¿El desarrollo y aplicación de la tecnología de corte moderna?
El corte, como principal tecnología básica de la tecnología de fabricación, es la principal tecnología de procesamiento de la industria automotriz, la industria aeroespacial, la industria energética, la industria militar, la industria de moldes emergentes, la industria electrónica y otros sectores. el rápido desarrollo de estos sectores industriales.
Aunque la tecnología de forma casi neta y la tecnología de formación de apilamiento son nuevas tecnologías prometedoras, el estado del corte como principal tecnología básica de la tecnología de fabricación no ha cambiado. Por el contrario, la tecnología de corte ha entrado en un nuevo período de rápido desarrollo: la etapa de la tecnología de corte moderna. Por lo tanto, comprender y dominar el mecanismo de desarrollo de la tecnología de corte moderna, comprender sus características técnicas y tendencias de desarrollo, y cómo aplicar la tecnología de corte moderna para mejorar la eficiencia del procesamiento son cuestiones importantes en la industria de procesamiento mecánico actual.
1. El mecanismo de desarrollo de la tecnología de corte moderna
Ha pasado un siglo desde que el corte se convirtió en una tecnología profesional desde finales del siglo XIX hasta principios del siglo XX. Desde su llegada, la tecnología de corte ha desempeñado un papel importante y ha hecho importantes contribuciones a la industrialización y el desarrollo económico de los países industrializados. Aunque la propia tecnología de corte ha logrado grandes avances en este proceso, no superó el alcance de la tecnología de corte tradicional en su conjunto hasta los años 1970. Su signo más destacado es que el desarrollo y la producción de herramientas están básicamente separados del uso y los usuarios de las herramientas, y no existe ningún mecanismo para la promoción y el desarrollo mutuos.
Debido al rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología emergentes, como las computadoras, la microelectrónica y la ciencia de los materiales, que están estrechamente relacionadas con la tecnología de corte, la tecnología de corte también se ha desarrollado rápidamente con el desarrollo de la fabricación y la tecnología de fabricación, y ha entrado en una nueva etapa de la tecnología de corte moderna. En comparación con la tecnología de corte tradicional, la tecnología de corte moderna no solo incorpora una velocidad de corte más rápida y una mayor eficiencia de procesamiento, sino que también forma un nuevo mecanismo de desarrollo y se convierte en un factor técnico importante para promover el desarrollo de la fabricación y la tecnología de fabricación moderna.
Durante mucho tiempo después de la llegada de la tecnología de corte, existe un problema que ha estado afectando a la industria de herramientas y a los usuarios de herramientas, es decir, si se utilizan herramientas caras y buenas para cortar, aunque la eficiencia de corte se puede mejorar, aumentará los costos de fabricación y los usuarios piensan que las ganancias superan las pérdidas. Por lo tanto, muchos usuarios no están dispuestos a gastar más dinero para comprar una buena herramienta, o les preocupa que la herramienta se desgaste poco después de comprarla, por lo que establecen una vida útil muy larga. Estos conceptos y prácticas obstaculizan la actualización de las herramientas de corte, afectan el entusiasmo de los fabricantes de herramientas por desarrollar nuevas herramientas de corte y restringen la mejora de la eficiencia del corte y el progreso de la tecnología de corte.
Los hechos han demostrado que si no se presta atención a mejorar la eficiencia de corte cuando se utilizan buenas herramientas y solo se busca extender la vida útil de la herramienta, solo se pueden lograr resultados muy limitados en la reducción de los costos de fabricación, e incluso puede ser contraproducente. La conexión inherente entre la mejora de la tecnología de corte y la creación de beneficios considerables para los usuarios y la sociedad ha sido reconocida y aceptada por cada vez más fabricantes y usuarios de herramientas, y se ha transformado en una poderosa fuerza impulsora para el avance de la tecnología de corte. En apenas 20 años, la tecnología de corte ha alcanzado una nueva etapa en la tecnología de corte moderna.
El mecanismo de desarrollo de la tecnología de corte moderna se puede resumir de la siguiente manera: por un lado, mejorar la eficiencia del corte en lugar de enfatizar ciegamente los beneficios que aporta la vida útil de la herramienta ha alentado enormemente a los fabricantes de herramientas y, en base a esto, la "innovación La nueva filosofía empresarial de "tecnología, herramientas de corte innovadoras, mejora de la eficiencia del corte y servicio a los usuarios" ha inyectado nueva vitalidad a la tecnología de fabricación tradicional de corte, convirtiendo a los fabricantes de herramientas en la fuerza principal en el desarrollo de la tecnología de corte moderna; en el Por otro lado, este concepto ha sido aceptado cada vez por más usuarios de herramientas, formando un nuevo pensamiento de "adoptar activamente nuevos logros tecnológicos de corte, aplicar herramientas avanzadas para mejorar la eficiencia del procesamiento, reducir los costos de fabricación y mejorar la competitividad corporativa", lo que ha hecho La industria manufacturera presta más atención a las herramientas de corte avanzadas y la demanda es sin precedentes, convirtiéndose en una fuerza poderosa que promueve el rápido desarrollo de la tecnología de corte. Este "tirón" no es una simple aceleración del desarrollo de la tecnología de corte, sino un nuevo mecanismo de desarrollo y fuerza impulsora para la tecnología de corte, que hace la transición de la tecnología de corte tradicional que está separada del uso a una nueva etapa de la tecnología de corte moderna que es orientado a las necesidades del usuario y estrechamente integrado con el uso.
2. Características técnicas y tendencias de desarrollo de la tecnología de corte moderna.
El corte ha entrado en una nueva etapa de la tecnología de corte moderna. Esto no solo se refleja en el hecho de que el desarrollo de la tecnología de corte se basa en el mecanismo de interacción entre los fabricantes de herramientas y los usuarios de herramientas, sino que también muestra lo siguiente. características técnicas obvias y tendencias de desarrollo.
(1) La nueva tecnología de corte rompe completamente con la tecnología de corte tradicional.
Nuevas tecnologías como el corte de alta velocidad y alta eficiencia, el corte en duro y el corte en seco se aplican a "grandes" empresas de corte como automóviles, aviación, moldes y fabricación de equipos, lo que no solo duplica la eficiencia del procesamiento, sino que también promueve el desarrollo de productos y la innovación de procesos. En los últimos años, se puede decir que el rápido desarrollo de la industria del molde ha crecido junto con la tecnología eficiente de corte de moldes. El fresado a alta velocidad de moldes grandes y el fresado de moldes endurecidos han cambiado la tecnología tradicional de procesamiento de moldes y han acortado en gran medida el ciclo de desarrollo del molde.
Al mismo tiempo, los límites de los procesos de corte tradicionales, como el torneado, el fresado y el taladrado, se rompen constantemente y están surgiendo algunos nuevos métodos de corte. Por ejemplo, la fresa recientemente lanzada se puede utilizar como herramienta de procesamiento de orificios para taladrar y escariar, lo que reduce el tiempo de cambio de herramienta y mejora la eficiencia del procesamiento. Otro ejemplo es la fresa de inserción que puede eliminar eficientemente el metal de la cavidad y el torneado; -herramienta de torneado para procesar cigüeñales -Tecnología de trefilado, una tecnología de torneado que utiliza fresado en lugar de torneado en un centro de torneado compuesto, una tecnología de procesamiento de roscas de alta velocidad que utiliza fresas de rosca de carburo en lugar de machos de roscar de carburo, etc. Además, con el desarrollo de varias máquinas herramienta compuestas y la tecnología de "una máquina herramienta o una sujeción para completar todo el procesamiento", la tecnología de corte tradicional cambiará aún más.
(2) Se han logrado avances significativos en materiales de herramientas y tecnología de recubrimiento.
El avance de la nueva tecnología de corte sobre la tecnología de corte tradicional debe atribuirse a la mejora de los materiales de las herramientas y al desarrollo de la tecnología de recubrimiento.
El desarrollo de materiales para herramientas se refleja en el progreso integral en el rendimiento de diversos materiales para herramientas, lo que mejora la eficiencia del procesamiento en diversos campos del corte. Entre ellos, se debe poner especial énfasis en el progreso de dos tipos de materiales para herramientas, a saber, el progreso de los materiales superduros para herramientas PCD, CBN y materiales de carburo cementado.
Los materiales PCD y CBN tienen una alta dureza y una resistencia al desgaste particularmente buena, y se espera que se conviertan en promotores del corte a alta velocidad. Sin embargo, debido a su fragilidad, su aplicación práctica fue lenta durante mucho tiempo después de su introducción. En los últimos años, mediante el control y ajuste de los procesos de fabricación, la composición de las fórmulas, el tamaño de las partículas organizativas y otros factores, la tenacidad de los materiales PCD y CBN ha mejorado significativamente, las variedades han aumentado y los campos de aplicación se han ampliado, haciendo que la esperanza de ser superduros Los materiales de herramientas utilizados en el corte de alta velocidad son una realidad.
Como material para herramientas, el carburo cementado siempre ha tenido un conflicto entre dureza y tenacidad. Aunque su aplicación en torneado, fresado, procesamiento de agujeros y otros procesos de corte ha desempeñado un papel importante en la mejora integral de la eficiencia del procesamiento a lo largo de los años, su escasa tenacidad no ha mejorado significativamente. Hoy en día, las brocas de carburo sólido y las fresas de carburo ultrafino se utilizan ampliamente. La velocidad de corte se puede aumentar varias veces en comparación con las herramientas de acero de alta velocidad, lo que hace que el carburo sea verdaderamente la herramienta más utilizada y con mejor rendimiento. materiales. Otro progreso importante en los materiales de carburo cementado es el desarrollo de materiales de carburo cementado en gradiente, lo que hace que la capa superficial de la matriz de la hoja de carburo recubierta sea rica en cobalto, lo que mejora la tenacidad del borde de la hoja de carburo, no solo reduce el astillamiento del borde, sino que también puede Ser utilizado El material base con buena resistencia a la deformación plástica mejora la capacidad de carga de la hoja y mejora significativamente el rendimiento de corte de las hojas de carburo recubiertas.
En los últimos 10 años, la tecnología de recubrimiento ha logrado enormes avances. En el campo de los recubrimientos CVD, los recubrimientos de película gruesa CVD TICN y AL2O3 de temperatura media mejoran la resistencia al desgaste y la resistencia a la propagación de grietas de las palas. Llama especialmente la atención el desarrollo de los recubrimientos PVD. No solo han aparecido recubrimientos resistentes al desgaste como TIALN, ALTIN, ALCRN, TISIN y AL2O3, sino que también han aparecido varios recubrimientos lubricantes como MOS2, DLC, WC/C y nuevas estructuras de recubrimiento como recubrimientos en gradiente y nanorrecubrimientos. Rendimiento de recubrimiento mejorado. En la actualidad, el desarrollo de la tecnología de recubrimiento está en auge y se ha convertido en el medio más eficaz para mejorar el rendimiento de corte de las herramientas debido a sus múltiples funciones, buenos efectos y rápido desarrollo.
(3) La velocidad de innovación de nuevas marcas de herramientas y nuevos productos se ha acelerado enormemente.
Como herramienta, la herramienta es el factor técnico más dinámico del sistema de fabricación, y se encuentra en proceso de innovación continua.
En la etapa de la tecnología de corte moderna, el desarrollo de herramientas de corte tiene dos características: en primer lugar, se acelera la velocidad de la innovación. La Bienal Exposición Internacional de Máquinas Herramienta de Beijing (CIMT) se ha convertido en la "conferencia de lanzamiento de nuevos productos" para los fabricantes de herramientas globales, con nuevos grados de materiales, nuevos productos de recubrimiento, nuevas estructuras de herramientas (hojas), nuevos portaherramientas y tecnologías de sujeción, nuevos métodos de procesamiento. emergen sin cesar. El segundo es establecer un concepto innovador de optimización del sistema. Sobre la base de la optimización del sistema, una marca de carburo recubierto recientemente desarrollada a menudo puede mejorar la eficiencia de corte en más del 20%, y algunas pueden incluso alcanzar más del 50%. Un nuevo producto de herramienta puede proporcionar un nuevo efecto de procesamiento o mejorar significativamente la eficiencia del procesamiento. Por ejemplo, la velocidad de avance por diente de las fresas de alto avance que se han vuelto populares en los últimos años es de 3,5 ~ 4,0 mm/z, que es 10 veces mayor que la de las fresas comunes. Otro ejemplo es que se puede duplicar la cantidad de alimentación de la cuchilla raspadora.
(4) Amplía la connotación de tecnología de corte moderna.
Después de que el corte entró en una nueva etapa de la tecnología de corte moderna, han surgido en consecuencia muchas nuevas tecnologías relacionadas, ampliando la connotación de tecnología de corte. Por ejemplo, la tecnología de corte de alta velocidad se aplicó por primera vez a herramientas rotativas, principalmente fresadoras. Al principio, se utilizaba una velocidad del husillo superior a 10.000 r/min como umbral para el corte a alta velocidad. En torno a este objetivo, se han desarrollado tecnologías relacionadas con los centros de mecanizado, incluidos husillos de alta velocidad, avance rápido, tecnología de alta aceleración (desaceleración) y sistemas CNC adecuados para cortes de alta velocidad.
Las tecnologías relacionadas con las herramientas desarrolladas incluyen portaherramientas HSK, portaherramientas de contacto de doble cara 7:24, tecnología de seguridad de herramientas giratorias de alta velocidad, tecnología de equilibrio dinámico de herramientas, etc. Para realizar mecanizado de alta velocidad con herramientas de uso general, como las de carburo sólido, es necesario mejorar la precisión y la rigidez de la sujeción de herramientas. Se han desarrollado nuevos mandriles de herramientas y tecnologías de ajuste de herramientas, como mandriles hidráulicos, mandriles térmicos y mandriles de contracción. sido desarrollado. Además, para mejorar la tasa de utilización de las herramientas y reducir el costo de la gestión de herramientas, se han desarrollado tecnologías de apoyo, como software de gestión de herramientas y bases de datos de corte, para utilizar tecnología de la información moderna para mejorar el nivel general del procesamiento de corte.
3. ¿Cómo aplicar la tecnología de corte moderna para mejorar la eficiencia del procesamiento?
En la actualidad, la situación de desarrollo de la industria del corte mecánico es muy buena. Entonces, ¿cómo aplicar la tecnología de corte moderna para mejorar la eficiencia del procesamiento de las empresas? Puede partir de los siguientes aspectos:
(1) Mejorar el rendimiento de los materiales de las herramientas y desarrollar tecnología de recubrimiento.
Un símbolo importante del rápido desarrollo de la tecnología de corte en los últimos años es la mejora continua de las propiedades de los materiales de las herramientas y el rápido progreso de la tecnología de recubrimiento, especialmente los materiales de carburo para herramientas de torneado y fresas y sus numerosas plaquitas indexables. y aplicaciones generalizadas. Parece que están surgiendo nuevas marcas de hojas de carburo desarrolladas por varias empresas de herramientas, y sus variedades cubren todos los campos del procesamiento de corte. Por lo general, la introducción de una nueva marca puede mejorar la eficiencia de corte entre un 20% y un 30%, y algunos incluso alcanzan el 100%. Por lo tanto, una investigación exhaustiva de los materiales antiguos utilizados por las empresas durante mucho tiempo, la eliminación de algunas marcas antiguas y la adopción de nuevos materiales y marcas correspondientes, especialmente el reemplazo de marcas sin recubrimiento por marcas recubiertas, pueden tener un efecto inmediato. en la mejora de la eficiencia del procesamiento.
(2) Desarrollar nuevas estructuras de herramientas
El rápido desarrollo de nuevas estructuras de herramientas juega un papel importante en la mejora de la eficiencia del procesamiento. Por ejemplo, la broca indexable para orificios poco profundos de carburo CORODRILL880 recientemente lanzada por Sanvik Jiaoman tiene una estructura de herramienta (hoja) significativamente mejorada en comparación con la broca para orificios poco profundos original, la velocidad de avance o la velocidad de corte se pueden casi duplicar y la eficiencia del procesamiento se puede mejorar en aproximadamente. 70, y se puede obtener una mejor precisión de procesamiento y calidad de superficie. Otro ejemplo es la fábrica de turbinas de vapor de Harbin, que se encontró con el problema de procesar agujeros profundos de gran diámetro al producir la primera unidad de turbina de vapor supercrítica de 600.000 kilovatios del país. Si se utilizan herramientas tradicionales de procesamiento de orificios para el procesamiento, cada orificio tomará 6,7 horas y la tarea de procesamiento no se podrá completar.
Más tarde, la fábrica adoptó la broca compuesta de Kennametal y el tiempo de procesamiento para cada orificio fue de solo 0,5 horas, lo que redujo el tiempo de procesamiento en aproximadamente un 93 %. Las tareas de procesamiento de unos 200 pozos profundos que no se habían completado en 40 días se completaron en 5 días. Se puede ver que las empresas deben utilizar activamente los abundantes recursos de herramientas avanzadas para mejorar la eficiencia del procesamiento o resolver los problemas de procesamiento encontrados en la producción, y aprovechar esto como una oportunidad para mejorar continuamente el nivel de aplicación de la tecnología de corte y las herramientas de corte en las empresas.
(3) Desarrollar y adoptar nuevas herramientas.
En los últimos años, la industria de herramientas ha desarrollado nuevas herramientas para algunas industrias de maquinaria. Estas herramientas se caracterizan por su alta eficiencia o innovación tecnológica, y han jugado un papel importante en la promoción del avance de la tecnología de procesamiento de la industria. Por ejemplo, las fresas de inserción (perforación), las fresas multifunción, las fresas de avance grande, las fresas de cuerno, etc. desarrolladas para la industria del molde han desempeñado un papel muy importante en la mejora de la eficiencia del procesamiento de moldes y en la innovación de la tecnología de procesamiento de moldes. Por lo tanto, las empresas deben mantenerse al tanto y recopilar los últimos desarrollos en herramientas de corte en esta industria para nuestro uso, de modo que las empresas siempre puedan mantener niveles de corte avanzados y una eficiencia de procesamiento líder.
Además, también hay algunos logros en la tecnología de corte, como plaquitas indexables como herramientas rotativas, herramientas de torneado con raspado, fresas de borde en espiral con ángulos de ataque, etc., que pueden reemplazar las de alta velocidad ordinarias. Herramientas de acero y son integralmente duras. Brocas de aleación de alta calidad, fresas de extremo, etc. Estas herramientas tienen un efecto universal en la mejora de la eficiencia del procesamiento de procesos de torneado, fresado y taladrado de gran volumen y amplio alcance, y han sido probados durante mucho tiempo por la práctica de producción. Sin embargo, el hecho inevitable es que todavía hay bastantes empresas que no han adoptado plenamente esta parte de la tecnología por diversas razones y todavía utilizan herramientas que han estado obsoletas durante mucho tiempo, lo que restringe el desarrollo de las empresas a largo plazo. Las empresas deben adoptar tecnologías y herramientas de corte avanzadas universales de manera planificada y paso a paso para cambiar rápidamente el atraso de las herramientas de corte.
Mi país es un país con tecnología de corte relativamente atrasada, y las tecnologías y productos existentes ya no pueden satisfacer las necesidades de importantes sectores industriales de la industria manufacturera de herramientas de corte avanzadas. Por lo tanto, acelerar el desarrollo de la tecnología de corte y dominar la tecnología central del corte moderno no sólo es de gran importancia práctica sino también cada vez más urgente para que mi país construya una potencia manufacturera, complete la tarea histórica de una nueva industrialización y alcance el objetivo de revitalizar la industria de fabricación de equipos.
El desarrollo y aplicación de la moderna tecnología de corte mencionada anteriormente es el contenido de la consulta y el acuerdo de Zhongda.
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