Подробное объяснениеРезка металлаМетоды: принципы, типы и ключевые факторы

 

Резка металла является одной из основных технологий в современном производстве. При точном удалении избыточного материала из детали можно получить детали с высокой точностью и качеством поверхности. В этой статье будут систематически проанализированы основные принципы, общие типы процессов, ключевые влияющие факторы и области применения резки металла.

 

Основные принципы резки металла

Сущность резки металла заключается в том, чтобы заставить материал подвергаться скользящей деформации и сформировать чипы через относительное движение между инструментом и деталью. Во время процесса резки инструмент разрезает поверхность рабочей части с определенной скоростью и отбирает материал через экструзию и трение. В этом процессе необходимо точно контролировать следующие параметры:

1. Скорость резки: Относительная скорость движения между инструментом и деталью, которая напрямую влияет на эффективность обработки и срок службы инструмента.

2. Скорость подачи: Движимое расстояние рабочей части на оборот или на удар инструмента, что определяет грубость поверхности обрабатываемой части.

3. Глубина резки: Толщина деталя, разрезанного инструментом в один проход, что влияет на скорость удаления материала и величину резкой силы.

 

Основные виды процессов резки металла

1. Поворот

Поворот использует токарный станок для вращения детали, а поворотный инструмент подает осиово или радиально цилиндрические, конические и другие вращающиеся части машины. Он характеризуется высокой эффективностью и широкой применимостью, особенно подходит для массового производства деталей валового и дискового типов.

2. Фрезерная

Фрезера использует вращающееся движение многогранной фрезерной резки в сочетании с подачей детали на плоскости машины, канавки и сложные трехмерные изогнутые поверхности. По сравнению с поворотом, фрезерная обработка может обеспечить более гибкие пути обработки и обычно используется в изготовлении форм и точной обработке деталей.

3. Бурение

Сверление использует бурильник для обработки круглых отверстий в детали и является основным процессом обработки отверстий. Высокоскоростные стальные или цементированные карбидные бурильники могут удовлетворять различным требованиям к точности, а через - отверстия, слепые отверстия и глубокие отверстия все могут быть достигнуты путем бурения.

4. шлифовка

Шлефование использует шлифовые инструменты, такие как шлифовые колеса, для выполнения микрорезки на поверхности рабочей части, которая может достичь точности измерений IT6 или выше и грубости поверхности Ra 0,4 мкм или ниже. Он обычно используется для высокоточного формирования сложных для обработки материалов, таких как закаленная сталь и керамика.

 

Три ключевых фактора, влияющих на качество обработки

1. Выбор инструментальных материалов

- Высокоскоростная сталь: с теплостойкостью до 600 ° C, она подходит для средней и низкой скорости резки и изготовления сложных инструментов.

- Цементированный карбид: с твердостью HRA89 - 93, он подходит для высокоскоростной резки и обработки материалов, таких как чугуно и нержавеющая сталь.

- Керамические инструменты: с тепловым сопротивлением, превышающим 1200 ° C, они специально используются для отделки закаленной стали и сплавов на основе никеля.

2. Характеристики материалов деталей

Производительность резки различных материалов значительно отличается:

- Для цветных металлов, таких как алюминиевые сплавы, следует выбрать инструменты с большими углами гребки, чтобы предотвратить наращивание краев.

- Для обработки нержавеющей стали следует использовать высококобальтно цементированный карбид в сочетании с охлаждающей жидкостью.

- Для резки закаленной стали температура резки должна контролироваться, чтобы предотвратить сгорание поверхности детали.

3. Оптимальное использование резающих жидкостей

Режущие жидкости могут снизить температуру в зоне резки на 30% - 50%, снизить износ инструмента и улучшить качество поверхности. Следующие могут быть выбраны в соответствии с требованиями к обработке:

- Эмульсии (охлаждение и смазка общего назначения)

- Экстремальные - масла для резки под давлением (тяжелая обработка)

- Синтетические жидкости (точное шлифование)

 

Типичные сценарии применения в промышленности

1. Автомобильное производство: Ключевые процессы, такие как фрезерование блока двигателя, поворот коленного вала и шлифовка передач, все полагаются на технологию резки металла.

2. Аэрокосмическая: пятиосное фрезерование конструктивных частей из титанового сплава и точное шлифование лопаток турбин достигают точности микронного уровня частей.

3. Обработка формы: сложные полости формы изготовляются с помощью сочетания высокоскоростной фрезеры и электрической разрядной обработки.

4. Энергетическое оборудование: Поворот крупномасштабных валов турбин и точное сверление клапанов ядерной энергии обеспечивают надежность основного оборудования.

 

Тенденции технологического развития

С развитием интеллектуального производства, резка металла развивается в следующих направлениях:

- Высокоскоростная резка: скорость шпинделя превышает 50 000 об/мин, а скорость резки алюминиевых сплавов может достигать 7500 м/мин.

- Сухое резание: Обработка без охлаждающей жидкости достигается благодаря технологии покрытия и инновациям в структуре инструмента.

- Интеллектуальный мониторинг: силовые/тепловые датчики интегрированы для оптимизации параметров резки в режиме реального времени и улучшения стабильности обработки.

Овладение основными принципами и ключевыми моментами технологии резки металла может не только эффективно улучшить качество обработки деталей, но и снизить производственные затраты более чем на 30% за счет оптимизации процесса. Для производственных предприятий постоянное отслеживание инноваций в области резких инструментов и стратегий оптимизации параметров будет ключом к поддержанию конкурентоспособности на рынке.