Нов процес за обработка на части от топлоустойчиви сплави намали износването на инструмента с 15%

Когато обработката на твърди сплави се усеща като рязане през огън

Все още помня звука — острия, скърцащ шум, когато карбиден пластинка се сблъсква с Inconel 718 при високи скорости на подаване. Искрите, миризмата на нагрята охлаждаща течност и раздразнението, когато инструментите се повреждат по средата на цикъла.
Ако някога сте обработвали топлоустойчиви сплави като Inconel, Hastelloy или титан, знаете, че износването на инструмента е невидимият враг, който унищожава както производителността, така и печалбата.

През последните шест месеца нашият екип тестваше нов хибриден процес комбинирайки адаптивен контрол на подаването и подаване на охлаждаща течност под високо налягане , разработен специално за тези труднообработваеми материали. Резултатът? Потвърдено 15% намаление на износването на инструмента , и до 11% по-кратко време за цикъл без компрометиране на качеството на повърхнината.

Защо топлоустойчивите сплави са толкова трудни за механична обработка?

Топлоустойчивите сплави (HRAs) запазват якостта си при температури над 800°C. Въпреки че това е отлично за аерокосмически или турбинни части, то е кошмар за живота на инструмента.
Типични проблеми включват:

• Прекомерна температура при рязане която води до отчупване на ръба.

• Набразден ръб от лошо отвеждане на стружката.

• Твърда карбидна дифузия по време на продължителен контакт с висока температура.

Преди новия ни процес, рязането често не траеше повече от 40–50 минути режещо време преди да се наложи подмяна — скъпоструваща рутина при производството в малки серии.

Новият хибриден процес: практически изпитвания и данни

Въведохме три промени в процеса по време на тестовата фаза на DMG Mori NLX 2500 център за напречно обработване използване Вложими пластинки Kennametal KC5010 и Инконел 718 ленти (Ø80 мм).

Ключово заключение:
The адаптивен алгоритъм за подаване автоматично регулира скоростта на подаване въз основа на съпротивлението при рязане. Когато инструментът срещне по-твърди участъци или повишена температура, подаването временно се намалява, предотвратявайки микрониране и стабилизирайки напредването на износването на инструмента.

Междувременно, струи с високо налягане при 12 MPa подобряват отвеждането на стружката, понижавайки контактната температура с приблизително 80°C , въз основа на нашите показания от термопара в машината.

Защо това е важно за набавянето и производственото планиране

За производствените търговци и инженери, това подобрение директно се превръща в икономическа ефективност.

• 15% по-дълъг живот на инструмента означава по-ниско потребление на пластини на партида.

• 11% по-къси цикли довеждат до по-бързо преминаване.

• Постоянно качество на повърхността намалява преработката при проверките.

Ако обработвате HRAs в аерокосмическа , енергия , или медицински приложения, интегрирането на адаптивен контрол на подаването с високонапрежен охлаждащ агент може бързо да компенсира разходите за модернизация на оборудването — обикновено за под три месеца производство .

Как да приложите този процес във вашата фабрика

Ето проста посока, ако се замисляте да приложите този метод:

1. Модернизирайте системата за охлаждане – Използвайте помпи, способни да работят при 10–15 MPa.

2. Инсталирайте софтуер за наблюдение на подаването – Наличен в повечето съвременни CNC контролери.

3. Изберете карбидни пластинки с покритие – Изберете покрития от TiAlN или AlTiN с висока термична устойчивост.

4. Направете пробни рязания – Започнете с 90% от текущите Ви параметри на рязане и коригирайте адаптивно.

5. Наблюдавайте скоростта на износване – Използвайте инструментален микроскоп, за да измерите ширината на износване (VB) на всеки 15 минути работа.

Съвет: Много CNC контролери, като FANUC и Siemens, позволяват динамично регулиране на подаването въз основа на натоварването на шпиндела — което осигурява полу-автоматизиран адаптивен контрол без големи софтуерни инвестиции.

Експертно мнение: Къде е насочена тази технология

Следващата стъпка в оптимизацията на обработката е Анализ на износване, базиран на изкуствен интелект , при който сензори следят вибрации, рязеща сила и температура, за да предскажат повреда на рязещата пластина преди тя да се случи.
Вече започнахме тестване на тази технология в нашата производствена линия — първоначалните данни показват още 5–8% подобрение в използването на инструмента .

За търговски екипи, оценяващи доставчици, фабрики, които прилагат адаптивно подаване и оптимизация на охлаждането, ще имат ясни предимства по отношение на време за цикъл, цялостност на повърхнината и разходи за детайл — особено при високостойностни компоненти за аерокосмическа и медицинска сплав.