Horn System S100

Инструмент Horn S100

Многие предприятия избегают работать с нестандартными металлами, такими как титан и жаропрочные сплавы. Высокие затраты и сопутствующие проблемы при обработке – вот причины, по которым компании не хотят связываться с незнакомыми процессами. Но можно поступить по-другому. Любой механический цех может сделать работу с деталями из таких материалов прибыльной, используя правильные инструменты, процессы, системы и позиции.

Шаг первый: спросите себя, почему вы занимаетесь этими материалами? Вы стремитесь выйти на новый рынок или пытаетесь выполнить необычный заказ?

Стратегия для каждого предприятия своя в зависимости от производимой продукции, ее размеров, цехового оборудования, будущих целей, отмечает д-р Гэбриэл Донту (Gabriel Dontu), директор по НИОКР компании Hertitage Cutter, объединяющей бренды Brubaker, Data Flute и Weldon. Широкий масштаб деятельности предусматривает долгосрочные стратегические инвестиции. «Более мелким предприятиям, которые выполняют локальные заказы, следует инвестировать в линейки гибких инструментов, инструментов, которые допускают переналаживаемость и универсальность, пусть и в ущерб производительности, при условии соответствия требуемым показателям по мощности, стабильности и т.д.».

Побеседуйте с клиентом

У новичка дорогие новые материалы и инструменты могут вызвать страх. «Под давлением своих страхов пользователи делают выбор в пользу того, с чем всегда работали в прошлом», – говорит Тим Мартин (Tim Martin), вице-президент по развитию бизнеса и международным продажам LMT Onsrud LP.

Поставщики инструментов заинтересованы в успешной деятельности своих клиентов, вследствие чего предприятию доступны значительные ресурсы. Появляется возможность избежать ошибок, влекущих за собой временные и финансовые затраты, просто задавая интересующие вопросы.

Heritage Cutter

Фреза Heritage Cutter для обработки суперсплавов

«Технический специалист поможет вам выбрать нужный узкий диапазон условий и избежать основных ошибок, – поясняет Донту. – Я не говорю клиентам, что у меня припасена для них панацея от всех проблем. Количество переменных в этой области настолько велико, что не существует готовых решений для всех ситуаций». Как рассказывает Мартин, «вы садитесь и беседуете с производственниками, технологами, программистами, даже с управленцами иногда… Вы помогаете им выбрать оптимальный путь к стабильному производственному решению для конкретной обрабатываемой детали. Вы говорите о траектории инструмента, программировании, вы на самом деле углубляетесь в детали».

Принимать огонь  на себя   

Помимо исключительных механических характеристик, одной из постоянных особенностей при работе с такими материалами является их плохая теплопроводность. «Все жаропрочные сплавы разработаны таким образом, чтобы сохранять свои свойства на том же уровне под воздействием высоких температур. Поэтому они практически не абсорбируют тепло», –  объясняет Донту.

Следует пояснить, что именно Донту подразумевает под тепловым режимом материала. «Как правило, в зоне резания происходит распределение тепла. Сколько тепла будет выделено и куда оно уйдет? По мере роста температуры свойства инструмента ухудшаются. Поэтому в некоторых случаях чрезвычайно важно применять  смазочно-охлаждающую жидкость. Например, при обработке сплавов титана с суперпрочными материалами применение СОЖ практически в два раза продлевает срок службы инструмента».

Преимущество подвода СОЖ через инструмент под давлением заключается в том, что большие объемы обрабатываемых деталей оправдывают затраты. Также такие системы упрощают удаление стружки. «Все эти материалы очень быстро упрочняются наклепом, после чего их становится сложно обрабатывать», – отмечает Эд Малви (Ed Mulvey), технический специалист Horn USA, Inc.

Новые инструменты

Приобретение передовых инструментов с улучшенными характеристиками – неплохое вложение средств. По словам Малви, инструментальная отрасль прошла в своем развитии длинный путь, ее развитие характеризуется подъемами и спадами. На подъеме инструменты опережают станочные системы, а затем станкостроение догоняет инструментальное производство и какое-то время лидирует. В последние пять лет производство инструментов демонстрирует феноменальный прогресс.

Новые покрытия, новые твердосплавные материалы, новые технологии нанесения алмазных покрытий методом химического осаждения и применение кубического нитрида бора кардинально изменили правила игры. Как говорит Малви, раньше он и представить не мог, что карбидом можно обрабатывать материал с твердостью 60 по Роквеллу и выше, а сейчас есть покрытия и инструменты, которые с легкостью позволяют это делать.

«Умные» станки

Следует реалистично оценивать возможности вашего производственного оборудования. «Зачастую проблемы заключаются в станках, а именно в низкой мощности резания, – утверждает Мартин. – Главным фактором здесь является держатель рабочего инструмента. На многих станках установлены старые инструментальные оправки с коническим хвостовиком, в основном малых размеров».

Требуемое усилие резания придает еще бо́льшую значимость безопасности и надежности соединения между станком и инструментом. «Чем меньше точек соединения будет между вкладышем в держателе, держателем и станком, тем лучше. Очень часто нас просят сделать инструменты модульной конструкции для применения в сложных условиях с высокими требованиями. Мы не рекомендуем этого делать – положительного результата можно добиться, обеспечив соединение всего лишь в одной точке», – говорит Малви.

Как отмечает Донту, небольшие предприятия зачастую обрабатывают детали на старых станках. Их недостатки можно иногда компенсировать правильной инструментальной оснасткой и универсальными инструментами.

Heritage Cutter

Фреза Heritage Cutter для обработки титановых сплавов

Тестирование инструментов прямо на станке позволяет внести некоторую предсказуемость в рабочий процесс. Если на станке установлена система управления инструментом, ее обязательно следует использовать, запрограммировав так, чтобы видеть все изменения момента вращения или рабочего цикла инструмента.

Как говорится, дьявол кроется в мелочах – в данном случае в показателях подачи и скорости. Как отмечает Донту, следует обратить особое внимание на взаимосвязь между механизмом съема конкретного материала и требованиями к инструменту, другими словами – каким образом удаляется материал с обрабатываемого изделия? Какое влияние это оказывает на инструмент? Здесь следует найти оптимальный баланс и определенный уровень энергии, чтобы выполнить обработку и при этом не повредить инструмент.

Важно применять рекомендуемые параметры. «Иногда пользователи не соблюдают установленные параметры по подаче и скорости. Это приводит к поломкам, сильному износу инструмента и некачественной обработке», – резюмирует Мартин.

«Многие виды новых покрытий требуют нагрева для обеспечения смазываемости. Если вы не привыкли к особенностям таких покрытий и работаете с ними на привычных скоростях, то не сможете с выгодой воспользоваться его свойствами», – предупреждает Малви.

Доступ к процессам

Успешная обработка нестандартных материалов зависит не только от параметров оборудования и самого процесса. Следует в том числе изменить свой взгляд на процессы и процедуры гарантии качества, считает Донту.

Высокая стоимость материала является движущей силой минимизации допусков. «Сейчас мы наблюдаем переход от грубой обработки, сопровождающейся удалением большого количества материала, к высокоточным процессам чистовой обработки, – поясняет Донту. – Это в корне меняет и технологический процесс».

«Большая часть времени вашей работы с такими материалами и компонентами приходится на работу с допусками в узких пределах. Поэтому вам следует усовершенствовать ваши протоколы и процедуры гарантии качества. Ожидания конечных пользователей в отношении таких компонентов очень высоки, поэтому важно правильно документировать процесс», – отмечает Мартин.

Предприятие, имеющее подходящие технологии, специалистов и процессы для резания нестандартных материалов, сможет работать с любым материалом. Соблюдение таких стандартов намного повысит его конкурентоспособность, в том числе и в области материалов с более простыми характеристиками. Поэтому нужен системный подход.

«Дело не просто в  режущем инструменте – важно и то, как вы его устанавливаете, на каком станке работаете и как подаете смазочно-охлаждающую жидкость. Для конечного результата имеет значение абсолютно все», – подводит итог Донту.

Источник материала: перевод статьи
Hard cuts,
Shop Metalworking Technology (SMT)

Автор статьи-оригинала:
Джим Барнс (Jim Barnes)



Понравилась статья? Поделитесь: