วงแหวนคัตเตอร์: เครื่องมือระดับมืออาชีพในการเอาชนะความท้าทายของการขุดเจาะสแตนเลส
ในด้านการตัดเฉือนอุตสาหกรรมสแตนเลสได้กลายเป็นวัสดุสำคัญในการผลิตเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมความแข็งแรงสูงและความทนทานที่ดี อย่างไรก็ตามคุณสมบัติเดียวกันเหล่านี้ยังก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญสำหรับการขุดเจาะทำให้การขุดเจาะสแตนเลสเป็นงานที่ต้องการ เครื่องตัดวงแหวนของเราด้วยการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์และประสิทธิภาพที่โดดเด่นเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสำหรับการขุดเจาะที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำในสแตนเลส
ⅰ- ความท้าทายและปัญหาหลักในการขุดเจาะสแตนเลส
1.ความแข็งสูงและความต้านทานการสึกหรอที่แข็งแกร่ง:
สแตนเลสโดยเฉพาะเกรดออสเทนนิติกเช่น 304 และ 316 มีความแข็งสูงซึ่งเพิ่มความต้านทานการตัดอย่างมีนัยสำคัญ - เกินสองเท่าของเหล็กกล้าคาร์บอนปกติ บิตสว่านมาตรฐานที่น่าเบื่ออย่างรวดเร็วโดยมีอัตราการสึกหรอเพิ่มขึ้นสูงถึง 300%
2.ค่าการนำความร้อนที่ไม่ดีและการสะสมความร้อน:
การนำความร้อนของสแตนเลสเป็นเพียงหนึ่งในสามของเหล็กกล้าคาร์บอน ความร้อนแบบตัดที่เกิดขึ้นระหว่างการขุดเจาะไม่สามารถกระจายไปอย่างรวดเร็วทำให้อุณหภูมิท้องถิ่นเกิน 800 ° C ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงองค์ประกอบโลหะผสมในสแตนเลสมีแนวโน้มที่จะผูกพันกับวัสดุเจาะซึ่งนำไปสู่การยึดเกาะและการสึกหรอการแพร่กระจาย ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการหลอมบิตและการแข็งตัวของพื้นผิวชิ้นงาน
3.แนวโน้มการแข็งตัวของการทำงานอย่างมีนัยสำคัญ:
ภายใต้ความเครียดในการตัดออสเทนไนต์บางคนเปลี่ยนเป็น Martensite ที่มีความทนทานสูง ความแข็งของชั้นแข็งสามารถเพิ่มขึ้นได้ 1.4 ถึง 2.2 เท่าเมื่อเทียบกับวัสดุพื้นฐานโดยมีความต้านทานแรงดึงสูงถึง 1470–1960 MPa เป็นผลให้บิตสว่านถูกตัดเป็นวัสดุที่ยากขึ้นเรื่อย ๆ
4.การยึดเกาะของชิปและการอพยพชิปที่ไม่ดี:
เนื่องจากความเหนียวและความเหนียวของสแตนเลสสูงชิปมีแนวโน้มที่จะสร้างริบบิ้นอย่างต่อเนื่องที่ยึดติดกับขอบที่ทันสมัยทำให้เกิดขอบที่สร้างขึ้นได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้จะช่วยลดประสิทธิภาพการตัดรอยขีดข่วนผนังรูและนำไปสู่ความขรุขระของพื้นผิวที่มากเกินไป (RA> 6.3 μm)
5.การเสียรูปของแผ่นบางและการเบี่ยงเบนการวางตำแหน่ง:
เมื่อเจาะแผ่นบางกว่า 3 มม. ความดันตามแนวแกนจากบิตสว่านแบบดั้งเดิมอาจทำให้วัสดุแปรปรวน เมื่อปลายเจาะทะลุผ่านกองกำลังรัศมีที่ไม่สมดุลอาจนำไปสู่ความกลมของรูที่ไม่ดี (โดยทั่วไปจะเบี่ยงเบนไปกว่า 0.2 มม.)
ความท้าทายเหล่านี้ทำให้เทคนิคการขุดเจาะแบบดั้งเดิมไม่มีประสิทธิภาพสำหรับการประมวลผลสแตนเลสเรียกร้องให้มีการแก้ปัญหาการขุดเจาะขั้นสูงเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ
ⅱ- คำจำกัดความของเครื่องตัดวงแหวน
เครื่องตัดวงแหวนหรือที่เรียกว่าสว่านกลวงเป็นเครื่องมือพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับการขุดเจาะรูในแผ่นโลหะแข็งเช่นสแตนเลสและแผ่นเหล็กหนา โดยการใช้หลักการของการตัดรูปวงแหวน (รูปวงแหวน) มันจะเอาชนะข้อ จำกัด ของวิธีการขุดเจาะแบบดั้งเดิม
คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของเครื่องตัดวงแหวนคือหัวตัดรูปวงแหวนกลวงซึ่งจะกำจัดเฉพาะวัสดุตามแนวเส้นรอบวงของรูแทนที่จะเป็นแกนกลางทั้งหมดเช่นเดียวกับการฝึกซ้อมแบบบิดแบบดั้งเดิม การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมากทำให้ดีกว่าบิตสว่านมาตรฐานเมื่อทำงานกับแผ่นเหล็กหนาและสแตนเลส
ⅲ- การออกแบบทางเทคนิคหลักของเครื่องตัดวงแหวน
1.โครงสร้างการตัดประสานสามขอบ:
หัวตัดคอมโพสิตประกอบด้วยขอบด้านนอกกลางกลางและด้านใน:
2.การออกแบบร่องการตัดแบบวงแหวนและการทำลายชิป:
มีเพียง 12% –30% ของวัสดุที่ถูกลบออกในรูปวงแหวน (เก็บรักษาแกนไว้) ลดพื้นที่ตัดลง 70% และลดการใช้พลังงานลง 60% ร่องชิปเกลียวที่ออกแบบมาเป็นพิเศษจะแบ่งชิปออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ โดยอัตโนมัติป้องกันการพัวพันชิปรูปริบบิ้นซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปเมื่อเจาะสแตนเลส
3.ช่องระบายความร้อนกลาง:
สารหล่อเย็นอิมัลชัน (อัตราส่วนน้ำมันต่อน้ำ 1: 5) ถูกพ่นโดยตรงไปยังขอบตัดผ่านช่องทางกลางลดอุณหภูมิในโซนตัดได้มากกว่า 300 ° C
4.กลไกการวางตำแหน่ง:
พินนักบินกลางทำจากเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อให้แน่ใจว่าการวางตำแหน่งที่แม่นยำและป้องกันการลื่นไถลในระหว่างการทำงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งสำคัญเมื่อเจาะวัสดุลื่นเช่นสแตนเลส
ⅳ- ข้อดีของการตัดเป็นวงแหวนในการขุดเจาะสแตนเลส
เมื่อเทียบกับการฝึกซ้อมแบบบิดแบบดั้งเดิมที่ทำการตัดเต็มพื้นที่, เครื่องตัดแบบวงแหวนลบเพียงส่วนรูปวงแหวนของวัสดุ-การทำให้แกน-ซึ่งนำข้อดีของการปฏิวัติ:
1.การปรับปรุงประสิทธิภาพการพัฒนา:
ด้วยการลดลง 70% ในพื้นที่ตัดการเจาะรูφ30mmในสแตนเลส 304 หนา 304 ใช้เวลาเพียง 15 วินาที-8 ถึง 10 เท่าเร็วกว่าการใช้สว่านบิด สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเดียวกันการตัดเป็นรูปวงแหวนจะลดปริมาณงานลงกว่า 50% ตัวอย่างเช่นการเจาะผ่านแผ่นเหล็กหนา 20 มม. ใช้เวลา 3 นาทีด้วยการเจาะแบบดั้งเดิม แต่เพียง 40 วินาทีด้วยเครื่องตัดวงแหวน
2.การลดอุณหภูมิการตัดอย่างมีนัยสำคัญ:
ของเหลวระบายความร้อนกลางถูกฉีดเข้าสู่เขตอุณหภูมิสูงโดยตรง (อัตราส่วนที่ดีที่สุด: อิมัลชันน้ำน้ำมัน 1: 5) เมื่อรวมกับการออกแบบการตัดแบบเลเยอร์ทำให้อุณหภูมิหัวคัตเตอร์ต่ำกว่า 300 ° C ป้องกันการหลอมและความร้อน
3.รับประกันความแม่นยำและคุณภาพ:
การตัดแบบซิงโครไนซ์แบบหลายขอบช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะอยู่ตรงกลางอัตโนมัติส่งผลให้ผนังรูที่ไม่มีเสี้ยนไม่มีเสี้ยน การเบี่ยงเบนเส้นผ่านศูนย์กลางของรูน้อยกว่า 0.1 มม. และความขรุขระของพื้นผิวคือ RA ≤3.2μm - ช่วยลดความจำเป็นในการประมวลผลรอง
4.อายุการใช้งานที่ยาวนานและลดต้นทุน:
หัวตัดคาร์ไบด์ทนต่อการขัดถูสแตนเลสสูง สามารถเจาะได้มากกว่า 1,000 หลุมต่อรอบการถดถอยลดต้นทุนเครื่องมือได้มากถึง 60%
5.กรณีศึกษา:
ผู้ผลิตหัวรถจักรใช้เครื่องตัดแบบวงแหวนเพื่อเจาะรู 18 มม. ในแผ่นฐานสแตนเลสสตีล 1cr18ni9ti 3 มม. อัตราการผ่านหลุมดีขึ้นจาก 95%เป็น 99.8%การเบี่ยงเบนความกลมลดลงจาก 0.22 มม. เป็น 0.05 มม. และต้นทุนแรงงานลดลง 70%
1.1ปัญหา:ความดันตามแนวแกนจากบิตสว่านแบบดั้งเดิมทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกของแผ่นบาง ๆ ที่การพัฒนาความไม่สมดุลของรัศมีจะนำไปสู่หลุมรูปไข่
1.2.วิธีแก้ปัญหา:
2.1.สาเหตุราก:การเชื่อมชิปสแตนเลสไปยังขอบตัดที่อุณหภูมิสูง (> 550 ° C) ทำให้เกิดการตกตะกอนองค์ประกอบ CR และการยึดเกาะ
2.2.วิธีแก้ปัญหา:
3.1.กลไกความล้มเหลว:ชิปแถบยาวทำให้ร่างกายเครื่องมือปิดกั้นการไหลของน้ำหล่อเย็นและในที่สุดก็อุดตันฟลุตชิปทำให้เกิดการเจาะ
3.2.โซลูชั่นการอพยพชิปที่มีประสิทธิภาพ:
4.1.ความท้าทายสถานการณ์พิเศษ:การเจาะลื่นบนพื้นผิวโค้งเช่นท่อเหล็กข้อผิดพลาดการวางตำแหน่งเริ่มต้น> 1 มม.
4.2.โซลูชั่นวิศวกรรม:
การปรับพารามิเตอร์แบบไดนามิกตามความหนาของสแตนเลสและเส้นผ่านศูนย์กลางรูเป็นกุญแจสู่ความสำเร็จ:
ความหนาของชิ้นงาน | ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางของรู | Spindle Speed (r/min) | อัตราฟีด (mm/rev) | ความดันน้ำหล่อเย็น (บาร์) |
1-3 มม. | Ø12-30มม. | 450-600 | 0.10-0.15 | 3-5 |
3-10 มม. | Ø30-60มม. | 300-400 | 0.12-0.18 | 5-8 |
10-25 มม. | Ø60-100มม. | 150-250 | 0.15-0.20 | 8-12 |
> 25 มม. | Ø100-150มม. | 80-120 | 0.18-0.25 | 12-15 |
ข้อมูลที่รวบรวมจากการทดลองเครื่องตัดเฉือนสแตนเลสออสเทนนิติก
บันทึก:อัตราฟีด <0.08 มม./Rev รุนแรงขึ้นทำงานหนัก > 0.25 มม./รอบทำให้เกิดการบิ่น การจับคู่ความเร็วและอัตราส่วนอาหารอย่างเข้มงวดเป็นสิ่งจำเป็น
6.2.1.สูตรที่ต้องการ:
6.2.2.ข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน:
7.1.1.ตัวเลือกวัสดุ
7.1.2.ความเข้ากันได้ของก้าน
7.2.1.โครงสร้างเหล็กการเชื่อมต่อแผ่นบาง ๆ
พารามิเตอร์: ความเร็ว 450 รอบต่อนาที, ฟีด 0.08 มม./รอบ, น้ำหล่อเย็น: อิมัลชันน้ำมันน้ำ
7.2.2.การต่อเรือการตัดแต่งแผ่นหนา
สว่านบิต: สว่านคาร์ไบด์เคลือบ TIALN (ความลึกของการตัด 100 มม.) + น้ำมันตัดแรงดันสูง (ISO VG68)
พารามิเตอร์: ความเร็ว 150 รอบต่อนาที, ฟีด 0.20 มม./รอบ, การอพยพชิปแบบขั้นตอน
7.2.3.รางเจาะรูพื้นแข็งสูง
สว่านบิต: ทังสเตนคาร์ไบด์สี่หลุมเจาะทะลุ + ช่องระบายความร้อนภายใน (ความดัน≥ 12 บาร์)
ความช่วยเหลือ: การติดตั้ง V-type clamping + การวางตำแหน่งเลเซอร์ (ความแม่นยำ± 0.1 มม.)
7.2.4.การวางตำแหน่งพื้นผิวโค้ง/เอียง
วิธีการขุดเจาะแบบสามขั้นตอน: Ø3mm Pilot Hole →Ø10mmหลุมขยาย→บิตการเจาะเส้นผ่าศูนย์กลางเป้าหมาย
อุปกรณ์: สว่านแม่เหล็กรวมกับการวางตำแหน่งเลเซอร์ข้าม
ความท้าทายหลักของการขุดเจาะสแตนเลสนั้นอยู่ในความขัดแย้งระหว่างคุณสมบัติของวัสดุและเครื่องมือแบบดั้งเดิม เครื่องตัดวงแหวนประสบความสำเร็จในการพัฒนาพื้นฐานผ่านนวัตกรรมสำคัญสามประการ:
ในการตรวจสอบความถูกต้องของอุตสาหกรรมในทางปฏิบัติเครื่องตัดเป็นวงแหวนให้ประโยชน์ที่สำคัญ:
ด้วยความนิยมของการฝึกฝนแม่เหล็กและความก้าวหน้าในเทคโนโลยีคาร์ไบด์เครื่องตัดวงแหวนได้กลายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้สำหรับการประมวลผลสแตนเลส ด้วยการเลือกที่ถูกต้องและการทำงานที่ได้มาตรฐานแม้กระทั่งสภาพที่รุนแรงเช่นรูลึกผนังบางและพื้นผิวโค้งสามารถบรรลุการตัดเฉือนที่มีประสิทธิภาพสูงและแม่นยำ
ขอแนะนำให้องค์กรสร้างฐานข้อมูลพารามิเตอร์การขุดเจาะตามโครงสร้างผลิตภัณฑ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการวงจรชีวิตเครื่องมือทั้งหมดอย่างต่อเนื่อง