Maskinens bearbejdelighed: Betydning, evaluering og faktorer

Efter at have læst denne artikel vil du lære om: - 1. Betydning af maskinbearbejdning 2. Evaluering (kvantificering eller foranstaltninger) af maskinbearbejdelse 3. Faktorer der påvirker 4. Maskinering af fælles materialer 5. Tilsætningsstoffer til forbedring af maskinbearbejdningen.

Betydning af bearbejdelighed:

Udtrykket maskinbearbejdning refererer til den lethed, hvormed et metal kan bearbejdes til en acceptabel overfladefinish. Murphy definerede bearbejdelighed som "evnen af ​​et materiale til at blive bearbejdet under givne sæt af skæringsbetingelser".

Materialer med god bearbejdning kræver lidt strøm til at skære. kan skære hurtigt, let opnå en god overfladefinish, og brug ikke værktøjet meget. Sådanne materialer siges at være frie bearbejdelige.

Bearbejdningsevne kan være svært at forudsige præcis, fordi bearbejdningsprocessen har så mange variabler. Stærke, hårde materialer er normalt vanskeligere at maskine, fordi større kraft er nødvendig for at skære dem.

Andre vigtige faktorer, som påvirker bearbejdeligheden, omfatter:

jeg. Arbejdsparametre (kemisk sammensætning, mikrostrukturhårdhed)

Værktøjsparametre (værktøjsgeometri, værktøjsmateriale, værktøjsliv)

ii. Bearbejdningsparametre (skærehastighed, foder, skæreværdi, smøring osv.)

Det hedder, at materialet A er mere bearbejdeligt end materiale B, dette kan have tre forskellige betydninger, som;

iii. En lavere slidhastighed opnås med materiale A eller

iv. En bedre overfladefinish kan opnås med materiale A eller

v. Mindre strøm kræves til maskinmateriale A.

Derfor er det vigtigt at bemærke, at bearbejdelighed altid er defineret med et bestemt sæt af forhold.

For eksempel:

Tilstandssæt 1:

(Bedre overfladefinish) Materiale A (Koldstål) har mere bearbejdelighed end materiale B (Mild Steel).

Tilstandssæt 2: (Værktøjsslitage og strømforbrug):

Nu kan resultatet vendes. Materiale B (Mild Stål) har mere bearbejdelighed end materiale A (Højkulstofstål).

I betragtning af fælles HSS værktøj til begge betingelsessæt.

Evaluering (kvantificering eller foranstaltninger) af maskinens evne:

Der er mange faktorer, der påvirker maskinbearbejdningen, men ikke en meget accepteret måde at kvantificere den på. I stedet måles maskinbearbejdningen generelt i hvert enkelt tilfælde. De forskellige tests, der udføres for at kvantificere bearbejdeligheden, er skræddersyet til at begrunde behovet for en bestemt fremstillingsvirksomhed.

Fælles kvantificeringsforanstaltninger omfatter:

(i) Værktøjsliv.

(ii) Overfladebehandling.

(iii) Skærekræfter og strømforbrug.

(iv) Maskinklassifikationsindeks.

(v) Chip kontrol.

(i) Værktøjsliv:

Værktøjets levetid betragtes generelt som en vigtig måling af bearbejdelighed. Jo højere værktøjets levetid er bedre er maskinens arbejdsmateriale. Nogle standardtabeller og diagrammer er tilgængelige, der giver en reference til sammenligning af maskiners evne til forskellige materialer. Disse tabeller måler normalt bearbejdeligheden med hensyn til skærehastigheden for et givet værktøjslevetid. Maskineringsværdier er baseret på et værktøjslevetid på T = 60 minutter.

(ii) Overfladefinish:

Overfladebehandling af bearbejdet arbejdsmateriale er også et vigtigt mål for maskinbearbejdningen, specielt ved efterbehandling. Mere er overfladefinishen opnået; mere vil være maskinens arbejdsmateriale.

(iii) Klippekræfter og strømforbrug:

Det er også en mest udnyttet måling af bearbejdelighed specielt i roughing-operationer.

(iv) Maskinbarhed (Vurdering) Indeks:

Bearbejdningsværdien / indekset for forskellige materialer tages i forhold til standardindekset. Maskineringsindekset for frit skærestål betragtes som standardindeks og fastgøres til 100%. Maskineringsindeks er baseret på et værktøjslevetid på T = 60 minutter.

Maskineringsindeks for andre materialer kan findes ved at bruge følgende relation:

Bearbejdningsindekset for nogle almindeligt anvendte materialer er angivet i tabel 9.12:

Betydning af maskinbearbejdningsindeks:

Maskineringsværdier er baseret på et værktøjslevetid på T = 60 minutter. Standardmaterialet er A1S1-stål, som giver en rating på 100. Det betyder, at for et værktøjs levetid på 60 minutter skal dette stål bearbejdes med en skærehastighed på 100 ft / min (30 m / min). Højere hastigheder vil reducere værktøjets levetid, mens lavere hastighed vil øge den. For eksempel har 3140 stål et maskinbearbejdningsindeks 55, det betyder, at når værktøjet er ved en skærehastighed på 55 ft / min (17m / min), vil værktøjets levetid være 60 min.

(v) Chip Control:

I nogle tilfælde er letheden af ​​chipstyring også et mål for maskinbearbejdning. Med hensyn til chipstyring kan lange og krøllede chips, hvis de ikke er opbrudt, have alvorlig indflydelse på skæreprocessen ved krøllet rundt om værktøjets skærkant.

Faktorer der påvirker maskinens evne:

Generelt vurderes det, at maskinbearbejdningen er en ejendom, der hovedsageligt afhænger af arbejdsmaterialets mikrostruktur og egenskaber, men det påvirkes også meget af andre faktorer.

Nogle vigtige og ansvarlige faktorer, der påvirker maskinbearbejdningen, følger:

(i) Arbejdsmaterialeparametre.

(ii) Værktøjsparametre.

(iii) Maskineringsparametre.

(i) Arbejdsmaterialeparametre:

Det omfatter:

jeg. Hårdhed.

ii. Mikrostruktur.

iii. Kemisk sammensætning.

iv. Form og dimensioner.

v. Holdbarhed.

vi. Trækstyrke.

(ii) Toot Parametre:

Det omfatter:

jeg. Værktøjsgeometri.

ii. Værktøjsmateriale.

iii. Stabilitet af værktøjshold.

iv. Udvælgelse af korrekt værktøj.

v. Værktøjslibningsproces.

vi. Temperatur i chipværktøjsgrænsefladen.

(iii) Maskineringsparametre:

Det omfatter:

jeg. Skærehastighed.

ii. Foder.

iii. Dybde.

iv. Skærevæske.

v. Skæreprocessens art (intermitterende eller stabil).

vi. Stivhed af arbejdsværktøjshold.

vii. Nem chip bortskaffelse.

Maskinering af fælles materialer:

Vi vil diskutere bearbejdelighed en efter en af ​​nogle almindeligt anvendte materialer som stål, rustfrit stål, aluminium, termoplast, kompositter mv.

(i) Stål:

Karbonindholdet i stål påvirker kraftigt dets bearbejdelighed. Høje kulstofstål er vanskelige at maskine, fordi de er hårde, og de kan indeholde karbider. Carbider, der er til stede i stål, sliber skæringsværktøjet. På den anden side er kulstofstål besværligt, fordi de er for bløde. Koldstål er "gummy" og holder sig til skæreværktøjet, hvilket resulterer i en opbygget kant, der forkorter værktøjets levetid. Derfor er mellemstålstål (med kulstof ca. 0, 2%) valget for den bedste bearbejdelighed.

Krom, molybdæn og andre legeringselementer tilsættes ofte til stål for at forbedre dets styrke. Imidlertid reducerer de fleste af disse elementer maskinbearbejdningen. Inkluderinger (oxider) til stede, hvis det er muligt, reducerer dets bearbejdelighed.

(ii) rustfrit stål:

Rustfrit stål har ringe bearbejdelighed i forhold til almindeligt kulstofstål, fordi de er hårdere, gummier og har en tendens til at hærde meget hurtigt. Lidt hærdning af stålet kan reducere dens gummi og gøre det lettere at skære. AISI -303 og 416 er lettere at maskine på grund af tilsætning af svovl og fosfor.

(iii) aluminium:

Aluminium er generelt meget nemt at maskine. Selvom de blødere kvaliteter har tendens til at danne en opbygget kant, hvilket resulterer i dårlig overfladebehandling. Høje skærehastigheder, høje rakevinkler og høj reliefvinkler anbefales for korrekt bearbejdning. Legeringer 2007, 2011 og 6020 har særlig god bearbejdelighed.

(iv) termoplast:

Termoplast er vanskelige at maskine, fordi de har dårlig termisk ledningsevne. Dette skaber varme, der opbygges i skærezonen, hvilket nedbryder værktøjets levetid og smelter lokalt plastet.

(v) Kompositter:

Sammensætninger har ofte den værste bearbejdelighed, fordi de kombinerer den dårlige varmeledningsevne af en plastharpiks med en hård eller slibende keramisk matrix.

Tilsætningsstoffer til forbedring af maskinens evne:

Tilsætningsstoffer reducerer den metalliske kontakt mellem værktøjet og arbejdsmaterialet, hvilket reducerer friktions- og værktøjs slidhastigheder. Der findes en række kemikalier, både metal og ikke-metal, der kan tilsættes til jernholdige og ikke-jernholdige metaller for at forbedre maskinens evne. Disse tilsætningsstoffer kan virke ved at smøre værktøjs-chip-grænsefladen, reducere materialets forskydningsstyrke eller forøge chipets brølthed.

Historisk set har svovl og bly været de mest almindelige tilsætningsstoffer, men vismut og tin bliver stadig mere populære af miljømæssige årsager.

Følgende er nogle tilsætningsstoffer med metaller til forbedring af bearbejdelighed: