Configurar el torneado de varios materiales difíciles de cortar
Este artículo analiza los ajustes del proceso para tornear acero endurecido, aleaciones de alta temperatura, aleaciones de titanio, hierro fundido refrigerado y piezas de material de pulverización térmica. Y las características de estos materiales difíciles de cortar, cantidades de corte, fluidos de torneado y herramientas de torneado.
1. Torneado de acero templado:
① Características de corte del acero templado:
1) Alta dureza: HRC45-70.
2) Gran fragilidad.
3) Alta resistencia: σb = 2100 ～ 2600 MPa, que es aproximadamente 4 veces la del acero 45.
4) Gran fuerza de corte: la fuerza de corte de la unidad Kc es de 4500MPa, que es 2,5 veces la del acero 45.
5) Alta temperatura de corte: su conductividad térmica es 1/7 de acero 45.
② Herramienta de torneado y cantidad de corte de acero endurecido:
1) Materiales de la herramienta: PCBN, cerámica, carburo cementado (600, 610, YS8, YT05, 758, 813), etc.
2) Parámetros de geometría de la herramienta: γ0 = 0 ～ -10 °, dureza de la pieza y corte continuo γ0 = -10 ～ -30 °, α0 = 8 ～ 10 °, κr = 30 ～ 60 °, λs = 0 ～ -3 °.
3) Cantidad de corte: carburo cementado Vc = 30 ～ 50m / min;
Herramienta de cerámica Vc = 60 ～ 120m / min;
La herramienta PCBN Vc = 100 ～ 200 m / min, Vc para corte intermitente es la mitad de lo anterior y αp yf son la mitad del acero general.
Nota: Generalmente, la resistencia al calor del acero templado es 200 ～ 400 ℃, y su dureza disminuye al aumentar la temperatura. La resistencia al calor de los materiales de la herramienta (aleaciones duras, cerámica, PCBN) es de 800 ～ 1000 ℃, 1200 ℃ y 1400 ～ 1500 ℃ respectivamente. Con esta característica, Vc no se puede seleccionar demasiado bajo durante el corte continuo; Al perforar, Vc debe ser razonable y la herramienta debe retraerse; Durante el corte continuo, f debería ser pequeño, κr debería reducirse adecuadamente, γε incrementarse y λs debería ser negativo.
2. Torneado de superaleaciones
Debido a que la aleación de alta temperatura contiene muchos elementos de aleación de alto punto de fusión Fe, Ti, Cr, Ni, V, W, Mo, etc. Este elemento y otros elementos de aleación forman una aleación austenítica de alta pureza y estructura densa. Los elementos contenidos y los elementos no metálicos C, B, N, etc. forman compuestos metálicos y no metálicos con alta dureza, baja gravedad específica y alto punto de fusión. Hacer que el resto de la maquinabilidad sea muy pobre. Su trabajabilidad relativa de torneado es solo del 5-20% del acero 45.
① Características de torneado de la superaleación:
1) Gran fuerza de corte: 2 a 3 veces mayor que el corte de acero general.
2) Alta temperatura de corte: 50% más alta que cortar acero 45.
3) Endurecimiento severo: la dureza de la superficie de corte y la superficie mecanizada es 50-100% mayor que la de la matriz.
4) Las herramientas son fáciles de usar: la adhesión, la difusión, la oxidación y el desgaste de las ranuras son fáciles de producir.
②Materiales para herramientas de torneado de aleaciones de alta temperatura:
1) Acero de alta velocidad: se debe utilizar acero de alta velocidad con alto contenido de vanadio, alto contenido de carbono y aluminio.
2) Carburo cementado: se deben utilizar partículas finas y ultrafinas de YG
③ Parámetros geométricos de herramientas de torneado para aleaciones de alta temperatura:
Superaleación deformada: γ0 = 10 °, superaleación colada: γ0 = 0 °, generalmente no se achaflanan negativamente. α0 = 10 ～ 15 °, torneado aproximado λs = -10 °, torneado fino λs = 0 ～ 3 °, κr = 45 ～ 75 °.
④ Cantidad de volteo de superaleación:
1) Cortadora de acero de alta velocidad: Vc = 3 ～ 8m / min.
2) Herramienta de carburo: Vc = 10 ～ 60 m / min. Superaleación deformada: Vc = 40 ～ 60m / min. Fundición de aleación de alta temperatura: Vc = 7 ～ 10m / min. αp yf> 0,1 mm.
⑤ Fluido de corte para aleaciones de alta temperatura: igual que el acero inoxidable.
⑥ Perforación de aleaciones de alta temperatura: en la medida de lo posible, se deben utilizar brocas de carburo o brocas tipo S y para orificios poco profundos;
Por ejemplo, cuando se utiliza una broca de acero de alta velocidad, aumentar el tamaño de 2 hilos, α0 rutina y b, Vc es 3 m / min, y f es 0,2 ~ 0,3 mm / r;
La broca debe estar afilada, y el estándar para la contundencia es de 1/2 a 1/3 de la del acero general. Lo mejor es utilizar la alimentación automática, no se detenga en la superficie de corte.
3. Torneado de aleación de titanio:
La aleación de titanio es un nuevo metal desarrollado en las últimas décadas. Debido a su alta resistencia específica (σb / ρ = 1680 / 4.5 = 373, 4.5 veces la del acero 45), alta resistencia térmica (trabajo a largo plazo a 500 ℃), buena resistencia a la corrosión y excelente desempeño a bajas temperaturas, es utilizado en aeroespacial, ingeniería química, tratamiento médico, etc.
① Características de corte del titanio:
1) La temperatura de corte del titanio es alta: en las mismas condiciones de corte, es dos veces más alta que cortar acero 45.
2) El titanio tiene una gran afinidad y una fuerte unión, lo que provocará una unión a altas temperaturas.
3) El titanio tiene una alta actividad química: en condiciones de corte de alta temperatura, reacciona con O, N, H, C en el aire para formar una capa de piel dura de TiO2, TiN, TiH, etc., lo que dificulta el corte.
② Materiales de herramientas para tornear titanio:
1) Acero de alta velocidad: además del acero de alta velocidad ordinario, es mejor utilizar acero de alta velocidad con alto contenido de vanadio, cobalto y aluminio.
2) Carburo cementado: YG8, YG6X, YG6A, 813, 643, YS27, YD15.3) PCD, diamante natural PCBN.
③ Parámetros de geometría de la herramienta: γ0 = 5 ～ 15 °, α0≥15 °.
④ Volviendo cantidad de titanio:
1) Cortadora de acero de alta velocidad: Vc = 8 ～ 12 m / min.
2) Herramientas de carburo cementado: Vc = 15 ～ 60 m / min.
3) Herramientas de diamante natural PCD, PCBN: corte en húmedo Vc = 200 m / min
Corte en seco Vc = 100 m / min, αp> 0,05 mm, f> 0,05 mm / r.
⑤ Fluido de corte de titanio: la emulsión y la emulsión de extrema presión se utilizan para uno. Para el acabado se utiliza aceite de corte de extrema presión.
⑥ Nota para tornear titanio: Al girar un eje delgado (varilla), el centro vivo y el nailon deben usarse como soporte de garra del portaherramientas y el marco central; Al escariar, utilice aceite de ricino 60% + queroseno 40% como líquido de corte; Al roscar, aumente adecuadamente el diámetro del orificio inferior.
4. Torneado de hierro fundido refrigerado:
La capa de superficie del hierro fundido es de color blanco con la boca, y la dureza puede alcanzar sobre HRC60; La fuerza de corte de la unidad Kc puede alcanzar los 3000 MPa, que es 1,5 veces la del corte de acero 45; La fuerza de corte se concentra cerca del filo y hay poros y arena en el mecanizado que pueden dañar fácilmente la herramienta durante el corte; Su fragilidad es grande y durante el corte se producirá el fenómeno de astillado de los bordes y caída de escoria.
① Material de la herramienta para tornear hierro fundido:
1) Carburo cementado: debe seleccionarse un carburo cementado con alta dureza y resistencia a la flexión. Tales como: YS2, YS8, YS10, 600, 610, 726.
2) Cerámica: SG4, AT6, SM, FT80, FT85.
3) PCBN: utilizado para torneado fino.
② Los parámetros geométricos de la herramienta para tornear hierro fundido: 1) Carburo: γ0 = 0 ～ -5 °, α0 = 5 ～ 10 °, κr≤45 ° (κr = 45 °), λs = -5 ～ 一 10 ° , γε = 0,5 ～ 1 mm;
③ La cantidad de hierro fundido de corte:
1) Herramienta de carburo: mecanizado en desbaste Vc = 7 ～ 10 m / min, αp = 5 ～ 10 mm, f = 0,5 ～ 1,5 mm / r. Acabado: Vc = 15 ～ 20 m / min, αp = 0,5 ～ 2 mm, f = 0,3 ～ 0,5 mm / r.
2) Herramientas de cerámica: Vc = 40 ～ 50 m / min, αp = 0,5 ～ 2 mm, f = 0,3 ～ 0,6 mm / r.
3) Cortadora de PCBN: Vc = 60 ～ 70m / min, αp = 0.5 ～ 2mm, f = 0.1 ～ 0.3mm / r.
5. Torneado de materiales de pulverización térmica (soldadura):
Los materiales de pulverización térmica son en su mayoría aleaciones multicomponente de alta resistencia. Después de la pulverización a alta temperatura y alta velocidad en la superficie de la pieza de trabajo, la dureza, la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y la resistencia al calor de la capa superficial de la pieza de trabajo se mejoran enormemente y se usa ampliamente. La dureza del recubrimiento en aerosol en polvo a base de cobre y hierro es más fácil de cortar. Los recubrimientos en aerosol en polvo a base de cobalto y níquel tienen una dureza> HRC50, que es difícil de cortar. Los WC revestidos de cobalto, los WC revestidos de níquel y los revestimientos en aerosol de Al2O3 revestidos de níquel tienen una dureza> HRC65, que es la más difícil de cortar.
① Materiales de herramientas para tornear materiales de proyección térmica:
1) Carburo cementado: dureza> HRC45, utilizando carburo cementado YG, YW;
Dureza, usando 600, 610, 726, 767, YD05, YC12, YS2, YS8;
Dureza> HRC65, utilice YG3X, YD05, YC09, YC12, YS8, 600, 610.
2) Cortador de cerámica: 3) PCBN
② Los parámetros geométricos de la herramienta al girar materiales de pulverización térmica: γ0 = 0 ～ -5 °, α0 = 8 ～ 12 °, κr≤45 °.
③ La cantidad de material de pulverización térmica de corte: carburo cementado Vc = 6 ～ 40m / min;
Cortador de cerámica Vc = 18 ～ 80m / min;
Herramienta PCBN: Vc = 24 ～ 160m / min. αp = 0,15 ± 0,6 mm; f = 0,1 ± 1 mm / r.
1. Torneado de acero templado:
① Características de corte del acero templado:
1) Alta dureza: HRC45-70.
2) Gran fragilidad.
3) Alta resistencia: σb = 2100 ～ 2600 MPa, que es aproximadamente 4 veces la del acero 45.
4) Gran fuerza de corte: la fuerza de corte de la unidad Kc es de 4500MPa, que es 2,5 veces la del acero 45.
5) Alta temperatura de corte: su conductividad térmica es 1/7 de acero 45.
② Herramienta de torneado y cantidad de corte de acero endurecido:
1) Materiales de la herramienta: PCBN, cerámica, carburo cementado (600, 610, YS8, YT05, 758, 813), etc.
2) Parámetros de geometría de la herramienta: γ0 = 0 ～ -10 °, dureza de la pieza y corte continuo γ0 = -10 ～ -30 °, α0 = 8 ～ 10 °, κr = 30 ～ 60 °, λs = 0 ～ -3 °.
3) Cantidad de corte: carburo cementado Vc = 30 ～ 50m / min;
Herramienta de cerámica Vc = 60 ～ 120m / min;
La herramienta PCBN Vc = 100 ～ 200 m / min, Vc para corte intermitente es la mitad de lo anterior y αp yf son la mitad del acero general.
Nota: Generalmente, la resistencia al calor del acero templado es 200 ～ 400 ℃, y su dureza disminuye al aumentar la temperatura. La resistencia al calor de los materiales de la herramienta (aleaciones duras, cerámica, PCBN) es de 800 ～ 1000 ℃, 1200 ℃ y 1400 ～ 1500 ℃ respectivamente. Con esta característica, Vc no se puede seleccionar demasiado bajo durante el corte continuo; Al perforar, Vc debe ser razonable y la herramienta debe retraerse; Durante el corte continuo, f debería ser pequeño, κr debería reducirse adecuadamente, γε incrementarse y λs debería ser negativo.
Debido a que la aleación de alta temperatura contiene muchos elementos de aleación de alto punto de fusión Fe, Ti, Cr, Ni, V, W, Mo, etc. Este elemento y otros elementos de aleación forman una aleación austenítica de alta pureza y estructura densa. Los elementos contenidos y los elementos no metálicos C, B, N, etc. forman compuestos metálicos y no metálicos con alta dureza, baja gravedad específica y alto punto de fusión. Hacer que el resto de la maquinabilidad sea muy pobre. Su trabajabilidad relativa de torneado es solo del 5-20% del acero 45.
① Características de torneado de la superaleación:
1) Gran fuerza de corte: 2 a 3 veces mayor que el corte de acero general.
2) Alta temperatura de corte: 50% más alta que cortar acero 45.
3) Endurecimiento severo: la dureza de la superficie de corte y la superficie mecanizada es 50-100% mayor que la de la matriz.
4) Las herramientas son fáciles de usar: la adhesión, la difusión, la oxidación y el desgaste de las ranuras son fáciles de producir.
②Materiales para herramientas de torneado de aleaciones de alta temperatura:
1) Acero de alta velocidad: se debe utilizar acero de alta velocidad con alto contenido de vanadio, alto contenido de carbono y aluminio.
2) Carburo cementado: se deben utilizar partículas finas y ultrafinas de YG
③ Parámetros geométricos de herramientas de torneado para aleaciones de alta temperatura:
Superaleación deformada: γ0 = 10 °, superaleación colada: γ0 = 0 °, generalmente no se achaflanan negativamente. α0 = 10 ～ 15 °, torneado aproximado λs = -10 °, torneado fino λs = 0 ～ 3 °, κr = 45 ～ 75 °.
④ Cantidad de volteo de superaleación:
1) Cortadora de acero de alta velocidad: Vc = 3 ～ 8m / min.
2) Herramienta de carburo: Vc = 10 ～ 60 m / min. Superaleación deformada: Vc = 40 ～ 60m / min. Fundición de aleación de alta temperatura: Vc = 7 ～ 10m / min. αp yf> 0,1 mm.
⑤ Fluido de corte para aleaciones de alta temperatura: igual que el acero inoxidable.
⑥ Perforación de aleaciones de alta temperatura: en la medida de lo posible, se deben utilizar brocas de carburo o brocas tipo S y para orificios poco profundos;
Por ejemplo, cuando se utiliza una broca de acero de alta velocidad, aumentar el tamaño de 2 hilos, α0 rutina y b, Vc es 3 m / min, y f es 0,2 ~ 0,3 mm / r;
La broca debe estar afilada, y el estándar para la contundencia es de 1/2 a 1/3 de la del acero general. Lo mejor es utilizar la alimentación automática, no se detenga en la superficie de corte.
3. Torneado de aleación de titanio:
La aleación de titanio es un nuevo metal desarrollado en las últimas décadas. Debido a su alta resistencia específica (σb / ρ = 1680 / 4.5 = 373, 4.5 veces la del acero 45), alta resistencia térmica (trabajo a largo plazo a 500 ℃), buena resistencia a la corrosión y excelente desempeño a bajas temperaturas, es utilizado en aeroespacial, ingeniería química, tratamiento médico, etc.
① Características de corte del titanio:
1) La temperatura de corte del titanio es alta: en las mismas condiciones de corte, es dos veces más alta que cortar acero 45.
2) El titanio tiene una gran afinidad y una fuerte unión, lo que provocará una unión a altas temperaturas.
3) El titanio tiene una alta actividad química: en condiciones de corte de alta temperatura, reacciona con O, N, H, C en el aire para formar una capa de piel dura de TiO2, TiN, TiH, etc., lo que dificulta el corte.
② Materiales de herramientas para tornear titanio:
1) Acero de alta velocidad: además del acero de alta velocidad ordinario, es mejor utilizar acero de alta velocidad con alto contenido de vanadio, cobalto y aluminio.
2) Carburo cementado: YG8, YG6X, YG6A, 813, 643, YS27, YD15.3) PCD, diamante natural PCBN.
③ Parámetros de geometría de la herramienta: γ0 = 5 ～ 15 °, α0≥15 °.
④ Volviendo cantidad de titanio:
1) Cortadora de acero de alta velocidad: Vc = 8 ～ 12 m / min.
2) Herramientas de carburo cementado: Vc = 15 ～ 60 m / min.
3) Herramientas de diamante natural PCD, PCBN: corte en húmedo Vc = 200 m / min
Corte en seco Vc = 100 m / min, αp> 0,05 mm, f> 0,05 mm / r.
⑤ Fluido de corte de titanio: la emulsión y la emulsión de extrema presión se utilizan para uno. Para el acabado se utiliza aceite de corte de extrema presión.
⑥ Nota para tornear titanio: Al girar un eje delgado (varilla), el centro vivo y el nailon deben usarse como soporte de garra del portaherramientas y el marco central; Al escariar, utilice aceite de ricino 60% + queroseno 40% como líquido de corte; Al roscar, aumente adecuadamente el diámetro del orificio inferior.
4. Torneado de hierro fundido refrigerado:
La capa de superficie del hierro fundido es de color blanco con la boca, y la dureza puede alcanzar sobre HRC60; La fuerza de corte de la unidad Kc puede alcanzar los 3000 MPa, que es 1,5 veces la del corte de acero 45; La fuerza de corte se concentra cerca del filo y hay poros y arena en el mecanizado que pueden dañar fácilmente la herramienta durante el corte; Su fragilidad es grande y durante el corte se producirá el fenómeno de astillado de los bordes y caída de escoria.
① Material de la herramienta para tornear hierro fundido:
1) Carburo cementado: debe seleccionarse un carburo cementado con alta dureza y resistencia a la flexión. Tales como: YS2, YS8, YS10, 600, 610, 726.
2) Cerámica: SG4, AT6, SM, FT80, FT85.
3) PCBN: utilizado para torneado fino.
② Los parámetros geométricos de la herramienta para tornear hierro fundido: 1) Carburo: γ0 = 0 ～ -5 °, α0 = 5 ～ 10 °, κr≤45 ° (κr = 45 °), λs = -5 ～ 一 10 ° , γε = 0,5 ～ 1 mm;
③ La cantidad de hierro fundido de corte:
1) Herramienta de carburo: mecanizado en desbaste Vc = 7 ～ 10 m / min, αp = 5 ～ 10 mm, f = 0,5 ～ 1,5 mm / r. Acabado: Vc = 15 ～ 20 m / min, αp = 0,5 ～ 2 mm, f = 0,3 ～ 0,5 mm / r.
2) Herramientas de cerámica: Vc = 40 ～ 50 m / min, αp = 0,5 ～ 2 mm, f = 0,3 ～ 0,6 mm / r.
3) Cortadora de PCBN: Vc = 60 ～ 70m / min, αp = 0.5 ～ 2mm, f = 0.1 ～ 0.3mm / r.
5. Torneado de materiales de pulverización térmica (soldadura):
Los materiales de pulverización térmica son en su mayoría aleaciones multicomponente de alta resistencia. Después de la pulverización a alta temperatura y alta velocidad en la superficie de la pieza de trabajo, la dureza, la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y la resistencia al calor de la capa superficial de la pieza de trabajo se mejoran enormemente y se usa ampliamente. La dureza del recubrimiento en aerosol en polvo a base de cobre y hierro es más fácil de cortar. Los recubrimientos en aerosol en polvo a base de cobalto y níquel tienen una dureza> HRC50, que es difícil de cortar. Los WC revestidos de cobalto, los WC revestidos de níquel y los revestimientos en aerosol de Al2O3 revestidos de níquel tienen una dureza> HRC65, que es la más difícil de cortar.
① Materiales de herramientas para tornear materiales de proyección térmica:
1) Carburo cementado: dureza> HRC45, utilizando carburo cementado YG, YW;
Dureza, usando 600, 610, 726, 767, YD05, YC12, YS2, YS8;
Dureza> HRC65, utilice YG3X, YD05, YC09, YC12, YS8, 600, 610.
2) Cortador de cerámica: 3) PCBN
② Los parámetros geométricos de la herramienta al girar materiales de pulverización térmica: γ0 = 0 ～ -5 °, α0 = 8 ～ 12 °, κr≤45 °.
③ La cantidad de material de pulverización térmica de corte: carburo cementado Vc = 6 ～ 40m / min;
Cortador de cerámica Vc = 18 ～ 80m / min;
Herramienta PCBN: Vc = 24 ～ 160m / min. αp = 0,15 ± 0,6 mm; f = 0,1 ± 1 mm / r.
