В сферата на прецизното производство операциите по фрезоване играят ключова роля при оформянето на инженерни пластмаси с висока производителност. Като водещ доставчик на PPSU (полифенилсулфон) за фрезоване, бях свидетел от първа ръка на сложната връзка между скоростта на рязане и живота на инструмента по време на процеса на фрезоване. Тази публикация в блога има за цел да разгледа ефектите от скоростта на рязане върху издръжливостта на инструмента при фрезоване на PPSU, споделяйки прозрения, базирани на години практически опит и задълбочени изследвания.
Разбиране на PPSU и неговите предизвикателства при обработката
PPSU е термопласт с висока производителност, известен със своите изключителни механични свойства, включително висока якост, твърдост и отлична химическа устойчивост. Той също така показва изключителна термична стабилност, което го прави подходящ за широк спектър от приложения в космическата, медицинската и автомобилната промишленост. Въпреки това, точно тези свойства, които правят PPSU желан, също поставят предизвикателства по време на машинната обработка.
PPSU има относително висока точка на топене и вискозитет, което може да доведе до проблеми като генериране на топлина, образуване на натрупани ръбове и бързо износване на инструмента по време на фрезоване. Следователно оптимизирането на параметрите на обработка, особено скоростта на рязане, е от решаващо значение за постигане на ефективно и рентабилно производство.
Влиянието на скоростта на рязане върху живота на инструмента
Генериране на топлина
Един от основните начини, по които скоростта на рязане влияе върху живота на инструмента, е чрез генериране на топлина. С увеличаване на скоростта на рязане, силите на триене между инструмента и детайла от PPSU се засилват. Това триене преобразува механичната енергия в топлина, повишавайки температурата на режещия ръб. Високите температури могат да причинят няколко вредни ефекта върху инструмента:
- Омекотяване на инструменталния материал: Повечето режещи инструменти са направени от твърди материали като карбид или бързорежеща стомана. Прекомерната топлина може да доведе до омекване на тези материали, намалявайки тяхната твърдост и устойчивост на износване. Например, твърдосплавните инструменти могат да изпитат значителна загуба на твърдост, когато са изложени на температури над тяхната критична точка на омекване.
- Ускорени химични реакции: Високите температури също могат да ускорят химичните реакции между инструмента и материала на детайла. В случая на PPSU това може да доведе до дифузионно износване, при което атоми от материала на инструмента дифундират в детайла и обратно, отслабвайки структурата на инструмента с течение на времето.
Механизми за износване на инструменти
Скоростта на рязане също влияе върху доминиращите механизми на износване по време на фрезоване. При ниски скорости на рязане абразията често е основният механизъм на износване. Твърдите частици в детайла от PPSU могат да надраскат и износят повърхността на инструмента. С увеличаването на скоростта на рязане други механизми на износване, като адхезия и дифузия, стават по-изявени:
- Адхезионно износване: При по-високи скорости на рязане високите температури и налягания на границата на рязане могат да причинят залепване на PPSU материала към повърхността на инструмента. След това този полепнал материал може да бъде издърпан по време на процеса на рязане, като се вземат малки парченца от инструмента със себе си.
- Дифузионно износване: Както споменахме по-рано, високите температури насърчават дифузионното износване. Дифузията на елементи между инструмента и детайла може да доведе до образуването на крехки съединения в границата между инструмент и детайл, което може да причини отчупване и преждевременна повреда на инструмента.
Образуване на чипове
Скоростта на рязане също влияе върху образуването на стружки, което на свой ред влияе върху живота на инструмента. При ниски скорости на рязане стружките са склонни да бъдат непрекъснати и дълги, което може да причини проблеми като запушване на стружки в зоната на рязане. Това може да доведе до повишени сили на рязане и генериране на топлина, ускорявайки износването на инструмента. При по-високи скорости на рязане е по-вероятно стружките да бъдат прекъсващи и по-къси, което спомага за подобряване на евакуацията на стружките и намаляване на топлината и силите, действащи върху инструмента. Въпреки това, ако скоростта на рязане е твърде висока, стружките могат да станат твърде малки и трудни за отстраняване, което също причинява проблеми в процеса на рязане.
Намиране на оптималната скорост на рязане
Определянето на оптималната скорост на рязане за фрезоване на PPSU е сложен процес, който изисква разглеждане на множество фактори. Ето някои насоки въз основа на нашия опит:
- Материал на инструмента: Различните инструменти имат различни оптимални скорости на рязане. Твърдосплавните инструменти обикновено позволяват по-високи скорости на рязане в сравнение с инструментите от бързорежеща стомана поради тяхната превъзходна устойчивост на топлина.
- Геометрия на детайла: Формата и размерът на детайла от PPSU също могат да повлияят на скоростта на рязане. Например, тънкостенни части може да изискват по-ниски скорости на рязане, за да се избегне деформация.
- Операция на фрезоване: Типът операция на фрезоване, като челно фрезоване или челно фрезоване, също влияе върху оптималната скорост на рязане. Челното фрезоване обикновено позволява по-високи скорости на рязане в сравнение с челното фрезоване.
Като цяло добра отправна точка за фрезоване на PPSU с твърдосплавни инструменти е скоростта на рязане в диапазона 60 - 120 m/min. Въпреки това е важно да се извършват пробни срезове и да се наблюдава износването на инструмента и покритието на повърхността, за да се настрои фино скоростта на рязане за конкретни приложения.
Казуси от практиката
За да илюстрираме значението на скоростта на рязане върху издръжливостта на инструмента, нека разгледаме няколко казуса от нашата производствена линия.
Казус 1: Ниска скорост на рязане
В един проект фрезовахме PPSU компонент с помощта на твърдосплавна челна фреза при относително ниска скорост на рязане от 30 m/min. Първоначалното покритие на повърхността беше добро, но забелязахме, че износването на инструмента се дължи главно на абразия. След няколко часа непрекъсната обработка ръбовете на инструмента станаха тъпи и силите на рязане започнаха да се увеличават. Повърхностното покритие също започна да се влошава и ние трябваше да сменяме инструмента по-често, увеличавайки общите производствени разходи.
Казус 2: Висока скорост на рязане
В друг проект увеличихме скоростта на рязане до 150 м/мин, без да вземем предвид други фактори. Въпреки че скоростта на отстраняване на материала първоначално беше висока, бързо се натъкнахме на проблеми. Високите температури на режещия ръб доведоха до омекване на инструмента и наблюдавахме значително адхезионно и дифузионно износване. Животът на инструмента беше изключително кратък и повърхностното покритие на детайла беше лошо поради отчупване и неравномерно рязане.
Казус 3: Оптимална скорост на рязане
След провеждане на няколко опита установихме, че скорост на рязане от 90 m/min е оптимална за конкретния компонент PPSU. При тази скорост чиповете бяха прекъснати и лесни за евакуиране, намалявайки генерирането на топлина. Износването на инструмента беше относително равномерно и повърхностното покритие на детайла отговаряше на изискваните спецификации. Успяхме да постигнем добър баланс между ефективността на производството и живота на инструмента, което доведе до спестяване на разходи и подобрено качество на продукта.
Заключение
В заключение, скоростта на рязане има дълбоко влияние върху живота на инструмента при фрезоване на PPSU. Като разбират връзката между скоростта на рязане, генерирането на топлина, механизмите за износване на инструмента и образуването на стружки, производителите могат да оптимизират своите процеси на обработка, за да постигнат по-дълъг живот на инструмента и по-висока производителност. Като [нашата позиция] във водещ доставчик на PPSU за фрезоване, ние се ангажираме да споделяме нашите знания и опит, за да помогнем на нашите клиенти да вземат информирани решения относно техните операции по обработка.
Ако се интересувате отCNC обработка PPSU,CNC обработка POM, илиCNC обработка на PMI пяна и PVC, ви каним да се свържете с нас за подробна дискусия. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите най-подходящите решения за обработка за вашите специфични изисквания. Независимо дали имате нужда от съвет относно параметрите на рязане или търсите надежден партньор за вашите производствени нужди, ние сме тук, за да ви помогнем. Свържете се с нас, за да започнете ползотворен разговор и да проучите възможностите за прецизно фрезоване с PPSU.
Референции
- Астахов, В. П. (2010). Основи на рязане на метал. CRC Press.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Рязане на метал. Бътъруърт - Хайнеман.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2013). Производствено инженерство и технология. Пиърсън.
