определяться в следующем порядке: резки – подача – скорость резания. Выбор глубины резки Глубина резки определяется геометрией заготовки и конечной формой детали. При черновых операциях глубина резки делается максимально возможной (максимальная глубина находится в диапазоне 6~10 мм) по отношению к имеющемуся станку, прочности режущего инструмента , и другие факторы.Часто требуется серия черновых проходов.