Глава 1. Что такое нержавеющая сталь ЧПУ механическая обработка?
Обработка нержавеющей стали на станках с ЧПУ считается процессом субтрактивного производства, при котором для обработки нержавеющей стали используются станки с компьютерным управлением.
Сначала инженер создает цифровую 3D-модель. Затем с помощью программного обеспечения CAM проект преобразуется в машиночитаемый код. После этого режущие инструменты перемещаются компьютером с точностью до микрон. Инструкции, подаваемые на станки, также являются цифровыми, поэтому повторяющиеся операции выполняются автоматически, и исключаются отклонения, наблюдаемые при обработке.
Глава 2. Три основных процесса обработки нержавеющей стали на станках с ЧПУ.
Фрезерные
В этом процессе используются вращающиеся фрезы. В заготовке создаются сложные формы, пазы и отверстия. Обработка нецилиндрических деталей осуществляется этим методом.
Токарная обработка с ЧПУ
Заготовка вращается, а режущий инструмент остается неподвижным. Затем режущий инструмент вращается относительно заготовки, и создается необходимая форма. Обработка этим методом применяется только для цилиндрических деталей.
Сверление с ЧПУ
В заготовке сверлятся отверстия. Этот метод часто сочетается с фрезерованием или токарным делом.
Глава 3. Марки нержавеющей стали для обработки на станках с ЧПУ.
Выбор марки стали считается наиболее важным аспектом в любом процессе механической обработки, особенно при работе с нержавеющей сталью.
Доступны пять типов нержавеющей стали, и каждый сорт имеет свою обрабатываемость.
3.1 Аустенитная нержавеющая сталь
Семейство аустенитных нержавеющих сталей характеризуется немагнитными свойствами, высокой формуемостью и высокой коррозионной стойкостью. Около 70% всего производимого объема нержавеющей стали составляют аустенитные стали.
Основные легирующие элементы: Хром, никель, марганец, молибден
Ключевые свойства: Свариваемость, формуемость, коррозионная стойкость
| Класс | Рекомендуемое применение | Примечания к обрабатываемости |
| 303 | Объемные, сложные детали | Добавление серы обеспечивает легкую механическую обработку; допускается снижение коррозионной стойкости. |
| 304 / 304L | Компоненты общего назначения | Превосходное сочетание прочности и коррозионной стойкости; состав 18/8. |
| 316 | Морская и химическая среда | Молибден обеспечивает превосходную устойчивость к точечному разрушению. |
| 321H | Высокотемпературные детали двигателя | Титановая стабилизация предотвращает осаждение карбидов. |
| 309S | Длительное воздействие высоких температур | Высокое содержание хрома обеспечивает устойчивость к окислению. |
3.2 Ферритная нержавеющая сталь
Магнитные свойства в сочетании с высокой теплопроводностью делают ферритные нержавеющие стали привлекательными. Термическая обработка не требуется, поэтому ожидается снижение ударной вязкости по сравнению с аустенитными типами. Обрабатываемость относительно низкая.
Общие оценки – 405, 409, 430, 442
Типичные области применения – отделка автомобилей, морская фурнитура, декоративные детали.
3.3 Дуплекс из нержавеющей стали
Характерной чертой этих сталей является сочетание аустенитной и ферритной фаз в микроструктуре. Они обладают исключительной прочностью и превосходной коррозионной стойкостью.
Общие категории – 2205, 2507 (супердуплекс), 2304
Типичные области применения – химическая промышленность, морское строительство, работы в условиях высоких нагрузок.
3.4 Мартенситная и дисперсионно-упрочняемая нержавеющая сталь
Эти стали, прошедшие термообработку, обеспечивают высокую прочность и износостойкость. Стали типов PH и мартенситные стали содержат, соответственно, низкое и высокое содержание углерода. Стали типа PH обладают дисперсионным упрочнением; при этом коррозионная стойкость не снижается.
Мартенситные марки – 410, 420, 440A
Оценки PH – 17-4 PH, 17-7 PH, A-286
Типичные области применения – столовые приборы, клапаны, хирургические инструменты, детали для аэрокосмической отрасли.
Глава 4. Преимущества обработки нержавеющей стали на станках с ЧПУ.
Коррозионная стойкость гарантирована. Содержание хрома будет реагировать с кислородом, и поверхность будет самовосстанавливаться.
Возможности производства весьма разнообразны. Существует множество типов материалов, которые можно обрабатывать механическим способом, поэтому инженеры могут использовать тот, который наиболее подходит.
Достижима высокая прочность на растяжение. Элементы в этих сплавах, такие как хром, никель, титан и молибден, придают этим сталям высокие механические свойства.
Поверхность останется привлекательной. Высокое содержание хрома обеспечит ей блеск на долгие годы. Гальваническое покрытие не требуется.
Сохраняется устойчивость к криогенным воздействиям. Такие марки стали, как 304L, обладают пластичностью и ударной вязкостью при отрицательных температурах. Также сведено к минимуму хрупкое разрушение.
Глава 5. Типичные проблемы и инженерные решения.
Задача 1: Накопление тепла
Низкая теплопроводность — свойство нержавеющей стали. Тепло удерживается в зоне резания. В результате износ инструмента или деформация заготовки происходят раньше положенного времени.
✅ Решение: Рекомендуется использовать охлаждающие жидкости на масляной основе. Кроме того, рекомендуется использовать умеренные скорости резания и заостренные формы инструмента. Как только будет обнаружен перегрев, обработку следует остановить, и системе дать остыть перед проведением дальнейших исследований.
Задание 2: Формирование стружки
При обработке деталей из нержавеющей стали на станках с ЧПУ образуются длинные и нитевидные стружки. В результате возникает риск запутывания инструмента, ухудшения качества поверхности и перегрева инструмента.
✅ Решение: Рекомендуется использовать системы охлаждения под высоким давлением. Кроме того, рекомендуется использовать стружколомы. Также рекомендуется использовать инструменты с острой геометрией, которые ограничивают объем стружки, образующейся в процессе обработки.
Задание 3: Укрепление выносливости при работе
В процессе обработки деталей из нержавеющей стали на станках с ЧПУ происходит упрочнение материала. В результате последующие проходы обработки становятся затруднительными.
✅ Решение: Рекомендуется попутное фрезерование. Кроме того, рекомендуется поддерживать постоянную скорость подачи. Также желательно, чтобы инструмент не терся о заготовку, а постоянно обрабатывал ее.
Задача 4: Износ инструмента и стоимость
При обработке деталей из нержавеющей стали на станках с ЧПУ требуется высококачественный инструмент. Это связано с твердостью нержавеющей стали. В результате стоимость инструмента неизбежно возрастает.
✅ Решение: Покрытие и геометрия инструмента должны соответствовать типу нержавеющей стали. Кроме того, рекомендуется обеспечить необходимую остроту инструмента. Параметры обработки также должны быть оптимизированы, и рекомендуется адекватное охлаждение инструмента.
[Также доступны другие меры профилактики упрочнения труда.]
Глава 6. Применение в промышленности ЧПУ из нержавеющей стали
Существует более 150 марок нержавеющей стали. Поэтому обработка нержавеющей стали на станках с ЧПУ используется во всех отраслях обрабатывающей промышленности.
Автомобильная промышленность:
Производятся оси, валы, выхлопные системы, компоненты двигателя и тормозные магистрали.
Аппаратная промышленность
Производятся петли, крепежные элементы, проставки, прецизионные колеса и монтажные кронштейны.
Аэрокосмическая промышленность:
Производятся шасси, втулки, зажимы и конструктивные элементы.
Морская индустрия
Гребные винты, приводные валы, такелажное оборудование и сквозные фитинги изготавливаются из коррозионностойких сплавов.
Медицинский сектор
Хирургические инструменты, щипцы, лигатурные устройства, катетеры и имплантируемые устройства изготавливаются методом высокоточной механической обработки из биосовместимых сплавов.
Глава 7. Часто задаваемые вопросы
В1: Какая марка нержавеющей стали легче всего поддается механической обработке?
A1: Нержавеющая сталь марки 303 считается наиболее обрабатываемой. Для улучшения образования стружки и снижения сил резания в нее добавляют серу. Коррозионная стойкость несколько снижена. Однако для сложных компонентов, выпускаемых в больших объемах, такой компромисс считается оправданным.
В2: Подходит ли нержавеющая сталь для термообработки после обработки на станке с ЧПУ?
A2: Мартенситные и дисперсионно-твердеющие марки стали могут подвергаться термической обработке. Однако аустенитные и ферритные марки термической обработки не подлежат. Если необходима термическая обработка после механической обработки, следует выбирать марки стали 17-4 PH, 410 и 420.
В3: Почему стоимость обработки нержавеющей стали на станках с ЧПУ выше, чем стоимость обработки алюминия?
A3: Три основных фактора обуславливают более высокую стоимость обработки нержавеющей стали по сравнению с алюминием. Во-первых, необходимы высококачественные режущие инструменты. Во-вторых, приходится использовать более низкие скорости. В-третьих, наблюдается повышенный износ инструмента. В дополнение к этим факторам, стоимость сплавов нержавеющей стали значительно выше.
Вопрос 4: Подходит ли обработка нержавеющей стали на станках с ЧПУ для изготовления медицинских имплантатов?
A4: Да. Марки стали 316L и 17-4 PH регулярно используются для производства хирургических инструментов и других устройств.
Вопрос 5: Как предотвратить упрочнение при обработке нержавеющей стали?
Упрочнение материала предотвращается за счет поддержания постоянной скорости подачи, использования острых режущих инструментов и попутного фрезерования. Резание осуществляется непрерывно, при этом строго исключаются трение и задержка.
В6: Какая охлаждающая жидкость рекомендуется для обработки нержавеющей стали на станках с ЧПУ?
Рекомендуется использовать охлаждающие жидкости на масляной основе с высокими смазывающими свойствами. Они обеспечивают превосходный отвод тепла и удаление стружки. Также можно использовать водорастворимые охлаждающие жидкости, но с более низким уровнем смазывающих свойств.
В7: Какого качества обработки поверхности можно добиться при обработке нержавеющей стали на станках с ЧПУ?
Обработка нержавеющей стали обеспечивает превосходное качество поверхности, обычно достигаемое при обработке, с шероховатостью от 32 до 64 Ra. При оптимальных параметрах и инструменте можно получить и более тонкую поверхность, до 16 Ra.
В8: В каких случаях следует выбирать дуплексную нержавеющую сталь вместо стали марки 316?
Дуплексные марки стали, такие как 2205 и 2507, следует использовать там, где требуется более высокая прочность или где существует опасность коррозионного растрескивания под напряжением. _
Глава 8. Заключение
Обработка нержавеющей стали на станках с ЧПУ требует тщательного внимания к деталям в четырех важнейших областях:
Выбор марки нержавеющей стали должен соответствовать требованиям и обрабатываемости.
Параметры обработки нержавеющей стали на станках с ЧПУ должны быть оптимизированы для обрабатываемого сорта стали.
Необходимо уделить внимание вопросам терморегулирования и управления микросхемой.
Выбор и поддержание качества инструментов должны быть безупречными.
Роль производственной экспертизы невозможно переоценить. Инженерное сообщество выиграет от партнерства с компанией, обладающей солидным опытом в области механической обработки, а также глубокими знаниями в металлургической и технологической сферах.
Производственные мощности и технологические возможности компании Weilong полностью соответствуют требованиям обработки нержавеющей стали на станках с ЧПУ. Надежная поставка прецизионных деталей осуществляется на всех этапах – от проверки прототипов до серийного производства.
[Свяжитесь с нашей командой инженеров →] для оценки проекта и помощи в выборе материалов
