Как уменьшить износ инструмента при обработке прутка Haynes 25

Чтобы уменьшить износ инструмента при обработке прутка Haynes 25, начните с надежного закрепления заготовки, острой, но достаточно прочной режущей кромки, умеренной скорости резания и подачи, обеспечивающей непрерывное резание. Простое снижение подачи может усугубить ситуацию: трение способствует наклепу, из-за которого поверхность становится сложнее обрабатывать при следующем проходе.

Хотя этот материал иногда называют «стальным прутком Haynes 25», он представляет собой жаропрочный сплав на основе кобальта. Его сопротивление деформации при повышенных температурах, склонность к наклепу и абразивные составляющие предъявляют высокие требования к режущему инструменту. Наиболее эффективная корректировка зависит от характера разрушения кромки. Для постепенного износа по задней поверхности, локального образования выкрашивания и внезапного скола требуются разные меры.

Оцените состояние изношенной кромки, прежде чем менять программу

Осмотрите пластину, пока она не повреждена настолько, что исходный характер отказа уже невозможно определить. Сравнивайте кромки после одинаковой длины резания или одинакового количества деталей; при возможности используйте увеличение. Зафиксируйте, где начинается износ, развивается ли он постепенно и совпадает ли с изменениями звука, нагрузки резания, качества поверхности или размеров.

• Относительно равномерная площадка износа по задней поверхности: Сначала проверьте скорость резания, затем марку пластины и подачу СОЖ в зону резания. Износ могут вызывать как абразивное воздействие, так и высокая температура кромки.
• Локальное выкрашивание на линии глубины резания: Проверьте поверхность исходного прутка, наличие наклепа после предыдущей обработки и повторные проходы на одной и той же границе контакта. Оксиды, окалина или неровный наружный слой могут усиливать локальный износ.
• Мелкие сколы или разрушенный угол: Прежде чем предполагать, что марка инструмента недостаточно износостойкая, проверьте вибрацию, чрезмерный вылет, прерывистое резание, повторное измельчение стружки и недостаточную прочность кромки.
• Налипание материала на кромку или размазанная поверхность: Проверьте остроту кромки, смазку, скорость резания и наличие признаков трения. Нестабильный слой налипшего материала при отрыве может вырывать материал режущей кромки.

Эти признаки помогают в диагностике, но сами по себе не доказывают наличие единственной причины. Если сколы возникают после вибрации, установка более твердой марки может не устранить основную проблему. Если износ развивается равномерно при стабильном резании, одно лишь снижение механической нагрузки может дать мало пользы.

Подберите режущую кромку с учетом операции и состояния прутка

Перед выбором режимов проверьте сертификат материала и состояние поставки. Холоднодеформированный материал, неровная наружная поверхность и перепады твердости могут изменять характер резания, даже если обозначение сплава остается прежним. Определите, встретится ли при первом проходе окалина, переменное зацепление или ранее обработанная поверхность.

Ведите записи об обработке отдельно для каждого сплава и состояния материала. Не переносите режимы, использованные для никель-медного продукта, напримерпрутка из сплава Monel, на обработку Haynes 25 без повторной проверки инструмента и параметров.

При работе твердосплавным инструментом используйте рекомендации производителя инструмента для жаропрочных сплавов на основе кобальта в качестве отправной точки. Подбирайте марку, геометрию и подготовку кромки в комплексе. Износостойкая марка с чрезмерно хрупкой кромкой может быстро выйти из строя, а слишком тупая кромка может повысить силы резания и способствовать трению.

Положительная геометрия резания может помочь снизить силы, особенно при обработке тонких деталей или на чистовых проходах. Для черновой обработки неровной поверхности может потребоваться более прочная опора кромки. Радиус при вершине также нужно выбирать с учетом условий: его увеличение укрепляет угол, но возникающие радиальные силы могут вызвать вибрацию или прогиб при недостаточно жестком закреплении.

Покрытия могут повысить эффективность, если они подходят для операции, однако они не компенсируют нестабильное зацепление или плохой отвод стружки. Керамический инструмент может подойти для достаточно жестких систем при непрерывном резании; для него требуются отдельные рекомендации по режимам. Переход с твердого сплава на керамику следует рассматривать как изменение процесса, требующее пересмотра скорости, зацепления и применения СОЖ.

Сбалансируйте скорость, подачу и глубину резания, чтобы избежать трения

Если износ развивается постепенно и связан с нагревом, разумно сначала снизить скорость резания. Уменьшайте ее контролируемо, оставаясь в рекомендованном производителем инструмента диапазоне; на первом этапе не меняйте подачу и глубину резания. Сравнивайте полезное время резания и объем материала, снятый одной кромкой. Увеличение срока службы инструмента в часах имеет ограниченную ценность, если снижение производительности повышает стоимость обработки одной детали.

При сравнении прутков разного диаметра используйте скорость резания, а не фиксированную частоту вращения шпинделя. При точении постоянная скорость резания может обеспечить стабильные условия, если установлен подходящий предел максимальной частоты вращения шпинделя для защиты системы.

Подача должна соответствовать геометрии кромки и условиям зацепления. При слишком малой подаче кромка может вспахивать материал или тереться о него, особенно если используется доведенная пластина. С другой стороны, подача, превышающая несущую способность кромки, может привести к сколам. Начните с диапазона, рекомендованного для контроля стружки, и корректируйте параметры с учетом состояния кромки, нагрузки на станок, поведения стружки и качества поверхности.

Глубина резания должна обеспечивать снятие материала ниже поврежденного поверхностного слоя, если припуск и жесткость установки это позволяют. При многократных неглубоких проходах режущая кромка может работать внутри упрочненного слоя. В то же время при агрессивном резании неровного материала угол пластины может оказаться перегружен. Планируйте первый проход с учетом состояния поверхности и максимальной глубины зацепления, с которой ему предстоит столкнуться.

Если на одной и той же границе глубины резания регулярно образуется выкрашивание, измените последовательность черновых проходов, чтобы повреждение не концентрировалось в одном месте. Любые изменения должны сохранять достаточный припуск на чистовую обработку и оставаться в пределах допустимого зацепления инструмента.

Не допускайте задержки инструмента в контакте с заготовкой. Повторные пружинные проходы, снимающие мало материала, также могут усиливать трение. Если такие проходы необходимы для соблюдения размеров, проверьте прогиб инструмента, опору заготовки и компенсацию износа, чтобы чистовой проход снимал запланированный припуск острой и исправной кромкой.

Стабилизируйте зацепление и обеспечьте подачу СОЖ в зону резания

Уменьшите вылет инструмента, проверьте посадку державки и обеспечьте надлежащую опору длинного прутка. Убедитесь, что пластина надежно закреплена, а высота и выравнивание инструмента установлены правильно. Даже небольшое снижение жесткости может привести к тому, что приемлемая нагрузка резания станет причиной повторных ударов по кромке.

Сначала устраните вибрацию и лишь затем точно настраивайте режимы резания. Проверьте закрепление, длину неподдерживаемой части заготовки, состояние державки и геометрию пластины. Снижение подачи до исчезновения шума может привести к трению инструмента. Для стабилизации резания эффективнее могут оказаться изменения скорости, радиуса при вершине, зацепления или опоры.

При обработке твердосплавным инструментом с СОЖ направьте поток в зону контакта инструмента со стружкой и обеспечьте его непрерывную подачу в течение всего времени зацепления. Видимый поток жидкости вокруг заготовки еще не означает, что СОЖ достигает нагруженной кромки. Проверьте положение сопла с учетом фактически используемых державки, диаметра заготовки и направления движения стружки.

Подача СОЖ через инструмент или направленная подача под высоким давлением могут улучшить доступ жидкости и отвод стружки, если это поддерживается инструментальной системой. Одного давления недостаточно: важны также расход, ориентация сопла, фильтрация и состояние СОЖ. Соблюдайте рекомендации поставщика жидкости по концентрации и рекомендации производителя инструмента по подаче СОЖ, особенно при смене материала инструмента.

Удаляйте стружку, прежде чем она начнет обвиваться вокруг прутка, перекрывать сопло или попадать обратно в зону резания. Если стружка остается длинной и плохо контролируется, проверьте рабочий диапазон стружколома и скорректируйте подачу и глубину резания. Повышение давления СОЖ не может надежно компенсировать работу геометрии вне предусмотренного диапазона.

Наконец, определите момент замены кромки до того, как качество поверхности или точность размеров станут неудовлетворительными. Отслеживайте одну повторяемую черновую или чистовую операцию, осматривайте кромку через запланированные интервалы и меняйте за раз только один основной параметр. Записывайте режимы резания, состояние прутка, характер износа и количество годных деталей на одну кромку. Практическая цель — предсказуемый интервал замены, позволяющий эффективно использовать кромку и сохранять достаточный запас для защиты готовой детали.