En la producción real, a menudo nos encontramos con materiales de piezas de bridas de acero inoxidable. Las tolerancias de tamaño, forma y posición o los excesos de rugosidad de la superficie ocurren con frecuencia durante el procesamiento de piezas. La razón de esto es que el propio material de acero inoxidable está determinado por las propiedades del material. Debido a las características de los materiales de acero inoxidable, el uso de tecnología especial de procesamiento de bridas no solo puede ahorrar materiales y reducir los costos de producción, sino también lograr buenos resultados prácticos.
1. General
Con la mejora continua del nivel técnico de la producción industrial, se desarrollan una variedad de dispositivos mecánicos para producción a gran escala, alta eficiencia y altos parámetros. En el pasado, el material del cuerpo de la brida del QT450 era una de las piezas más fáciles de procesar. Ahora están cambiando al acero inoxidable, utilizando 1Cr18Ni9Ti. El acero inoxidable es un material difícil de trabajar. En el mecanizado, existe una tendencia al endurecimiento por trabajo, baja conductividad térmica, alta temperatura de corte, desgaste rápido de la herramienta, fenómeno grave de astillamiento y atasco de herramientas, las virutas no son fáciles de romper y otros problemas. Por lo tanto, los requisitos para herramientas, herramientas, equipos y procesos en el procesamiento de cuerpos de bridas de acero inoxidable son más altos que los del procesamiento de QT450. Llevamos a cabo una investigación sistemática de las propiedades para el procesamiento de cuerpos de bridas de acero inoxidable. Tecnología de procesamiento de bridas de acero inoxidable para reducir el tiempo de procesamiento y mejorar la precisión del procesamiento.
2. Análisis del proceso de piezas.
2.1 Análisis de las propiedades del material de la pieza.
Según el análisis del procesamiento de materiales, el material metálico 1Cr18Ni9Ti es acero inoxidable austenítico, que tiene cuatro propiedades al procesar acero inoxidable austenítico.
La plasticidad es muy alta (δ = 40%), por lo que la deformación y el endurecimiento durante el mecanizado son más fuertes y la soldadura en frío en la superficie de la herramienta es relativamente fuerte. Se forman fácilmente tumores de viruta en la punta de la herramienta, lo que afecta la rugosidad de la superficie de mecanizado. La fuerza de corte es aproximadamente un 25% mayor que la del acero 45#. El grado de endurecimiento de la superficie de procesamiento y la profundidad de la capa endurecida son grandes, lo que aumenta la dificultad del siguiente proceso.
Dureza, la viruta no es fácil de romper, por lo que el consumo de energía de corte, la fuerza de corte y la temperatura de corte también son muy altos.
La conductividad térmica es baja. La conductividad térmica del 1Cr18Ni9Ti es aproximadamente 1/3-1/4 de la conductividad térmica del acero 45#. Por tanto, el calor generado es difícil de disipar. Por lo tanto, la temperatura en el área de corte es alta, la herramienta se desgasta rápidamente y el endurecimiento se produce fácilmente, lo que agrava el desgaste de la herramienta y acorta su vida útil.
El coeficiente de expansión lineal es grande, el tamaño de la pieza cambia y la precisión no es fácil de controlar.
Mediante el análisis anterior, se descubrió que el 1Cr18Ni9Ti es difícil de cortar y mecanizar. Su alta plasticidad y fuerte adherencia hacen que fácilmente la rugosidad no cumpla con los requisitos. Su dureza y temperatura de corte son muy altas. La conductividad térmica también es baja y el coeficiente de expansión lineal es grande, lo que probablemente haga que el tamaño del círculo exterior y los agujeros interiores superen el límite.
2.2 Ejemplo de análisis
El orificio Φ38 0 +0,034 mm y el círculo exterior Φ44 0 -0,016 mm requieren una coaxialidad de 0,03 mm, la superficie de referencia B y el eje Φ44 0 -0,016 mm del círculo exterior deben ser perpendiculares al círculo exterior, por lo que el círculo exterior, el orificio, la superficie de referencia B y el extremo inferior de la superficie deben estar fijos.
La superficie del extremo superior requiere una perpendicularidad de 0,02 mm con respecto a la superficie de referencia B, por lo tanto, la superficie del extremo superior debe rectificarse con la superficie de referencia B como superficie de referencia. Dado que la superficie de referencia B no puede hacer contacto con la mesa de rectificado de superficies y la superficie del extremo inferior y la superficie de referencia B están sujetas al mismo tiempo, la superficie del extremo inferior se puede seleccionar como superficie de referencia para pulir la superficie plana del extremo superior.
La ranura de sellado en la parte superior de la brida tiene una profundidad de 2,4 0 -0,05 mm. Si el automóvil está en buenas condiciones antes del pulido de la superficie, es difícil garantizar su profundidad durante el lijado de la superficie, por lo que la ranura de sellado de 2,4 0 -0,05 mm de profundidad Se debe esperar hasta que la superficie esté lijada y procesada.
2.3 Definir la ruta del proceso
Según el análisis anterior, podemos determinar el proceso de mecanizado de las piezas de la siguiente manera:
2.3.1 Descargar
Vio la pieza en bruto a Φ100 mm × 40 mm.
2.3.2 Torneado en bruto
Cada pieza se gira aproximadamente, el orificio interior con Φ20 mm y el círculo exterior con Φ50 mm y Φ90 mm se giran al tamaño correcto, el margen de mecanizado unilateral restante se deja de 2 a 3 mm, las esquinas afiladas se eliminan mediante un chaflán romo.
2.3.3 Torneado de precisión
- El mandril de tres mordazas sujeta el círculo exterior, gira la cara inferior y termina de girar Φ44 0 -0,016 mm desde el círculo exterior hasta la dimensión de longitud.
- L=6mm, rotación Φ38 0 +0,034 mm agujero hasta 18 mm de profundidad, chaflán 1×45°. Requisitos para garantizar que la cara final de la referencia A sea rectangular 0,02, Φ38 0 +0,034 mm, orificio Φ38 0 +0,034 mm y el círculo exterior de Φ44 0 -0,016 mm, coaxialidad de Φ0,03 y el tamaño, tolerancia y rugosidad del orificio cumplan con los requisitos .
- La abrazadera del cabezal se ajustó girando el círculo exterior y girando la superficie del extremo, de modo que el espesor de 29 mm sea de 0,2 mm. La ranura de sellado de 2,4 mm 0 -0,05 mm de profundidad no está mecanizada.
- Taladre 4 orificios con Φ11 mm para garantizar que la distancia entre orificios sea de Φ70 mm según los requisitos de los dibujos.
- Lije la superficie del extremo inferior como referencia y utilice la herramienta para mantener plana la superficie del extremo superior para garantizar que el grosor de la pieza sea de 29 mm.
- Gire el mandril de tres mordazas para sujetar el círculo exterior de Φ90 mm, utilícelo para fijar el orificio interior y la superficie del extremo inferior dentro de 0,02 mm, gire la ranura de sellado de 2,4 0 -0,05 mm de profundidad, asegúrese de que el tamaño sea de Φ27,5 mm, Φ35 0,1 mm.
- inspección
3. Selección de herramientas y parámetros de proceso.
Con base en el proceso descrito anteriormente, se describen los procesos de procesamiento de piezas más importantes en el proceso de torneado y rectificado. A continuación, la atención se centra en la selección de herramientas de torneado y parámetros de proceso para una descripción detallada.
3.1 Selección del material de la herramienta de torneado
Hay muchos tipos de materiales para herramientas. Los materiales para herramientas más utilizados son principalmente carburo y acero rápido. Dado que la dureza térmica del carburo es mucho mayor que la del acero rápido, se elige el carburo como material para la herramienta. Los materiales de las herramientas de corte de carburo son principalmente cobalto duro y titanio duro. Sus características son las siguientes:
- Dureza: La dureza del carburo cambia con el tipo, número y tamaño de partícula del carburo y con el aumento o disminución del contenido de cobalto. Con el mismo contenido de cobalto, la dureza de YG es menor que la de YT.
- Resistencia a la flexión y tenacidad: la resistencia a la flexión de los grados de carburo comúnmente utilizados está en el rango de 0,883 a 1,472 GPa. Cuanto mayor es el contenido de cobalto, mayor es la resistencia a la flexión. Con el mismo contenido de cobalto, la resistencia a la flexión de YG es mayor que la de YT.
- Conductividad térmica: como la conductividad térmica de TiC es menor que la de WC, la conductividad térmica de YG es mayor que la de YT.
- Coeficiente de expansión lineal: el coeficiente de expansión lineal del carburo es mucho menor que el del acero rápido, y el coeficiente de expansión lineal de YT es mayor que el de YG y aumenta al aumentar el contenido de TiC.
- Resistencia a la soldadura en frío: la temperatura de soldadura en frío del carburo y el acero es mayor que la del acero rápido, la del YT y el acero es mayor que la del YG. Al cortar acero inoxidable, debido al elemento de titanio contenido en estos materiales, la conductividad térmica es baja, la soldadura en frío es fácil, la fuerza de corte es alta y la temperatura de corte es alta. Por lo tanto, la herramienta no debe contener titanio y tener una mejor conductividad térmica para aliviar la soldadura en frío y reducir la temperatura de corte. ¡Esto facilita el mecanizado de acero inoxidable! Selección de carburo libre de titanio de grado YG, aquí elija YG6A.
3.2 Selección de parámetros de geometría de herramienta.
Mediante el análisis de las propiedades del material, el acero inoxidable tiene una alta tenacidad y no es fácil romper virutas. Por lo tanto, la fuerza de corte y la temperatura de corte también son muy altas. Por tanto, elija una buena herramienta con parámetros geométricos que reduzcan la fuerza de corte y la temperatura y hagan que las virutas se rompan fácilmente.
3.2.1 Ángulo frontal
La influencia del ángulo frontal en la fuerza de corte.
El ángulo frontal se puede seleccionar según el material procesado y el material de la herramienta. Para mejorar la calidad de la superficie de la pieza de trabajo, se puede aumentar el ángulo de la cara y un ángulo de la cara más pequeño ayuda a mejorar la durabilidad de la herramienta.
La influencia del ángulo frontal en la temperatura de corte.
El valor del ángulo frontal γo afecta directamente a la deformación y fricción durante el proceso de corte y por tanto tiene una influencia significativa en la temperatura de corte. Un ángulo frontal grande produce menos calor de corte y la temperatura de corte es baja; un pequeño ángulo frontal aumenta la temperatura de corte.
Ángulo frontal en el filo y fuerza del impacto de la cabeza del cuchillo.
Aumente el ángulo frontal de la herramienta, la resistencia del filo y del cabezal de corte se reducirá, lo que puede causar astillamiento grave, por lo que el ángulo frontal de la herramienta de torneado y desbaste no debe ser demasiado grande; generalmente elija el ángulo frontal γ Ó = 15- 18° y la profundidad de giro fino es pequeña. Para garantizar la precisión del corte, se debe elegir un ángulo frontal mayor. En general, elija γ Ó = 20° – 25°.
3.2.2 Ángulo del respaldo
Aumentar el ángulo posterior puede reducir la fricción entre la parte posterior y la superficie de mecanizado, reducir la fuerza de corte y mejorar la calidad de la superficie mecanizada. Sin embargo, aumentar el ángulo posterior también puede reducir la resistencia del filo y del cabezal de corte. El sensible ángulo de retroceso de la herramienta de torneado α 0 = 6° – 8°.
3.2.3 Bisel negativo
El efecto del chaflán negativo sobre la fuerza de corte
El chaflán negativo puede mejorar la resistencia de la herramienta, mejorando así la durabilidad de la herramienta, pero con el chaflán negativo, la deformación de corte aumenta, por lo que la fuerza de corte aumenta, por lo que debería ser apropiado utilizar un chaflán negativo pequeño, el chaflán negativo. Es a través del ancho de su b r1 y la relación de velocidad de avance f que afectan la fuerza de corte.
Bisel negativo a temperatura de corte
Chaflán negativo: Por un lado aumenta el número de deformaciones plásticas en la zona de corte, lo que también aumenta el calor de corte, y por otro lado mejora las condiciones de disipación de calor de la herramienta. El resultado es un equilibrio entre ambos, de modo que la temperatura de corte permanece esencialmente sin cambios.
3.2.4 Ángulo de deflexión principal
Influencia del ángulo de desviación principal en la fuerza de corte
Al mecanizar metales plásticos, la fuerza de corte aumenta a medida que aumenta el ángulo de desviación principal, por ejemplo, en X R = 60-75° entre cuando F , por ejemplo, se reduce al mínimo y luego también aumenta.
Influencia del ángulo de deflexión principal en la rugosidad de la superficie.
Al reducir el ángulo de deflexión principal, se puede reducir la rugosidad de la superficie mecanizada. Por lo tanto, al procesar piezas de acero inoxidable, se selecciona el ángulo de desviación principal: X R = 75°.
3.2.5 Rompevirutas
Las virutas en tiras se producen durante el corte a alta velocidad de piezas de acero inoxidable. Estas tiras de virutas viajan continuamente y a menudo se enredan en la pieza de trabajo o herramienta, arrancando la superficie de la pieza de trabajo o rompiendo el filo, lo que puede incluso causar lesiones. Por lo tanto, en general se debe evitar la formación de virutas. En general, para evitar que las virutas tiren de la superficie de la pieza de trabajo o rompan el filo, se debe rectificar una ranura para romper virutas. El radio del arco de la ranura rompevirutas es: r No. = 2-7 mm, ancho de la ranura L No. = 3 – 6,5 mm.
3.3 Intersección de tu elección
Velocidad cortante
Torneado en desbaste Selección de velocidad de corte V C = 50-70 m/min, aquí seleccione V C = 60 m/min; Velocidad de corte en torneado fino V C = 80-100 m/min, seleccione V C = 90 m/min.
Alimentar
Cuanto menor sea el avance, mayor será la calidad de la superficie mecanizada, pero el rendimiento de corte es bastante bajo. Aquí desbaste f = 0,3-0,5 mm/rev, acabado f = 0,08-0,1 mm/rev.
Borrador anterior
Esta parte debido al rectificado, α P = 2-7 mm, torneado semiacabado, debido a que el borde es mayor a 2 mm, se divide en dos partes, la primera vez α P = 1,5-2 mm, la segunda vez, α P = 1-1,5 mm, termine de girar para dejar 0,2 mm y se complete el mecanizado.
