Коррозионностойкие стали относятся к материалам, для которых характерна сложность обработки резанием, в том числе фрезерования. Поэтому для каждой группы нержавеющих сталей определяют оптимальные технологические режимы и режущие инструменты для фрезерных станков, позволяющие повысить производительность процесса обработки.
Фрезеровка нержавеющей стали: основные проблемы
В чем же во время фрезеровки нержавейки материал проявляет свой сложный характер?
Во-первых
, при его обработке образуется так называемый наклеп — следствие самостоятельного упрочения в процессе механического воздействия. Возникающий в месте резки упрочненный слой мешает дальнейшей работе инструмента. Образование наклепа чаще становится следствием неправильно подобранного или затупленного инструмента.
Во-вторых
, нержавейка обладает пониженной теплопроводностью. В обработке это фактор со знаком “минус”, так как возникающее в процессе тепло не распределяется по материалу, а переходит на инструмент. Результатом становится быстрый износ фрез.
В-третьих
, фрезы быстро выходят из строя не только под влиянием тепловых процессов, но и из-за контакта с материалом повышенной твердости.
В-четвертых
, образующиеся при резании отходы налипают на инструмент. Этот фактор не только ухудшает кромку резца, но и “заставляет” инструмент работать с удвоенными усилиями.
И, наконец, в-пятых
: стружка в процессе обработки плохо дробится на более мелкие элементы. Это вредно для заготовки, так как в месте ее обточки могут возникать заусеницы.
Характеристики нержавеющих сплавов, усложняющие обработку фрезой
Процесс разрезания нержавеющих заготовок усложняют такие свойства материалов:
- Наклеп (он же самоупрочнение при деформировании) – во время надавливания кромки реза на металл заготовка деформируется, а показатели ее твердости повышаются. Таким образом, при повторной обработке потребуется срезать весьма прочный слой. Причиной такого явления чаще всего становится неправильно выбранный или изношенный режущий инструмент.
- Низкий уровень теплопроводности, которая затрудняет вывод тепла из места разрезания. Как следствие, стружка и заготовка впитывают минимальное количество тепла, а оставшееся перенаправляется на инструмент, тем самым, обуславливая его преждевременный износ.
- Повышенная твердость и оптимизированные прочностные характеристики, которые обеспечиваются легирующими компонентами в сплаве (титановые, никелевые добавки и т. д.). Во время обработки такого сплава фрезеровочный станок подвергается особо интенсивным нагрузкам в сравнении с резкой углеродистых стальных изделий, что вызывает потерю эксплуатационных характеристик инструмента.
- Налипание металлической стружки на кромку режущего инструмента. Такое явление обуславливает нарушение геометрии заготовки и, как следствие, увеличение усилий, необходимых при обработке.
- Затруднительность дробления стружки и возникновение заусениц на заготовках. Такая проблема, как правило, возникает в случаях неправильного выбора инструмента.
Фрезеровка стали и нержавейки
В отличие от фрезеровки нержавеющей стали работа с “черными” марками проката не так сложна, но тоже имеет особенности. Выбор конкретной методики зависит от вида и количества легирующих компонентов сплава. Главная опасность обработки низкоуглеродистых сталей — образование заусенцев. Чем тверже материал, тем сложнее выкрашивается из рабочей зоны стружка, что мы уже описали на примере нержавейки.
Следует помнить, что при выполнении простых операций нежелательно использовать смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ): это серьезная нагрузка на материал, которая может стать причиной его критического повреждения — растрескивания.
Фрезерная обработка нержавеющей стали
Кроме химического состава на качество фрезеровки нержавейки могут оказывать влияние самые незначительные, на первый взгляд, факторы:
- способ производства заготовки (ковка, штамповка, литье и пр.);
- наличие на поверхности образований, затрудняющих процесс: окалин, корок;
- режим резания — например, сплошной или прерывистый;
- наличие или отсутствие термообработки.
Ценность станков с чпу при фрезеровке заключается не только в высокой точности операций, но и в выборе максимально эффективного способа и режима обработки, а следовательно, в повышенной производительности операций.
Фрезерование нержавейки
Как уже отмечалось в прошлой статье наиболее распространены аустенитные нержавеющие стали, хромоникелевые, такие как 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т, содержащие хром (Cr) и никель (Ni) и как раз они и составляют максимальную сложность в их механической обработке.
Сильное влияние конечно оказывает химический состав нержавеющей стали и соответственно рекомендации для одной марки стали могут не подойти для другой. Кроме того, сильное влияние на обрабатываемость оказывает метод получения заготовок (литье, штамповка, ковка и т.д.), наличие корки, окалины, включений, условия обработки прерывистое резание и т.д., а также наличие термической обработки. Но общие какие-то рекомендации можно дать.
Фрезы по нержавеющей стали: особенности
Качественная обработка на оборудовании с чпу требует подбора хороших фрез. Чтобы противостоять механическому и температурному износу, они должны быть изготовлены из твердосплавных материалов.
Еще одним требованием к фрезе по нержавейке считается возможность работы под высоким углом наклона. Это способствует максимально быстрому и “безболезненному” процессу отвода стружки.
И, наконец, фрезы для фрезеровки нержавеющей стали должны иметь специальное покрытие, которое защищает от износа в первую очередь режущие кромки.
Обработка нержавеющей стали / Machining stainless steel
Особенности механической обработки нержавеющей стали на металлорежущем станке Нержавейка имеет низкий коэффициент обрабатываемости который уменьшается в за
Особенности механической обработки нержавеющей стали на металлорежущем станке Нержавейка имеет низкий коэффициент обрабатываемости который уменьшается в зависимости от увеличения легирующих элементов никель и титан Характеристики структурно фазовых состояний нержавеющих сталей 1) Аустенит Самый распространненный вид нержавеющей стали с повышенными антикоррозионными свойствами за счет высокого содержания хрома и никел. Имеет низкий коэффициент обрабатываемости. Применяется в пищевой промышленности. Пример 12Х18Н10Т 08Х18Н10 03Х18Н11. 2) Феррит нержавеющая сталь характеризующаяся высоким содержанием хрома и отсутствием никеля что способствует улучшению её обрабатываемости. Пример 12X17 AISI 410 430 434. 3) Мартенсит-феррит нержавеющая сталь которая поддается термообработке благодаря высокому содержанию углерода. Имеет пониженные антикоррозионные свойства. Применяется для изготовления деталей повышенной твердости (AISI 410 420 432). 4) Мартенсит нержавеющая сталь на хромоникелевой основе. Обладает высокими антикоррозионными свойствами повышенной механической прочностью и твердостью благодаря специальной термообработке. Пример AISI 17 15. 5) Аустенит-феррит нержавеющая сталь обладающая более высокой жаростойкостью (примерно в 2 раза). Применяется в химически активных высокотемпературных средах. Пример AISI S2304 2507. Особенности обработки нержавеющей стали 1) Упрочнение (наклеп) обрабатываемой поверхности приводящие к увеличению сил резания и снижению стойкости инструмента. 2) Повышенная температура в зоне резания обусловленная низким коэффициентом теплопроводности нержавеющей стали который 3) Снижение качества чистовой обработки за счет образования нароста на передней поверхности приводящего к адгезийному 4) Выкрашивание режущей кромки и поломка вызванные диффузионным износом происходящим при высокой температуре в результате взаимодействия однородных элементов обрабатываемой заготовки и инструмента. Общие рекомендации для обработки нержавеющей стали 1) Применяйте инструмент обеспечивающий улучшенный теплоотвод из зоны резания за счет его теплопроводности и геометрии. 2) Используйте положительную геометрию инструмента которая способствует снижению сил резания и препятствует 3) Выбирайте оптимальные режимы резания. 4) Выбирайте оптимальный инструмент который обеспечивает высокую теплостойкость механическую прочность твердость и низкий коэффициент трения стружки о переднюю поверхность. 10 Классификация обрабатываемых материалов Рекомендации и особенности обработки Общие характеристики нержавеющей стали S Hepжaвeющaя сталь обладает высокими антикоррозионными свойствами Высокие антикоррозионные свойства обусловлены наличием в ней легирующих элементов на основе хрома.
Фрезеровка стали на чпу
Фрезеровать любую сталь на чпу не только удобно и безопасно, но еще и очень выгодно. Ведь чем больше в той или иной технологии задействовано ручного труда, тем выше будет цена за услугу. В программируемых станках, все операции в которых производят “электронный мозг” и автоматика, основные расходы заказчика связаны с энергозатратами и износом инструмента. Которые, как правило, тоже невысоки. К преимуществам обработки стальных заготовок на чпу относятся:
- минимальная вероятность брака,
- высокая скорость работы,
- непревзойденный по качеству результат.
Особенности фрезеровки нержавейки
Проблемы фрезеровки нержавейки, о которых мы говорили выше, не просто не являются критичными для оборудования с чпу, а решаются достаточно легко. Например, не допускать перегрева инструмента помогает использование резцов из твердых сталей, имеющих острую заточку. Им не страшны высокие температуры, а режут материал они превосходно, не допуская даже малейшей его деформации.
Именно на станке с чпу можно задать оптимальный именно для данной заготовки режим: глубину реза, скорость вращения инструмента, подачу. Особое внимание при фрезеровке даже во время работы на электронном оборудовании следует уделять составу и интенсивности подачи СОЖ. При операциях с нержавейкой содержание масла в жидкости должно составлять не менее 8%: это минимизирует вредную нагрузку на металл.
Стоимость фрезерных работ по стали
Расценки на фрезеровку нержавеющей стали каждое предприятие формирует по-разному — исходя из затрат. Некоторым целесообразнее рассчитывать стоимость услуг в нормо-часах. Другие расписывают в прайс-листах виды работ. Перечень услуг может включать или включает:
- разработку чертежей на фрезеровку,
- создание 3d-моделей будущих деталей,
- написание управляющей программы,
- собственно фрезеровку.
Для различных видов нержавейки стоимость обработки может незначительно, но отличаться: фрезеровочные работы над универсальными марками будут оцениваться дешевле, чем над материалами повышенной твердости.
Фрезеровка нержавейки: наши преимущества
Если качество работы имеет для вас не меньшее значение, чем возможность сэкономить, вы обращаетесь по адресу. За многолетний опыт обработки металлов мы смогли добиться значительного сокращения расходов на производство. А значит, готовы предложить вам самые выгодные для вашего бюджета цены.
Наши специалисты индивидуально работают над любым проектом, каждый раз подбирая оптимальные инструмент и режим резки. Скрупулезное создание управляющих программ и применение специальных СОЖ позволяют выполнять фрезеровку нержавейки максимально точно и с полным отсутствием рисков для ваших заготовок. Обращайтесь!
Технологические приемы для оптимизации фрезерования нержавеющих сталей
Эффективные способы улучшения фрезерной обработки нержавейки:
- Применение твердосплавных резцов с острой заточкой решает проблему затрудненного отведения тепла. Во-первых, такой инструмент эффективно режет, а не деформирует материал, что снижает количество выделяемого тепла. Во-вторых, твердые сплавы хорошо переносят высокие температуры без снижения рабочих характеристик и резкого уменьшения срока службы.
- Выбор оптимального режима резания заготовки на фрезерном станке. При этом следует учитывать, что чем габаритнее стружка, тем большее количество тепла она может отвести из зоны резания. Поэтому для коррозионностойких сталей рекомендуется максимально возможная глубина реза и значительная подача. Ограничением в увеличении глубины реза и подачи служат: мощность станка, прочность материала заготовки и самого резца. Кроме того, такие интенсивные режимы не подходят для чистовой обработки, подразумевающей малые глубины реза и небольшие скорости подачи.
Выбор подходящей СОЖ – важный момент, определяющий производительность и качество обработки заготовки из нержавеющей стали на фрезерном станке, а также сохранение рабочих параметров режущего инструмента. Для данного процесса необходима жидкость, в которой процентное содержание масла составляет не менее 8%. Для других материалов и технологических операций достаточно показателя 3-4%. Также большую роль играет давление, под которым СОЖ подается в зону резания. Чем оно выше, тем эффективнее происходит отвод тепла. Оптимальным вариантом является использование специализированных систем, разработанных для подачи СОЖ.
