Новый процесс обработки деталей из жаропрочных сплавов снизил износ инструмента на 15%

Когда обработка прочных сплавов ощущается как резка сквозь огонь

Я до сих пор помню этот звук — резкий, скрежещущий шум, когда твердосплавная пластина соприкасается с Inconel 718 на высоких подачах. Искры, запах нагретой СОЖ и раздражение, когда инструмент выходит из строя на середине цикла.
Если вы когда-либо обрабатывали жаропрочных сплавов такие материалы, как Inconel, Hastelloy или титан, вы знаете, что износ инструмента — это невидимый враг, который подтачивает как производительность, так и прибыль.

Последние шесть месяцев наша команда тестировала новый гибридный процесс объединяя адаптивное управление подачей и подачу СОЖ под высоким давлением , разработанный специально для этих труднообрабатываемых материалов. Результат? Подтверждённое снижение износа инструмента на 15% , и до на 11% более короткое время цикла без ущерба для качества поверхности.

Почему жаропрочные сплавы так трудно обрабатывать?

Жаропрочные сплавы (HRAs) сохраняют свою прочность при температурах выше 800 °C. Хотя это отлично подходит для деталей в аэрокосмической промышленности или турбин, это кошмар для срока службы инструмента.
Типичные проблемы включают:

• Чрезмерно высокую температуру резания что приводит к выкрашиванию кромки.

• Нарост на передней поверхности из-за плохого отвода стружки.

• Твердый карбидный диффузионный слой при длительном контакте с высокой температурой.

До нашего нового процесса, режущие пластины часто служили не более 40–50 минут рабочего времени перед необходимостью замены — дорогостоящая процедура при мелкосерийном производстве.

Новый гибридный процесс: испытания в реальных условиях и данные

Мы внесли три изменения в процесс во время тестовой фазы на станке DMG Mori NLX 2500 токарный центр использование Пластины Kennametal KC5010 и Инконел 718 заготовки (Ø80 мм).

Главный вывод:
Компания адаптивный алгоритм подачи автоматически регулирует скорость подачи в зависимости от сопротивления резанию. Когда инструмент сталкивается с более твёрдыми участками или повышением температуры, подача временно снижается, предотвращая микроломку и стабилизируя износ инструмента.

А пока... струи охлаждающей жидкости под высоким давлением при 12 МПа улучшают удаление стружки, снижая температуру контакта примерно на 80°С , согласно нашим показаниям термопары, установленной в станке.

Почему это важно для закупок и производственного планирования

Для заводских покупателей и инженеров-производственников это улучшение напрямую означает экономическую эффективность.

• на 15% дольше срок службы инструмента означает меньший расход пластин на партию.

• на 11% короче циклы обработки приводят к более высокой производительности.

• Стабильная чистота поверхности снижает потребность в доработке при проверке.

Если вы обрабатываете HRAs в авиакосмическая промышленность , энергия , или медицинский приложениях, интеграция адаптивного управления подачей с системой подачи охлаждающей жидкости под высоким давлением может быстро компенсировать затраты на модернизацию оборудования — как правило, за менее чем три месяца производства .

Как внедрить этот процесс на вашем предприятии

Вот простой план действий, если вы рассматриваете возможность внедрения этого метода:

1. Модернизируйте систему охлаждения – Используйте насосы, способные работать при давлении 10–15 МПа.

2. Установите программное обеспечение для контроля подачи – Доступно в большинстве современных ЧПУ-контроллеров.

3. Выберите пластины из карбида вольфрама с покрытием – Выберите покрытия TiAlN или AlTiN с высокой стабильностью твердости при высоких температурах.

4. Выполните пробные резы – Начните с 90% от текущих параметров резания и корректируйте их адаптивно.

5. Контролируйте скорость износа – Используйте инструментальный микроскоп для измерения ширины износа (VB) каждые 15 минут работы.

Совет: Многие CNC-контроллеры, такие как FANUC и Siemens, позволяют динамически регулировать подачу в зависимости от нагрузки на шпиндель — что обеспечивает полус automated адаптивное управление без значительных программных вложений.

Экспертное мнение: куда движется эта технология

Следующим шагом в оптимизации обработки является Анализ износа на основе ИИ , при котором датчики отслеживают вибрацию, силу резания и температуру, чтобы предсказать выход пластины из строя до его возникновения.
Мы уже начали тестировать это на нашей производственной линии — первые данные показывают дополнительный прирост на 5–8% в использовании инструмента .

Для закупочных команд, оценивающих поставщиков, предприятия, внедряющие адаптивную подачу и оптимизацию подачи СОЖ, будут иметь очевидные преимущества в плане времени цикла, целостности поверхности и стоимости детали — особенно при производстве высокотехнологичных компонентов из сплавов для аэрокосмической и медицинской промышленности.