مطالعه‌ای برای بهینه‌سازی فرزکاری فولاد ضد زنگ جهت دستیابی به دقت و کارایی بالا

در تولید مدرن، فولاد ضد زنگ به دلیل قدرت استثنایی، مقاومت در برابر خوردگی و کیفیت سطح برتر، نقش محوری ایفا می کند.ماشینکاری این ماده چالش های قابل توجهی را ایجاد می کند: هدایت گرمی ضعیف آن منجر به تجمع گرما در هنگام برش می شود، در حالی که قدرت بالا آن خطر سایش ابزار را افزایش می دهد.انتخاب سرعت برش مناسب (Vc) و سرعت تغذیه (Fz) برای کارایی و هزینه مؤثر بسیار مهم است.

فولاد ضد زنگ یکی از سخت ترین مواد برای کنترل پارامتر است. سختی بالا، سفتی و رسانایی حرارتی پایین آن نیاز به سرعت و نرخ تغذیه دقیق بهینه شده دارد.از بین رفتن گرما ضعیف می تواند باعث افزایش سریع درجه حرارت در لبه برش شودپارامترهای نامناسب می توانند عمر ابزار را بیش از 30٪ کاهش دهند ، سطح را 20٪ تخریب کنند یا حتی باعث پاره شدن و سوختن ابزار شوند.

یک چالش دیگر چسبندگی ابزار و تشکیل سوراخ است. در زیر دمای بالا و اصطکاک، تراشه های فولاد ضد زنگ تمایل به چسبیدن به ابزار دارند.شکل دادن لبه های ساخته شده که خشکی سطح را بدتر می کند و مقاومت برش را افزایش می دهدبرای کاهش این، سرعت برش پایین تر، نرخ تغذیه متوسط و مایع خنک کننده کافی توصیه می شود.

فولاد ضد زنگ دارای ویژگی های متفاوتی است:

• 304: نرم تر اما مستعد چسبیدن ابزار؛ نیاز به ابزار تیز با فاصله برش سخاوتمندانه.
• 316: مقاومت در برابر خوردگی بالا با مقاومت برش بالا؛ نیاز به پوشش و خنک سازی ابزار بهینه شده است.
• 17-4PH: فولاد سخت شده با سختی بالا و سخت شدن شدید کار؛ نیاز به برش لایه ای و تجهیزات سخت.

بنابراین، سرعت و سرعت تغذیه باید بر اساس خواص مواد، نوع ابزار و شرایط خنک کننده، با نظارت در زمان واقعی بر فرسایش ابزار و کیفیت سطح تنظیم شود.

در ماشینکاری CNC، سرعت پیچ (RPM) و سرعت تغذیه (mm / min) پارامترهای اساسی هستند. سرعت پیچ بر میزان مکرر برخورد لبه برش با ماده تأثیر می گذارد.آلومینیوم ممکن است بیش از 10،000 RPM، در حالی که فولاد ضد زنگ به طور معمول در 3,000 ∼6,000 RPM کار می کند تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود.

سرعت تغذیه تعیین می کند که ابزار چقدر سریع از طریق قطعه کار حرکت می کند. مفاهیم کلیدی شامل:

• خوراک در هر دندان (fz): فاصله هر دندان در هر چرخش (معمولاً 0.02 × 0.2 mm / دندان).
• سرعت برش (Vc): سرعت خطی لبه برش (m/min). فولاد ضد زنگ به طور کلی نیاز به 60~180 m/min دارد.

این پارامترها به شرح زیر محاسبه می شوند:

سرعت اسپندل (N)= (1000 × Vc) ÷ (π × قطر ابزار D)

میزان تغذیه (F)= fz × تعداد دندان ها (Z) × N

قبل از ماشینکاری، قطر ابزار، تعداد دندان ها و سختی مواد را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، یک ابزار 10 میلی متری برای برش فولاد ضد زنگ 304 باید با سرعت 3000-5000 RPM در مقایسه با 10،برای آلومینیوم، بیش از 000 دور در دقیقه.

فرمول های فوق را می توان با استفاده از ابزارهای آنلاین مانند ماشین آلات ماشین آلات یا ماشین حساب Kennametal که مقادیر توصیه شده را بر اساس ورودی ها ارائه می دهند، ساده کرد.

برای یک ابزار 10 میلی متری با 4 فلوت که 304 را با سرعت Vc = 30 m/min برش می دهد:

N ≈ 955 RPM، F ≈ 191 mm/min (در fz = 0.05 mm). ممکن است برای پوشش ابزار نیاز به تنظیمات باشد (به عنوان مثال، TiAlN سرعت بالاتر را امکان پذیر می کند).

• با مقادیر متوسط شروع کنید و بر اساس رنگ تراشه تنظیم کنید (آبی نشان دهنده گرم شدن بیش از حد است).
• برای فولاد های آستنیتیک (304/316) ، از ابزار تیز با مایع خنک کننده کافی استفاده کنید.
• برای فولاد های سخت شده (17-4PH) ، عمق پایین برش با تنظیمات سفت را ترجیح دهید.

1. سختی مواد/نوع: درجه های سخت تر نیاز به سرعت پایین تر دارند.
2. عمق/عرض برش: دوبرابر شدن عمق تقریبا دو برابر قدرت برش است.
3. تیز بودن ابزار/ژئومتری: ابزارهای فرسوده حرارت اصطکاک را افزایش می دهند.
4. مواد ابزار/پوشش: پوشش های TiAlN سرعت های بالاتری را امکان پذیر می کند.
5. خنک کننده/گسل کننده: