Làm việc với thép công cụ đòi hỏi bạn phải tập trung vào độ chính xác. Bài đăng trên blog này bao gồm tất cả thông tin bạn cần để gia công thành công thép công cụ. Tại đây, bạn sẽ tìm hiểu về các loại khác nhau, kỹ thuật phù hợp và công cụ tốt nhất. Bằng cách làm theo các phương pháp này, bạn có thể cải thiện năng suất và duy trì tuổi thọ công cụ cũng như độ chính xác.
Gia công thép công cụ là gì?
Nói một cách đơn giản, gia công thép công cụ có nghĩa là cắt, định hình hoặc mài thép có độ cứng cao. Những loại thép này được sử dụng để chế tạo khuôn mẫu và khuôn. Vì chúng có khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt nên khó gia công hơn. Bạn sẽ cần chọn đúng thiết lập, công cụ và kỹ thuật để xử lý những vật liệu này. Bằng cách này, bạn có thể đạt được dung sai và độ hoàn thiện mong muốn cho dự án của mình.
Phân loại thép công cụ
Làm cứng nước (Dòng W)
Nhóm thép công cụ này có giá thành rẻ nhất. Chúng được tôi luyện bằng cách làm nguội trong nước. Chúng thường được sử dụng cho các công cụ cầm tay như đục và đục. Mặc dù chúng có độ cứng hợp lý, nhưng chúng không hoạt động tốt trong các tình huống nhiệt độ cao. Chúng có thể nứt hoặc cong vênh khi tiếp xúc với ứng suất nhiệt.
Làm cứng dầu (Dòng O)
Các loại thép này có độ bền tốt và chống mài mòn. Chúng thường được chọn làm dụng cụ cắt, khuôn và dụng cụ tạo hình.
Crom Carbon Cao (Dòng D)
Những loại thép này nổi bật nhờ khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Đối với các công việc dập, cắt và tạo hình dài hạn, chúng rất hữu ích.
Làm cứng bằng không khí (Dòng A)
Sau khi xử lý nhiệt, các loại thép này vẫn giữ nguyên kích thước. Chúng chủ yếu được sử dụng cho khuôn mẫu và thước đo chính xác.
Thép tốc độ cao (Dòng M và T)
Thép tốc độ cao vẫn giữ được độ cứng ngay cả khi nhiệt độ tăng. Đối với các công cụ cắt tốc độ cao như vòi, máy khoan, máy doa và máy phay, chúng thường được sử dụng. Khả năng chống mềm của chúng có nghĩa là các công cụ của bạn sẽ bền hơn nhiều ngay cả khi sử dụng liên tục. Khi bạn cần gia công ở tốc độ cao hơn, chúng là lựa chọn tốt nhất.
Cũng thấy: Gia công tốc độ cao: Kỹ thuật, ứng dụng và cân nhắc
Thép gia công nóng (Dòng H)
Đối với các công việc liên quan đến nhiệt độ cao như rèn hoặc đúc khuôn, các loại thép này hoạt động tốt nhất. Các loại thép này không bị nứt, mềm hoặc dễ bị mỏi nhiệt. Ngay cả trong các chu kỳ làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại, chúng vẫn hoạt động tốt.
Thép chống va đập (Dòng S)
Thép chống sốc xử lý tốt các tác động đột ngột và tải trọng động. Chúng chủ yếu được sử dụng cho các công cụ như đục, đục và búa. Vì chúng cứng, chúng ngăn ngừa vỡ và nứt dưới áp lực. Khi bạn cần hấp thụ sốc ngoài sức mạnh, những loại thép này mang lại kết quả đáng tin cậy.
Thép mục đích đặc biệt
Thép chuyên dụng đáp ứng các nhu cầu độc đáo như độ bền cực cao, khả năng chống ăn mòn hoặc các đặc tính nhiệt cụ thể. Đối với các ngành công nghiệp đòi hỏi khắt khe, các nhà sản xuất thường pha trộn các hợp kim này theo yêu cầu. Chủ yếu bạn sẽ tìm thấy chúng trong các lĩnh vực y tế, hàng không vũ trụ và năng lượng, nơi mà thép công cụ tiêu chuẩn không thể thực hiện được.
Các công cụ quan trọng để gia công thép công cụ
Chủ sở hữu công cụ
Chọn giá đỡ dụng cụ cung cấp cả độ chính xác và độ cứng. Vì thép dụng cụ tạo ra lực cắt mạnh nên bạn cần kẹp chặt. Cách tiếp cận này giúp gia công chính xác, ngăn ngừa rung động và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Dụng cụ cắt
Khi làm việc với thép công cụ cứng, hãy chọn dao phay đầu và chèn carbide. Các công cụ này có thể hoạt động ở nhiệt độ cao và chống mài mòn. Nếu bạn đang gia công các loại mềm hơn hoặc xử lý các lô nhỏ, các công cụ thép tốc độ cao cung cấp một lựa chọn đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí.
Công cụ máy móc
Chọn máy CNC có bệ vững chắc và trục chính mạnh. Trong gia công thép công cụ, cắt chịu lực rất phổ biến. Để tránh bị lệch trong các hoạt động này, thiết bị của bạn phải cung cấp đủ công suất và duy trì độ cứng.
Chất làm mát và chất bôi trơn
Quản lý nhiệt rất quan trọng khi gia công thép công cụ. Để loại bỏ nhiệt hiệu quả, hãy sử dụng hệ thống áp suất cao và sử dụng chất làm mát tràn. Đối với các lần hoàn thiện, làm mát bằng không khí hoặc sương mù đôi khi có thể đủ. Chất bôi trơn cũng đóng vai trò quan trọng vì chúng làm giảm ma sát và cải thiện bề mặt hoàn thiện.
Phương pháp gia công hiệu quả nhất cho thép công cụ
Khoan
Khó khoan thép công cụ vì độ cứng của nó. Để tránh tích tụ phoi, hãy sử dụng chu kỳ khoan peck và thiết lập cứng. So với các tùy chọn HSS tiêu chuẩn, mũi khoan coban hoặc carbide hoạt động tốt hơn. Việc sử dụng mũi khoan được cấp chất làm mát được khuyến khích mạnh mẽ để kiểm soát nhiệt và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Quay
Khi tiện thép công cụ trên máy tiện, hãy chọn chèn carbide. Đặt tốc độ cắt ở mức vừa phải và giữ cho các bước tiến dao ổn định. Đối với quá trình gia công thô, hãy sử dụng các công cụ cứng và giữ cho phần nhô ra ở mức tối thiểu. Khi hoàn thiện, hãy giảm độ sâu cắt và tăng nhẹ tốc độ bề mặt. Cách tiếp cận này giúp bộ phận không bị quá nhiệt và cải thiện độ hoàn thiện.
Phay
Trong cáp phay, chọn máy phay đầu hiệu suất cao hoạt động tốt với vật liệu đã tôi cứng. Đặt tốc độ nạp cao và sử dụng tốc độ bảo thủ trong quá trình gia công thô. Để hoàn thiện, hãy giảm cả tốc độ nạp và độ sâu cắt. Theo cách này, bạn có thể có được bề mặt mịn hơn. Phay leo thường cho độ hoàn thiện mịn hơn và tuổi thọ dụng cụ tốt hơn.
nghiền
nghiền cho phép bạn đạt được bề mặt hoàn thiện mịn và dung sai chặt chẽ. Đối với thép công cụ, hãy sử dụng bánh xe liên kết thủy tinh. Mài bánh xe đúng cách để giữ được độ sắc. Để tránh nứt hoặc cháy trên bề mặt của bộ phận, chỉ nên ấn nhẹ.
Gia công phóng điện (EDM)
Đối với các hình dạng phức tạp và thép công cụ cứng, EDM hoạt động tốt nhất. Quá trình này loại bỏ vật liệu thông qua tia lửa điện nên không có tiếp xúc hoặc ứng suất cơ học. Mặc dù EDM chậm, nhưng đây là lựa chọn tốt nhất cho các bộ phận không thể gia công bằng các phương pháp thông thường sau khi tôi cứng.
Mẹo gia công thép công cụ thành công
Sử dụng hình học công cụ thích hợp
Chọn góc giải phóng và góc nghiêng giúp giảm lực cắt. Chọn góc nghiêng dương cho thép dụng cụ cứng và giữ cho lưỡi cắt sắc. Để giảm thiểu tình trạng sứt mẻ và tăng độ bền ở lưỡi cắt, hãy sử dụng các dụng cụ có bán kính góc.
Tối ưu hóa các thông số cắt
Điều chỉnh tốc độ và tốc độ theo cấp thép dụng cụ và vật liệu dụng cụ cắt. Nhìn chung, tốc độ chậm hơn với tốc độ nạp nặng hơn sẽ mang lại kết quả tốt hơn. Bắt đầu với các giá trị được đưa ra trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất. Sau đó thực hiện các điều chỉnh cần thiết dựa trên hiệu suất của dụng cụ và độ hoàn thiện bề mặt.
Thực hiện các kỹ thuật làm mát thích hợp
Trong gia công thép công cụ, rất nhiều nhiệt được tạo ra. Để loại bỏ nhiệt và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ, hãy sử dụng hệ thống làm mát áp suất cao hoặc làm mát bằng nước. Làm mát bằng không khí hoặc sương mù có thể đủ cho công việc nhẹ hoặc hoàn thiện nhưng các phương pháp này không hiệu quả đối với gia công nặng.
Chuẩn bị phôi
Đảm bảo vật liệu được giải phóng ứng suất trước khi bắt đầu gia công. Bước này làm giảm độ căng bên trong và giúp ngăn ngừa biến dạng hoặc chuyển động. Nhờ các phương pháp xử lý gia công trước này, độ ổn định được cải thiện, điều này rất quan trọng để duy trì dung sai chặt chẽ trong thép đã tôi.
Bảo trì công cụ thường xuyên
Kiểm tra thường xuyên các dụng cụ của bạn để xem có dấu hiệu mòn hoặc vỡ không. Các dụng cụ cùn sẽ làm tăng lực cắt và dẫn đến chất lượng bề mặt kém. Chủ yếu đối với các miếng chèn cacbua hoặc dao phay đầu, hãy lập lịch kiểm tra và thay thế thường xuyên.
Xử lý nhiệt và tác động của nó đến gia công
Xử lý nhiệt có ảnh hưởng lớn đến cách thép công cụ phản ứng trong quá trình gia công. Bạn phải sắp xếp các bước gia công của mình theo quy trình xử lý nhiệt, nếu bạn muốn đạt được độ bền và độ cứng cao.
Mục đích của xử lý nhiệt
Xử lý nhiệt chủ yếu được sử dụng để cải thiện các tính chất cơ học như khả năng chống mài mòn, độ cứng và độ bền. Áp dụng quy trình này giúp cải thiện hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ trong quá trình sử dụng.
Các quy trình xử lý nhiệt phổ biến
Ủ, tôi và ram là những phương pháp được sử dụng rộng rãi. Ủ làm cho thép mềm hơn, do đó gia công trở nên dễ dàng hơn. Làm tôi làm tăng độ cứng. Ram làm giảm độ giòn để các đặc tính của thép trở nên cân bằng hơn.
Tác động đến khả năng gia công
Sau khi tôi, gia công thép công cụ trở nên khó khăn hơn vì vật liệu trở nên cứng hơn. Điều này đòi hỏi phải sử dụng các công cụ cắt sắc hơn, thiết lập cứng hơn và các thông số được lựa chọn cẩn thận. Một số nhà sản xuất chọn gia công thép công cụ trong khi nó vẫn đang ủ. Sau đó, họ áp dụng xử lý nhiệt sau khi gia công cuối cùng để kết hợp gia công dễ dàng với hiệu suất cao.
Kỹ thuật hoàn thiện bề mặt cho thép công cụ
Trong quá trình gia công thép công cụ, hoàn thiện là bước cuối cùng. Bước này có tác động lớn đến khả năng chống mài mòn của dụng cụ, hiệu suất và hiệu suất chung của dụng cụ. Bạn cần lựa chọn cả phương pháp hoàn thiện và xử lý phù hợp để có được kết quả tốt nhất.
Tầm quan trọng của bề mặt hoàn thiện
Bề mặt hoàn thiện chất lượng không chỉ cải thiện vẻ ngoài. Nó giúp ngăn ngừa mài mòn sớm, giảm ma sát và tăng tuổi thọ của bộ phận. Hơn nữa, trong các công cụ và khuôn, bề mặt nhẵn cải thiện dòng chảy vật liệu và giảm độ bám dính trong quá trình sử dụng.
Phương pháp hoàn thiện
Đánh bóng, mài và mài nhẵn là những phương pháp thường được sử dụng. Đánh bóng hoạt động bằng cách làm phẳng các thung lũng và đỉnh nhỏ trên bề mặt. Mài nhẵn sửa lỗi kích thước. Mài nhẵn hoạt động tốt nhất khi bạn cần bề mặt phẳng trên các thành phần khuôn hoặc khuôn mẫu.
Lớp phủ thông thường
Titanium Aluminum Nitride (TiAlN), Titanium Nitride (TiN) và Crom Nitride (CrN) là các lớp phủ thường được sử dụng. Các lớp phủ này ngăn nhiệt tích tụ, tăng khả năng chống mài mòn và giúp cả dụng cụ và chi tiết gia công bền hơn.
Những thách thức trong gia công thép công cụ
Sinh nhiệt
Trong quá trình gia công thép công cụ, rất nhiều nhiệt được tạo ra. Nhiệt độ quá cao có thể gây giãn nở nhiệt và làm hỏng dụng cụ của bạn. Để kiểm soát nhiệt độ và giữ cho kích thước bộ phận chính xác, bạn sẽ cần các phương pháp làm mát hiệu quả như hệ thống áp suất cao hoặc ngập nước.
Độ cứng và chống mài mòn
Thép công cụ được thiết kế để cực kỳ cứng. Do đặc tính này, các công cụ bị mòn nhanh, đặc biệt là trong quá trình gia công thô. Hãy chọn các công cụ chống mài mòn như carbide phủ để giải quyết vấn đề này. Việc thiết lập các thông số cắt chính xác cũng rất quan trọng.
Độ bền của vật liệu
Do độ bền của thép công cụ, cần lực cắt cao hơn. Điều này có thể dẫn đến độ lệch của dụng cụ, đặc biệt là với các thiết lập có tầm với xa. Để giữ mọi thứ ổn định và có được bề mặt hoàn thiện tốt hơn, hãy sử dụng giá đỡ dụng cụ chắc chắn và máy cứng.
Độ ổn định kích thước
Thép dụng cụ có thể dịch chuyển nhẹ trong hoặc sau khi gia công, đặc biệt nếu chưa thực hiện xử lý giảm ứng suất. Đảm bảo kiểm tra dung sai sau khi gia công. Xử lý nhiệt trước khi gia công cũng có thể giúp cải thiện độ ổn định về kích thước.
Nếu bạn xác định những thách thức này sớm và điều chỉnh tốc độ, công cụ và các bước gia công, hầu hết các vấn đề đều có thể được giải quyết. Bằng cách lập kế hoạch cẩn thận, bạn có thể giảm phế liệu, kéo dài tuổi thọ công cụ và đạt được kết quả nhất quán từ lô này sang lô khác.
Thông số kỹ thuật an toàn
Xử lý và bảo quản
Thanh và tấm thép công cụ rất nặng. Để xử lý an toàn, hãy sử dụng các công cụ nâng phù hợp. Lưu trữ nguyên liệu thô trên giá đỡ ổn định và dán nhãn rõ ràng để tránh nhầm lẫn. Để tránh rỉ sét, hãy giữ nguyên liệu khô ráo và sạch sẽ.
Thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE)
Khi xử lý thép công cụ, hãy đeo kính bảo hộ, găng tay và trang phục bảo hộ. Các cạnh sắc và vật nặng có thể gây thương tích. Nếu cắt khô hoặc mài, bạn cũng có thể cần bảo vệ hô hấp.
An toàn máy móc
Kiểm tra xem tất cả các thanh chắn an toàn đã được gắn vào máy tiện thủ công và máy CNC của bạn chưa. Đảm bảo rằng tất cả các điểm dừng khẩn cấp đều hoạt động và bạn có thể dễ dàng tiếp cận. Trong khi máy đang chạy, không bao giờ mở vỏ máy hoặc bỏ qua khóa liên động an toàn.
Tóm lại
Tóm lại, gia công thép công cụ đúng cách tạo ra các bộ phận đáng tin cậy và bền bỉ. Bạn có thể xử lý các vấn đề như nhiệt, hao mòn và biến dạng bằng cách tuân theo các phương pháp đã được chứng minh, lựa chọn công cụ phù hợp và thực hành các thói quen an toàn tốt. Gia công chính xác rất quan trọng cho dù bạn làm khuôn, khuôn mẫu hoặc công cụ công nghiệp vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thành phẩm của bạn.
Nếu bạn cần trợ giúp về gia công thép công cụ, liên lạc Richconn. Họ cung cấp dung sai chặt chẽ và độ chính xác ngay cả với những vật liệu khó gia công thông qua dịch vụ gia công CNC của họ.
Câu hỏi liên quan
Làm thế nào để ngăn ngừa mài mòn dụng cụ khi gia công thép công cụ?
Chọn dụng cụ cacbua phủ, sử dụng nhiều chất làm mát và thiết lập tốc độ và tốc độ nạp liệu phù hợp. Để duy trì chất lượng, hãy kiểm tra dụng cụ thường xuyên và thay thế khi bị mòn.
Những vấn đề thường gặp về bề mặt hoàn thiện khi gia công thép công cụ là gì?
Máy cắt cùn, độ rung và nhiệt độ quá cao có thể làm hỏng bề mặt hoàn thiện. Để tránh điều này, hãy sử dụng các công cụ sắc bén, sử dụng chất làm mát phù hợp và giữ cho thiết lập của bạn cứng.
Thép công cụ có thể gia công được sau khi tôi không?
Có thể gia công thép công cụ cứng nhưng bạn cần các thiết lập cứng và các công cụ đặc biệt như chèn CBN hoặc gốm. Đôi khi EDM hoặc mài hoạt động tốt hơn.
Có nên gia công khô đối với thép công cụ không?
Tránh sử dụng thép dụng cụ gia công khô vì nó gây ra nhiệt tích tụ. Sử dụng chất làm mát giúp dụng cụ của bạn bền hơn và giữ cho các bộ phận chính xác.
Thép công cụ có thể hàn được sau khi gia công không?
Có thể hàn nhưng bạn phải làm nóng trước và xử lý nhiệt sau khi hàn để tránh nứt. Luôn chọn vật liệu hàn theo loại thép của bạn.
