När det gäller bearbetning är det avgörande för både tillverkare och slutanvändare att förstå spånbildningsprocessen vid användning av skärande verktyg av platt hårdmetall. Som leverantör av skärande verktyg i platt hårdmetall har jag bevittnat betydelsen av denna process för att uppnå högkvalitativa bearbetningsresultat.
Grunderna för skärverktyg i platt hårdmetall
Platta hårdmetallskärverktyg används ofta i olika bearbetningsoperationer på grund av deras utmärkta hårdhet, slitstyrka och värmebeständighet. Karbid, typiskt en kombination av volframkarbid och en bindemetall såsom kobolt, ger den nödvändiga hållfastheten och hållbarheten för att motstå de höga spänningsförhållanden som uppstår under skärning. Plattfräsar, som är en vanlig typ av skärverktyg i platt hårdmetall, används för fräsning av plana ytor, slitsar och fickor i material som metaller, plaster och kompositer.
Chipbildningsprocessen
Spånbildningsprocessen kan delas in i tre huvudsteg: elastisk deformation, plastisk deformation och spånseparation.
Elastisk deformation
När det plana hårdmetallskärverktyget kommer i kontakt med arbetsstycket är det inledande steget elastisk deformation. Arbetsstyckets material utsätts för en kraft från verktygets skäregg, och det reagerar med att deformeras elastiskt. Detta innebär att materialet kommer att återgå till sin ursprungliga form när kraften avlägsnas. Under detta skede sträcks atombindningarna i materialet men bryts inte. Storleken på den elastiska deformationen beror på egenskaperna hos arbetsstyckets material, såsom dess elasticitetsmodul, och skärkraften som appliceras av verktyget.
Plastisk deformation
När skärkraften ökar når materialet sin sträckgräns och plastisk deformation börjar. Vid plastisk deformation bryts atombindningarna i materialet och materialet genomgår permanent deformation. Skjuvspänningen vid skjuvplanet, som är det plan längs vilket materialet skjuvs, överstiger materialets skjuvhållfasthet. Den plastiska deformationen är en komplex process som involverar förflyttning av dislokationer inom materialets kristallstruktur. Det plana hårdmetallskärverktyget trycker och skär kontinuerligt materialet, vilket får det att flyta i riktning mot skäreggen.
Chipseparering
När den plastiska deformationen når en viss utsträckning separeras materialet slutligen från arbetsstycket för att bilda ett spån. Separationen sker när skjuvspänningen i skjuvplanet är tillräckligt hög för att få materialet att spricka. Spånets form och storlek beror på flera faktorer, inklusive skärförhållandena (såsom skärhastighet, matningshastighet och skärdjup), egenskaperna hos arbetsstyckets material och skärverktygets geometri.
Det finns olika typer av spån som kan bildas under skärprocessen:
- Kontinuerliga chips: Dessa spån bildas vid bearbetning av sega material som aluminium och mjukt stål under vissa skärförhållanden. Kontinuerliga spån är långa och obrutna, och de kännetecknas av en slät yta. De är i allmänhet önskvärda eftersom de indikerar en stabil skärprocess. Emellertid kan kontinuerliga spån ibland orsaka problem, såsom spåntrassling runt skärverktyget, vilket kan påverka ytfinishen på arbetsstycket och till och med skada verktyget.
- Segmenterade marker: Segmenterade spån bildas när skärhastigheten är relativt låg eller matningshastigheten är hög. Dessa chips är sammansatta av diskreta segment, och de är vanligtvis formade i material med medelhög duktilitet. Segmenteringen uppstår på grund av den periodiska sprickbildningen och brotten av materialet under spånbildningsprocessen.
- Diskontinuerliga chips: Diskontinuerliga spån bildas vid bearbetning av spröda material som gjutjärn. Dessa spån är små och oregelbundna till formen, och de är resultatet av det plötsliga brottet på det spröda materialet under skärningsprocessen.
Faktorer som påverkar flisbildning
Flera faktorer kan avsevärt påverka spånbildningsprocessen vid användning av platta hårdmetallskärverktyg:
Arbetsstyckets material
Egenskaperna hos arbetsstyckets material, såsom dess hårdhet, duktilitet och mikrostruktur, spelar en avgörande roll vid spånbildning. Duktila material tenderar att bilda kontinuerliga spån, medan spröda material bildar diskontinuerliga spån. Till exempel, vid bearbetning av ett höghållfast legerat stål kan materialets höga hårdhet kräva högre skärkrafter, vilket kan påverka spånbildningen och kan leda till bildning av segmenterade spån.
Skärningsförhållanden
- Skärhastighet: En ökning av skärhastigheten leder i allmänhet till en minskning av spåntjockleken och en ökning av spånflödeshastigheten. Vid höga skärhastigheter kan värmen som genereras under skärprocessen också påverka spånbildningen. För vissa material kan höga skärhastigheter göra att materialet mjuknar på grund av värmen, vilket resulterar i en mer kontinuerlig spånbildning.
- Matningshastighet: En högre matningshastighet ökar spåntjockleken. Om matningshastigheten är för hög kan det leda till att det bildas större och mer oregelbundna spån, vilket kan orsaka problem som dålig ytfinish och ökat verktygsslitage.
- Skärdjup: Skärdjupet påverkar mängden material som tas bort per passage. Ett större skärdjup resulterar i allmänhet i en större spånvolym. Att öka skärdjupet ökar dock skärkraften, vilket kan påverka spånbildningsprocessen.
Verktygsgeometri
Geometrin hos det plana hårdmetallskärverktyget, inklusive spånvinkeln, släppningsvinkeln och skäreggens radie, har en betydande inverkan på spånbildningen. Spånvinkeln påverkar skjuvvinkeln och skärkraften. En positiv spånvinkel minskar skärkraften och främjar spånflödet, medan en negativ spånvinkel ökar skärkraften men ger mer styrka till skäreggen. Frigångsvinkeln förhindrar att verktyget skaver mot arbetsstycket, vilket kan påverka spånbildningen och ytfinishen på arbetsstycket. Skärradien påverkar även spånbildningen, speciellt vid mikrobearbetning, där en mindre skärradie kan leda till mer exakt spånbildning.
Tillämpningar för att förstå chipbildning
Att förstå spånbildningsprocessen när man använder skärverktyg i platt hårdmetall har flera praktiska tillämpningar:
- Verktygsdesign: Genom att förstå hur spån bildas kan verktygskonstruktörer optimera geometrin hos de plana hårdmetallskärverktygen för att förbättra spånavgången, minska skärkrafterna och öka verktygets livslängd. Till exempel kan design av ett verktyg med en speciell spånbrytare hjälpa till att kontrollera formen och storleken på spånorna, förhindra spåntrassling och förbättra den totala skärprestandan.
- Bearbetningsprocessoptimering: Tillverkare kan använda kunskapen om spånbildning för att välja lämpliga skärförhållanden för olika arbetsstyckesmaterial. Genom att justera skärhastigheten, matningshastigheten och skärdjupet kan de uppnå bättre ytfinish, högre produktivitet och lägre verktygsslitage. Till exempel, vid bearbetning av ett svårbearbetat material, såsom titanlegering, kan korrekt val av skärförhållanden baserat på egenskaperna för spånbildning avsevärt förbättra bearbetningseffektiviteten.
Våra skärverktyg i platt hårdmetall
Som leverantör av skärverktyg i platt hårdmetall erbjuder vi ett brett utbud av produkter för att möta våra kunders olika behov. VårHårdmetalländfräsarär gjorda av högkvalitativa hårdmetallmaterial och är designade med avancerade geometrier för att säkerställa utmärkt skärprestanda. Vi tillhandahåller ocksåAnnat ledstångsbitochBitset för dörrkarmför specifika tillämpningar.
Vårt team av experter forskar och utvecklar ständigt nya produkter för att förbättra spånbildningsprocessen och övergripande bearbetningsprestanda. Vi förstår att olika kunder har olika krav och vi är engagerade i att tillhandahålla skräddarsydda lösningar. Oavsett om du är en liten verkstad eller ett storskaligt tillverkningsföretag, kan vi erbjuda dig rätt skärande verktyg i platt hårdmetall för dina bearbetningsbehov.
Kontakta oss för upphandling
Om du är intresserad av våra skärverktyg i platt hårdmetall eller har några frågor om spånbildningsprocessen, är du välkommen att kontakta oss. Vi diskuterar mer än gärna dina krav och ger dig detaljerad information om våra produkter. Vårt professionella säljteam guidar dig genom upphandlingsprocessen och ser till att du får det bästa värdet för din investering.
Referenser
- Shaw, MC (2005). Metallskärningsprinciper. Oxford University Press.
- Trent, EM och Wright, PK (2000). Metallskärning. Butterworth - Heinemann.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Tillverkningsteknik och teknik. Pearson Prentice Hall.
