الفولاذ هو المادة الأساسية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في صناعة الماكينات بنظام التحكم الرقمي. تتوافق مزاياه الشاملة إلى حد كبير مع متطلبات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذات الدقة العالية والكفاءة العالية ومتطلبات التصنيع متعدد السيناريوهات للماكينات بنظام التحكم الرقمي، مما يجعله الخيار الأول لتصنيع مختلف الأجزاء:
الصف: فولاذ AISI 1018، Q235، 20#
الخصائص: صلابة منخفضة (HB 120-160)، ومرونة جيدة، وسهولة القطع، وسهولة اللحام، وقابلية جيدة للتشكيل على البارد؛ قوة معتدلة، وعرضة للصدأ
التصنيع الآلي: قدرة قطع عالية السرعة، تآكل منخفض للأدوات؛ يسمح التخشين بمعدلات تغذية وأعماق قطع كبيرة؛ معالجة الوقاية من الصدأ المطلوبة
التطبيقات: الأقواس، والتركيبات، والتركيبات، والمكونات الهيكلية غير الحاملة، وأجزاء الصفائح المعدنية
الصف: فولاذ AISI 1045، 40#
الخصائص: قوة وصلابة وصلابة ومتانة متوازنة؛ يمكن تحسين الأداء العام بشكل كبير من خلال التبريد والتلطيف؛ قابلية جيدة للتشغيل الآلي
التصنيع الآلي: التشغيل الآلي المباشر أو التشطيب بعد التسقية والتبريد؛ معلمات قطع معتدلة؛ مناسبة لجميع العمليات بما في ذلك الخراطة والطحن والحفر والطحن
التطبيقات: الأعمدة، والتروس، والمسامير، والمسامير، وقضبان التوصيل، وقواعد القوالب، والمكونات الهيكلية الحاملة.
الدرجات: 65Mn، AISI 1095، T8، T10، T8، T10
الخصائص: صلابة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، ومرونة جيدة؛ قوة عالية ولكن صلابة وهشاشة ضعيفة؛ وقابلية تشغيل ضعيفة
التصنيع الآلي: التشغيل الآلي الخشن في الغالب في حالة التلدين؛ بعد التبريد، يمكن طحنها فقط؛ الأدوات تتآكل بسهولة، مما يتطلب سرعة منخفضة وعمق قطع صغير.
التطبيقات: أدوات القطع، واللكمات، والنوابض، وكتل التآكل، وأدوات القياس
الدرجات: 12L14، 1215، 1215، Y15، Y40Mn
الخصائص: سهولة كسر البُرادة أثناء القطع، وتشطيب السطح العالي، والعمر الطويل للأداة، وكفاءة التصنيع العالية؛ القوة والصلابة أقل قليلاً من الفولاذ الكربوني العادي.
التصنيع الآلي: مناسبة للتشغيل الآلي عالي السرعة والتغذية العالية؛ ومناسبة للمخارط الأوتوماتيكية وإنتاج القِطع الصغيرة الدقيقة باستخدام الحاسب الآلي.
التطبيقات: أعمدة دقيقة، ودبابيس، وصواميل، وصواميل، ومكونات إلكترونية، وقطع غيار أجهزة.
الدرجات: 40Cr 40Cr (AISI 4140)، 20CrMnTi، 35CrMo
الخصائص: المتانة، وقوة الإجهاد، ومقاومة التآكل أعلى بكثير من الفولاذ الكربوني؛ صلابة جيدة وأقل تشوه بعد المعالجة الحرارية؛ قابلية جيدة للتشغيل الآلي
التصنيع الآلي: قابلية ممتازة للتشغيل الآلي بعد التسقية والتبريد؛ مناسبة للقطع شديدة التحمل وعالية الدقة؛ تتطلب أدوات قطع ومعلمات مطابقة
التطبيقات: التروس، والأعمدة المحزومة، والمسامير عالية القوة، وإدخالات القوالب، والمكونات الهيدروليكية
الدرجات: Cr12、Cr12MoV、D2、SKD11
الخصائص: صلابة عالية (HRC 58-64)، ومقاومة عالية للتآكل، وقوة ضغط عالية، وصلابة معتدلة.
التطبيقات: قوالب الختم على البارد، وقوالب القص، وقوالب السحب، وقوالب التشكيل، وكتل التآكل.
الدرجات: H13 、 SKD61 、 4Cr5MoSiV1
الخصائص: قوة عالية في درجات الحرارة العالية، ومقاومة للإجهاد الحراري، وتوصيل حراري جيد، وصلابة ممتازة.
التطبيقات: قوالب الصب بالقالب، وقوالب التشكيل على الساخن، وقوالب البثق وقوالب/قوالب الحقن.
الدرجات: S136 、NAK80 、 P20
الخصائص: S136 مقاوم للتآكل ويمكن صقله كالمرآة؛ وNAK80 مقوى مسبقًا ولا يحتاج إلى معالجة حرارية؛ وP20 متعدد الاستخدامات للغاية.
التطبيقات: القوالب ذات الطلاء المرآتي العالي، والقوالب المقاومة للتآكل، وقوالب الحقن العادية.
| المواد | الصف | محتوى الكربون | المزايا | التطبيقات |
|---|---|---|---|---|
| فولاذ منخفض الكربون | فولاذ 1018، Q235، 20# | ≤0.25% | سهلة المعالجة وغير مكلفة | الدعامات، والتركيبات |
| الفولاذ الكربوني المتوسط | فولاذ 1045، 40# | 0.45% | أداء عام جيد | الأعمدة والتروس وقواعد القوالب |
| فولاذ عالي الكربون | 65 مليون، 1095، 1095، T8، T10 | ≥0.6% | صلابة عالية، ومقاومة للتآكل، ومرونة جيدة | الأدوات واللكمات والنوابض |
| فولاذ القطع الحر | 12L14، 1215، 1215، Y15، Y40Mn | 0.15% | قطع سريع، تشطيب سطحي عالي | الأعمدة الدقيقة والدبابيس والمكونات الإلكترونية |
| سبائك الصلب | 40Cr40 (4140)، 20CrMnTi، 35CrMo | 0.40% | قوة عالية ومقاومة للاهتراء | التروس، والأعمدة المحزوزة، والأجزاء الهيدروليكية |
| فولاذ القوالب المشغول على البارد | Cr12، Cr12MoV، D2، SKD11، D2 | 1.5% | صلابة عالية، مقاومة للاهتراء | قوالب الختم على البارد، وقوالب القص، وقوالب التشكيل |
| فولاذ القوالب الصلب المشغول على الساخن | H13، SKD61، 4Cr5MoSiV1 | 0.4% | مقاومة للإجهاد الحراري | قوالب الصب بالقالب، وقوالب التشكيل على الساخن، وقوالب الحقن بالقالب |
| فولاذ القالب البلاستيكي | ق 136، ناك 80، ص 20 | 0.3%-0.4% | مرونة عالية، يمكن صقلها/التقوية المسبقة | القوالب ذات الطلاء النهائي المرآة العالية، وقوالب الحقن العامة |
توافق الأدوات: إعطاء الأولوية لاستخدام أدوات الكربيد، ومطابقة الطلاء مع صلابة الفولاذ (على سبيل المثال، طلاء TiAlN للفولاذ الكربوني العادي، وأدوات CBN للفولاذ عالي الصلابة) للحد من تآكل الأدوات وتقطيعها.
معلمات القطع: اتبع مبدأ "السرعة العالية، والتغذية الكبيرة للفولاذ اللين، والسرعة المنخفضة، وعمق القطع الصغير للفولاذ الصلب"، مع ضبط سرعة عمود الدوران ومعدل التغذية وعمق القطع بشكل مناسب لتجنب قوى القطع المفرطة أو التشوه الحراري.
التبريد والتشحيم: ضمان التبريد والتشحيم المناسبين طوال عملية التصنيع الآلي، باستخدام سائل تبريد مناسب للفولاذ (على سبيل المثال، سائل تبريد شديد الضغط للفولاذ عالي السبائك)، مع رشه مباشرةً على منطقة القطع لتقليل حرارة القطع وتقليل التصاق الأداة.
صلابة التثبيت: ضمان التشبيك الآمن وتقليل تراكب الأداة ومنع الاهتزاز والإزاحة أثناء التصنيع الآلي. يتطلب الفولاذ عالي الصلابة تركيبات متخصصة لضمان دقة الأبعاد.
مواصفات العملية: إجراء التخشين والتشطيب بشكل منفصل. يزيل التخشين المواد الزائدة ويحرر الإجهاد الداخلي، بينما يضمن التشطيب دقة السطح وثبات الأبعاد، مع إعطاء الأولوية للطحن المتسلق.
الخراطة باستخدام الحاسب الآلي لتركيبات المحول
خراطة المكبس باستخدام الحاسب الآلي
قطع غيار مركبات الطاقة الجديدة
قطع غيار مركبات الطاقة الجديدة
ج: بالنسبة للفولاذ الكربوني العادي (الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ الكربوني المتوسط)، يُفضل استخدام أدوات كربيد الأسمنت المطلي بـ TiAlN نظرًا لمقاومتها الأفضل للتآكل والتوافق. أما بالنسبة للفولاذ عالي الصلابة (الفولاذ عالي الكربون وفولاذ القوالب)، فإن أدوات CBN أو أدوات السيراميك المطلية بـ TiCN ضرورية لمنع تقطيع الأدوات وتآكلها بشكل فعال.
ج: هناك ثلاثة أسباب رئيسية: أولاً، صلابة الأداة غير متوافقة مع الفولاذ؛ لم يتم اختيار أداة غير مناسبة. ثانيًا: كانت معلمات القطع غير معقولة؛ فبالنسبة للفولاذ الصلب، لم يتم تقليل سرعة الدوران وعمق القطع، مما أدى إلى قوى قطع مفرطة. ثالثًا، لم يكن التثبيت آمنًا، وتسببت اهتزازات القطع في حدوث تقطيع.
ج: تزيل عملية التخشين معظم مواد الشُّغْلة، ويمكن أن تتسبب حرارة القطع والإجهاد الداخلي المتولد أثناء العملية في حدوث تشوه طفيف في الشُّغْلَة. يتيح الفصل بين عمليتي التخشين والتشطيب للقطعة تحرير الإجهاد الداخلي بالكامل بعد التخشين، ومن ثم تتحكم عملية التشطيب بدقة في دقة الأبعاد وجودة السطح، مما يؤدي إلى تجنب التشوه الذي قد يؤثر على نتائج التصنيع.
ج: ليست هناك حاجة إلى تحسين تبريد خاص. يحتوي فولاذ القطع الحر على الكبريت والرصاص وعناصر أخرى، مما يجعل البُرادة أسهل في الكسر وأقل عرضة للالتصاق بالأداة. المستحلبات العادية كافية للتشغيل الآلي. المفتاح هو ضمان إزالة البُرادة بسلاسة. يمكن أن تؤدي زيادة سرعة عمود الدوران ومعدل التغذية بشكل مناسب إلى تحسين الكفاءة.
ج: يجب استخدام التَرْكِيبات المتخصصة لضمان صلابة التشبيك وتقليل بروز الأداة (L/D≤3) لتجنب الاهتزاز وإزاحة الشُّغْلَة أثناء التصنيع الآلي. يجب أيضًا تجنب قوة التشبيك المفرطة لمنع تشوه الشُّغْلَة وضمان دقة الأبعاد التي تفي بالمتطلبات.
ج: المبدأ الأساسي هو مطابقة نوع الفولاذ. يمكن تشكيل الفولاذ الكربوني العادي باستخدام مستحلبات عادية؛ بينما يتطلب الفولاذ عالي السبائك وفولاذ القوالب مبردات الضغط الشديد التي تحتوي على إضافات الكبريت/الكلور، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من حرارة القطع، وتقلل من التصاق الأدوات، وتطيل عمر الأداة.
