ステンレス部品加工の難しさと解決策
新製品の絶え間ない出現により、部品の材料に対するより高い要件が提唱されています。必要な材料は、高硬度、高耐摩耗性、高靭性などの特別な要件を満たす必要がある場合があり、その結果、機械加工が困難な材料のバッチが発生し、加工技術の要件が高くなります。高品質の炭素構造用鋼と比較して、ステンレス鋼材料には Cr、Ni、Nb、Mo およびその他の合金元素が含まれています。これらの合金元素の増加は、鋼の耐食性を向上させるだけでなく、ステンレス鋼の被削性にも一定の影響を与えます。
この論文は,ステンレス鋼と他の困難な材料を対象として取り上げ,ステンレス鋼の加工の難しさを加工で遭遇する実際の問題と組み合わせて分析し,効果的な解決策を提唱した。
機械加工で遭遇する実際の問題と組み合わせて,この論文はステンレス鋼機械加工の難しさを分析し,効果的な解決策を提唱した。
ステンレス鋼の切削加工の難しさを分析
実際の加工では、ステンレス鋼の切断では、ナイフの折れや貼り付きが発生することがよくあります。切断工程におけるステンレス鋼の大きな塑性変形により、生成された切りくずは簡単に壊れたり付着したりせず、切断工程で深刻な加工硬化を引き起こします。各プロセスは、次のカットのための硬化層を生成します。層の蓄積の後、ステンレス鋼は切断プロセスに入ります。メディアの硬度が高くなるにつれて、必要な切削力も増加しています。
加工硬化層の生成と切削抵抗の増加は、必然的に工具と被削材間の摩擦の増加と切削温度の上昇につながります。
また、ステンレスは熱伝導率が小さく、放熱状態が悪いです。工具とワークピースの間に大量の切削熱が集中し、加工面が劣化し、加工面の品質に深刻な影響を与えます。さらに、切削温度の上昇は工具の摩耗を悪化させ、工具のすくい面に三日月形のピットや切れ刃のノッチが発生し、ワークの表面品質に影響を与え、作業効率を低下させ、生産コストを増加させます。
ステンレス部品の加工品質を向上させる方法
以上のことから、ステンレス鋼の加工が難しいことがわかります。切削加工の際、工具が折れやすい「硬化層」ができやすく、発生した切りくずが折れにくくなり、工具に付着して工具の摩耗を悪化させます。これらのステンレス鋼の切削特性を考慮し、実際の生産と組み合わせて、工具材料、切削パラメータ、および冷却方法の3つの側面からステンレス鋼の加工品質を向上させるよう努めています。
1 工具材料の選択
適切な工具を選択することは、高品質の部品を加工するための基本です。認定された部品を処理するにはツールが貧弱すぎます。優れたツールを選択すると、部品の表面品質要件を満たすことができますが、無駄が生じやすく、生産コストが増加します。放熱条件が悪い、加工硬化層がある、ステンレス切削時に刃物がつきやすいなどの特徴と相まって、耐熱性、耐摩耗性が高く、ステンレスとの親和性が低いという要件を満たす工具材料を選択する必要があります。
2 ハイス鋼
高速度鋼は、W、Mo、Cr、V、Go などの元素を添加した高合金工具鋼です。優れた加工性能、優れた強度と靭性、および強力な耐衝撃性と耐振動性を備えています。高速切削による高熱（約500℃）の条件下でも高い硬度（HRC60以上）を維持できます。高速度鋼は良好な赤硬度を持ち、フライス、トゲ、その他のフライスの製造に適しています。ステンレス鋼の切断の要件を満たすことができます。硬化層、放熱不良などの切削環境。
W18Cr4Vは最も代表的なハイス工具です。1906年の誕生以来、切削加工のニーズに合わせて様々な工具を幅広く製造してきました。ただし、さまざまな機械加工材料の機械的特性が継続的に改善されているため、W18Cr4V ツールは、難削材の機械加工要件を満たすことができなくなりました。高性能コバルトハイス鋼は時々生産されるべきです。通常のハイス鋼と比較して、コバルトハイス鋼は耐摩耗性、赤色硬度、およびサービス信頼性に優れています。高除去率加工や間欠切削に適しています。W12Cr4V5Co5 などの一般的なブランド。
2 超硬鋼
超硬合金は粉末冶金の一種で、高硬度の高融点金属炭化物 (WC、TiC) ミクロン粉末を主成分とし、コバルト、ニッケル、モリブデンをバインダーとして、真空炉または水素還元炉で焼結します。製品。超硬合金は、優れた強度と靭性、耐熱性、耐摩耗性、耐食性、高硬度、および一連の優れた特性を備えています。500℃では基本的に変わらず、1000℃でも高い硬度を有しています。ステンレス鋼、耐熱鋼などの難削材の切削に適しています。一般的な超硬合金は、主にYG系（タングステンコバルト系超硬合金）、YT系（タングステンチタンコバルト系）、YW系（タングステンチタンタンタル（ニオブ）系）の3種類に分けられます。これら 3 種類の合金は、組成と用途が異なります。YG硬化ウランは靭性と熱伝導性に優れています。ステンレス鋼の切断に適した大きな前コーナが選択できます。
ステンレス鋼工具の切削形状パラメータの選択
1 フロントコーナー:
高強度、靭性に優れ、切削時に切りくずが出にくいなどのステンレス鋼の特性と相まって、十分な工具強度を確保する前提で大きなすくい角を選択し、工具の塑性変形を少なくする必要があります。切削温度と切削抵抗を下げ、硬化層の発生を抑えます。
2 キャスター角 ao:
バックアングルを大きくすると、加工面とバックフェース間の摩擦が減少しますが、刃先の放熱能力と強度も低下します。バックアングルの大きさは、カット厚により異なります。切断厚が大きい場合は、バックアングルを小さくしてください。
一次偏向角 kr、二次偏向角 k'r:
主たわみ角 kr を小さくすると、刃先の有効長が長くなり、熱放散に役立ちますが、切削時の半径方向の力が大きくなり、振動が発生しやすくなります。kr の値は通常 50 ° ~ 90 ° です。工作機械の剛性が不足している場合は、適宜剛性を上げることができます。二次偏向角は、通常 k'r=9 °~15 です。
3 ブレード傾斜 λ s：
刃先の強度を上げるため、一般的に刃の傾きはλs=7°~_ - 3°とします。
ステンレス部品の加工
切削液と冷却モードの選択
ステンレス鋼の機械加工性は低く、切削液の冷却、潤滑、浸透、洗浄、およびその他の特性に対して高い要件があります。一般的な切削油剤は次のとおりです。
1 切削液:
より一般的な冷却方法は、より優れた冷却、洗浄、および潤滑性能を備えており、ステンレス鋼のブランク車に一般的に使用されています。
2 加硫オイル:
高融点硫化物は、切断中に金属表面に形成される可能性があり、高温下で損傷しにくく、潤滑効果が高く、一定の冷却効果があります。一般的には、穴あけ、リーマ加工、タッピングに使用されます。
3 エンジンオイル、スピンドルオイル等の鉱物油：
潤滑性は良好ですが、冷却性や浸透性に劣り、外径精密旋削加工に適しています。
切断プロセス中、切断液ノズルを切断領域に合わせるか、高圧冷却、スプレー冷却、およびその他の冷却方法を使用することをお勧めします。
要するに、ステンレス鋼は被削性が悪い、加工硬化が激しい、切削抵抗が大きい、熱伝導率が低い、凝着しやすい、工具が摩耗しやすいなどの欠点がありますが、適切な加工方法が見つかれば、適切な工具を使用することができます。切削方法の切削量の選定、適切なクーラントの選定、ステンレス鋼などの難削材の課題を考え抜いた作業で解決します。
