یک پمپ برودتی در کارخانه آهن خراب شد. در مواجهه با حداقل پنج هفته انتظار برای جایگزینی خارجی، کارگاه تصمیم گرفت آن را در خانه- تولید کند.
جنس: 316 لیتر|طول: 3237mm|قطر: 260mm (در باریکترین نقطه)|تحمل قطر بیرونی: ± 0.02 میلی متر
این کار به مجرب ترین ماشین کار کارگاه محول شد.
نتیجه؟ پس از پایان چرخش-قطر بیرونی اندازه‌گیری شده خارج از تحمل بود-خیلی بزرگ بود.
تحمل مورد نیاز ± 0.02 میلی متر بود، اما انحراف واقعی 0.06-0.10 میلی متر بود.
قطعه کار خراب شده بود.
این فقدان مهارت از طرف ماشینکار نبود. او بیش از بیست سال تجربه کار با ماشین‌های تراش، عمدتا ماشینکاری قطعات فولادی معمولی، و دانش فراوانی{1}} داشت.
مشکل به یک چیز خلاصه شد-
او با 316L طوری رفتار کرد که انگار یک فولاد معمولی است.
چگونه "انحراف ابزار" اتفاق می افتد؟
آیا ابزار کسل کننده بود؟ آیا پارامترها خیلی تهاجمی بودند؟ آیا ماشین ابزار فاقد استحکام بود؟
خیر
یک علت اصلی وجود داشت: سخت شدن کار.
در طول فرآیند برش، سطح فولاد ضد زنگ 316L در مدت زمان بسیار کوتاهی تحت کار سرد-سختی قرار می گیرد.
عمق لایه سخت شده معمولاً بین 0.1 میلی متر تا 0.3 میلی متر است (این داده ها در طول برش اندازه گیری می شوند، نه تخمینی).
پس از سخت شدن، استحکام این لایه سطحی می‌تواند از 1500 مگاپاسکال تجاوز کند-که آن را از بسیاری از مواد ابزار سخت‌تر می‌کند.
وقتی پایان{0}}گذر چرخشی شروع شد، ابزار نمی‌توانست این پوسته سخت را برش دهد. در عوض، منحرف شد (رانده شد). در نتیجه، قطعه کار بزرگ شد.
به این ترتیب انحراف ابزار رخ می دهد.
مشکلی با خود ابزار نبود. مواد به سادگی در طول فرآیند برش سخت می شوند.
بنابراین، چرا کار با فولاد ضد زنگ 316L سخت تر از فولاد معمولی است؟
316L حاوی مولیبدن است که چقرمگی آن را افزایش می‌دهد و منجر به تغییر شکل پلاستیک شدیدتر در حین برش می‌شود{1}}که باعث می‌شود لایه سخت‌شده سریع‌تر، ضخیم‌تر و سخت‌تر شکل بگیرد.
با استفاده از پارامترهای مشابه و ابزار یکسان، فولاد معمولی به راحتی ماشین کاری می شود، در حالی که فولاد ضد زنگ باعث ایجاد مشکلاتی می شود.
ماشینکار چه اشتباهی کرد؟
او بر اساس تجربه گذشته اشتباهی را مرتکب شد:
او فرض کرد که استفاده از پارامترهای پایین تر ایمن تر است.
او به طور مستقیم پارامترهای برش را برای فولاد معمولی روی 316L اعمال کرد.
دقیقا کجا اشتباه کرده؟ مقدار مجاز نهایی روی 0.2 میلی متر-خیلی کوچک- تنظیم شد که منجر به عمق ناکافی برش شد. نتوانست به لایه سطحی سخت شده 0.1-0.3 میلی متری نفوذ کند.
این ابزار به سطح سخت شده مالیده شد و گرمایی ایجاد کرد که اثر سخت شدن کار را تشدید کرد.
با تشدید سخت شدن، انحراف ابزار افزایش یافت. هر چه بیشتر منحرف می شد، برش آن در مواد سخت تر می شد.
یک خطای دوم وجود داشت: نرخ تغذیه (F) روی 0.05 میلی‌متر بر دور{1} بسیار پایین تنظیم شد.
نرخ تغذیه کمتر، زمان تماس بین ابزار و قطعه کار را طولانی‌تر می‌کند، تجمع گرما را تسریع می‌کند و لایه سخت شده را ضخیم می‌کند، که به نوبه خود انحراف ابزار را بدتر می‌کند.
هر دو پارامتر نادرست بود.
تنظیمات مناسب برای فولاد معمولی به سادگی برای فولاد ضد زنگ 316L کار نمی کند.
در نهایت، تنها یک تغییر ایجاد شد:
تعویض ابزار{0}}نه فقط نام تجاری.
من به یک درج کلاس M- که مخصوص فولاد ضد زنگ طراحی شده بود، با زاویه 10-15 درجه و یک لبه پخ 0.5-0.8 میلی متر (T- زمین) تغییر مکان دادم.
بیشتر -درج‌های کلاس M موجود در بازار-مانند آنهایی که از Sandvik یا Iscar-با این لبه پخ عرضه می‌شوند. این یک انتخاب ساده بود
همین تنظیم تنها کار را انجام داد.
چرا کار کرد؟
زاویه چنگک بزرگتر، نیروی برش را به نحو مطلوب تری تراز می کند و تخلیه تراشه ها از منطقه برش را آسان تر می کند. از آنجایی که تراشه ها گرما را دور می کنند، گرمای کمتری باقی می ماند و در نتیجه یک لایه سخت تر نازک تر می شود. یک لایه سخت نازک تر به پاس بعدی اجازه می دهد تا به طور موثر برش دهد و مشکل انحراف ابزار را از بین ببرد.
لبه پخ برای تقویت لبه برش کار می کند. یک زاویه چنگک بزرگ لبه را نازک می کند و آن را مستعد بریدگی می کند. پخ از این امر جلوگیری می کند.
یکی از ویژگی‌ها نشان می‌دهد{0}}سخت می‌شود، در حالی که دیگری از لبه برش محافظت می‌کند. در نتیجه، راندمان ماشینکاری در واقع سه برابر شد.
در ارتباط با تغییر ابزار، سه اقدام اضافی انجام شد:
① برای پاس نهایی، عمق برش بیش از 0.3 میلی متر تنظیم شد تا لایه سخت شده را در یک پاس برش دهید، به جای تقسیم آن به دو یا سه پاس. این نیز باعث بهبود کارایی شد.
② نرخ تغذیه به 0.1-0.2 میلی متر در دور افزایش یافت. نرخ تغذیه برای 316L باید بیشتر از آنچه انتظار دارید باشد. اگر تغذیه خیلی کم باشد، ابزار روی سطح مواد قرار می‌گیرد و باعث تجمع سریع گرما و سخت شدن شدید-می‌شود. بهتر است زبری سطح کمی کمتر را بپذیرید تا اینکه اجازه دهید ابزار بر روی لایه سخت شده ساییده شود. ③ غلظت و سرعت جریان سیال برش را افزایش دهید و جت را دقیقاً به منطقه برش هدایت کنید. رسانایی حرارتی 316L فقط نیم تا یک سوم فولاد کربنی است که باعث می شود گرما به طور کامل در نوک ابزار و سطح قطعه کار جمع شود. مایع برش فقط برای نمایش نیست{10}} بلکه نباید فقط روی قطعه کار ریخته شود. باید به زور وارد منطقه برش شود.
پس از پرداختن به این چهار نقطه، به پایان چرخش ادامه دهید. انحراف قطر خارجی را در 0.03 میلی متر نگه دارید. شفت با موفقیت تولید شد.
صادقانه بگویم:
حتی پس از ده یا بیست سال کار با فولاد ضد زنگ، مسئله انحراف ابزار ممکن است مشکل باشد-پارامترها و تجربه به دست آمده از فولاد استاندارد اغلب باید هنگام تغییر به 316L کاملاً معکوس شوند.
مواد مختلف دارای سرعت کار{0}}سختی متفاوتی هستند که به پارامترهای ماشینکاری متفاوتی نیاز دارند.
تجربه ارزشمند است، اما باید با مواد خاص و شرایط ماشینکاری تطبیق داده شود-همه باید این را در نظر داشته باشند!
چهار نکته کلیدی برای رفع انحراف ابزار 316L:
① برای اطمینان از اینکه تراشه‌ها گرما را از بین می‌برند، به درج‌های{0} کلاس M که برای فولاد ضد زنگ طراحی شده‌اند (دارای زاویه چنگک بزرگ و لبه پخ‌دار) تغییر دهید. ② عمق چرخش نهایی برش را روی بیش از 0.3 میلی‌متر تنظیم کنید تا لایه کار{3}}سخت شده را با یک پاس برش دهید. ③ برای جلوگیری از ساییده شدن روی لایه{6}}کار سخت شده، نرخ تغذیه را به بالای 0.1 میلی متر بر دور افزایش دهید. ④ غلظت و سرعت جریان سیال برش را افزایش دهید و مطمئن شوید که به منطقه برش هدایت می شود.
پارامترها را به درستی دریافت کنید و نرخ ضایعات به طور طبیعی کاهش می یابد.
کمتر از نیم ساعت طول کشید تا مشکل این شفت را تشخیص دهم. در همین حال، ماشینکار کف مغازه قبلاً یک قطعه 316 لیتری را هدر داده بود.
این واقعیت مشکلات ماشینکاری است: وقتی تجربه جواب نمی‌دهد، باید خودتان آن را بفهمید-و هزینه آن بر حسب قطعات و زمان پرداخت می‌شود.
