搜索

液氮冷却车削新工艺ICEFLY

一项新的硬车加工工艺即将问世,其开发者称它可以将粗磨时间从原来的4小时降低到15分钟。此外,该工艺还被认为可以将刀具成本降低85%,同时改善工件公差及表面粗糙度。

该工艺是由哈挺公司与空气产品及化学物质有限公司(Air Products and Chemicals Inc.)共同开发的,原理是在车削操作中在切口处导入液态氮。在该工艺中,液态氮能将切削刀具冷却到非常低的温度,并阻止在工件中形成温升现象,提高切削操作效率,产生巨大的好处。

该工艺被称作“IceFly”,据空气产产品公司IceFly的技术主管Ranajit Ghosh说,该工艺可以用于替代粗磨操作,在硬度为78Rc的材料粗加工操作中可以将公差保持在0.008英寸,同时提高切深和主轴速度。
ICEFLY(R) Machining TechnologyGhosh在次采访中说,空气产品公司大约于5年前开发出在切削操作中应用液态氮的该工艺。在切削中采用液态氮原来是开发用于加工制作扁钢的重型工艺辊及支撑辊的。这些辊子是用难加工淬硬工其钢制造的。Ghosh说其公司的冷却工艺当前正在美国5台生产这种辊子的机床上使用。

空气产品公司与哈挺之间的合作使得该工艺应用到了更宽阔的市场及更小的零件上。

小零件,大挑战

给各种各样的零件硬车操作进行低温冷却不是件简单的事情。当在加工过程中导入极低温液体时,液体容易快速达到自己的沸点(氮的沸点为-320华氏度或-196摄氏度)。在液体与温度比液体高得多的刀具及工件之间会形成一个气体层,该气体层将成为热屏障。

对这个问题,空气产品公司找到了解决方案,Ghosh说:“该工艺并不是仅仅往工件上倒液态氮那么简单。在这样做的过程中,会形成气体分界层,该分界层会降低传热效率,几乎会消除(从工件)传热的能力。”

空气产品公司开发了一种两相系统,其中在液态氮中悬置专用固体粒子。结合击打刀具和工件的气体的速度,这些粒子会破坏气体分界层。液态氮通过可以调整其流速的喷嘴喷到刀具和工件上。

Ghosh说,喷嘴附在刀其转塔上,液态氮从储箱中供应。喷嘴将液态氮直接喷到刀具前倾面上。

优势

冷液体可以去除切削过程中产生的热,将工件保持恒温。哈挺的高级应用工程师Tom Sheehy说,让工件保持恒温可以保障恒定的切削条件,从而维持精确的公差,即使切深比通常的更深也可以实现这一点。

此外,液态氮还将刀具保持在极冷状态。Ghosh说低温冷冻改变了陶瓷刀其的特征,使它们变得更硬、更韧。Sheehy说.这样陶瓷刀具可以以0.003~0.005英寸的切深切割硬度超过78Rc的硬质合金材料。Sheehy补充说,陶瓷刀具的低温制冷还可以对那些淬硬材料进行断续切割。Sheehy说:“低温冷却使陶瓷刀具强度更高,韧度更大,所以可以不用100美元的立方氮化硼刀具而用15美元的陶瓷刀具,同时性能还更好。”

第三个加工方面的好处是冷的氮气可以淬冷工件,提高表面硬度。

表面质量的改善

Ghosh说:“在实践中我们已经在加工好的零件中发现表面和次表面硬度提高,压缩残余应力提高,同时白色层减少。”他解释说,压缩残余应力的增加使零件提高了疲劳强度。“白色层”指的是,在加工件表面,受热影响的金属中发现的未蚀刻的脆层,人们相信该层是在特定加工条件及采用特定切削刀具时,在某些钢成分中形成的。

Ghosh说.提高压缩残余应力和减少白色层可以提高加工件的耐磨和耐疲劳属性。

这些好处改变了粗切硬材料,诸如钴或铬含量比较高的工具钢和工具铁或碳化钨及钨钢等的加工程序。他说,该工艺还可以用于加工多孔材料,诸占如粉未金属产品,以及其他难加工材料,诸如金属基质复合材料等。Ghosh说:“没有任何其他工艺可以应用到所有这些场合。”此外,他补充道,该工艺很环保,并且很容易通过改装方式加到现有机床上。

试验

空气产品公司与哈挺在前者位于宾夕法尼亚州Allentown的公司现场,在一台试验性车床上试验了该工艺,哈挺的交钥匙工程经理Jeff Thomason说,在此他们正在以试验方式证明该概念。他提到:“我们将它看作是一种可以替代硬磨的工艺。”

哈挺正寻求在多种行业、各种产品上应用该工艺,但是,由于它可以很好地切割极硬材料及稀有材料,第一大应用领域可能是航空及医疗市场或用非常硬的材料生产刀具。Thomason说:“该工艺并非特定行业才可用。”

Thomason和Sheehy拒绝谈及该工艺的安装和使用成本,但是他们说对于不同的应用场合成本是不同的。此外,Thomason说,该工艺预计的投资回报也会因应用场合不同而不同。”

他说:“仅仅因为刀具寿命提高及刀片耐磨性能加强,该工艺有可能立即实现巨大报偿。”而Sheehy补充道,哈挺已经发现,该工艺将粗磨零件的时间已经从4小时缩短到15分钟,粗加工时间几乎缩短了95%。此外,他说,车出来的零件公差与粗磨的毫无二致。最后,他说,在该工件中,IceFIy工艺采用了廉价的陶瓷刀片而不是CBN刀具。

Sheehy说“采用液态氮成本有所增加,但是这种增加却完全被循环时间的缩短以及刀具成本的降低所抵消。”

Ghosh说空气产品公司针对IceFIy工艺,持有或者已经采用9大专利,并且这些专利既涵盖该工艺,也涵盖了公司为该工艺而开发的设备。Thomason说,对于硬车应用领域,现在已经可以从市场上购买到该工艺。

Ghosh说.他相信可以对其他加工过程诸如铣削开发液态氮工艺,但足为实现这一点,需要进行一定的开发工作。

优势

·硬材料的粗切削时间降低到了以前的1/16。
·提高了表面硬度,耐磨及疲劳强度。
·刀具成本降低85%。

需要权衡的方面:

·改造机床需要发生成本。
·每个零件的加工成本增加。
·投资回报率依据应用场合不同而不同。
·(当前)仅适合车削操作。
@ 用户在本网站发布的内容仅为发布者个人的立场或观点,并不代表本网站的立场或观点。作为内容发布者,需自行对所发布内容负责,因发布内容引发的一切纠纷,由该内容发布者承担全部法律及连带责任。本网站不承担任何法律及连带责任。本网站有权利对涉嫌违反相关法律、法规的内容进行相应处置。如存在侵权问题,请与本网站联系删除。
回复

使用道具 举报

相关推荐
  • 台山市恒达家居工艺制品公司产品标识和追溯程序

    1.0 目的 1.1 对产品进行适当的标识; 1.2 确保在生产过程中有效的防止不同产品混用、错用; 1.3 可实现产品的可追溯性。 2.0 适用范围 适用于原材料、半成品与成品的标识。 3.0 职 ...

  • 台山市恒达家居工艺制品公司记录管理控制程序

    1.0 目的 对记录进行有效的管理和控制,提供产品质量符合规定要求和质量体系有效运行的证据并为资料分析提供依据。 2.0 适用范围 适用于质量体系所有相关的记录。 3.0 职责 3.1各部门负责本部门的质量记录的控制。 3.2总经理 ...

  • 车间巡检工艺规定

    1.目的 产品质量是企业的生命,为了确保生产部制作的产品有一定的质量保证,必须在产品制作 过程中加强质量方面的监控,其中工艺巡检时特别重要的监控手段。工艺巡检若能做的到位,可以让管理者(包括工程师和组长)有效的掌 ...

  • 台山市恒达家居工艺制品公司采购管理控制程序

    1.0 目的 对公司所需物品的采购进行规范,确保产品生产顺利进行。 2.0 范围 与公司所有物品的采购活动,采购部,供应商。 3.0 职责 3.1生产部负责原材料、配件及执行关键工艺供应商的采购。 3.2出货部负 ...

  • 台山市恒达家居工艺制品公司出货控制程序

    1.0 目的 规范产品电镀、喷涂、包装管理过程,确保产品按客户的要求出货。 2.0 范围 公司所有产品的出货(包括台山厂和棠下仓库的出货)。 3.0 职责 3.1业务部负责提供出货通知和产品包装要求给出货部。 ...

  • 台山恒盛工艺制品公司出货部工作流程

    1、出货部根据总厂业务部《出货计划》及时检查成品库存。 2、若库存数量不够,提前一周填写《每周产品出货计划表》通知生产部安排生产。 3、如生产部不能及时交货的产品,则协调其他产品出货。 1、出货部根据《出货计划》提前 ...

  • 精益生产|掌握产品、工艺和物料

    1.程序指导委员会的任务   1)监督团队培训的执行   2)评审并不断修正总计划   3)在目标范围内的产品问题上取得一致意见   2.物料团队的任务   4)完成产品需求量的第一次迭代   5)确定看板系统的零件   6)建造看 ...

  • 精益生产中工艺、工装的提升

    精益生产是当前工业界最佳的一种生产组织体系和方式,也是目前我国许多大型企业生产改善所走的一条最佳道路。精益生产的实施同时也是提升工艺和物流管理水平,产品生产效率,降低运营成本,提升产品质量的过程。   下面以冲 ...

  • 精益生产之掌握产品、工艺和物料

    1.程序指导委员会的任务   1)监督团队培训的执行   2)评审并不断修正总计划   3)在目标范围内的产品问题上取得一致意见   2.物料团队的任务   4)完成产品需求量的第一次迭代   5)确定看板系统的零件   6)建造看 ...

  • 工艺改善与提升竞争力

         近年来,瓦轴集团从实际出发,全面深入开展了以“管理型”“效益型”“创新型”“技能型”“和谐型”为内容的创建“五型”班组活动,促进了班组建设,强化了企业管理,提升了经济效益,企业呈跨越式发展。 ...

  • 不在意别人的目光,你就会变得无比强大

    很多人从小接受教导,就是必须服从,必须听话。 结果是,从小就养成了看别人眼色的习惯。 小时候总是观察父母的脸色,期望获得父母的表扬。 出去和小伙伴们一起玩耍,想要得到小伙伴们的喜欢。 上学总是想要在班里,获得老 ...

  • 职场最佳人设:够靠谱+不好惹+露点富

    看着很多职场小白,初出茅庐啥也不懂,拿着实习工资干着一天16小时的工作,还被组长欺负、被领导针对、被老板PUA,真的很为她们着急。 如果你观察过足够多的真正优秀的同事和领导,你会发现,想在职场混得好,就得立人设! ...

  • 职业技能培训都有哪些方面,有了解的吗?

      为什么现代企业越来越重视员工的职业技能培训?这是由于职业技能培训能够帮助员工掌握职业常识以及不断提升职业技能,进而有效提高工作效率,助力企业又快又好发展。那么职业技能培训都有哪些方面呢?   职业技能培训是 ...

  • 赚钱只能靠自己,总想着靠别人,你就大错特错了

    首先表明一点,知信行者不会教任何人赚钱。 一个是自己没这个资格,再一个也没有那个能力。 说句实在话,赚钱这玩意也没办法带,只能靠你自己。 知信行者只能是竭尽可能提供一些自己的经验,方法,到底是否适合你,你能不能 ...

  • 新职人的未来商机

    张宁认为,过去以某零后为标签的代际划分方式已经失效了,新职人是理解消费人群的新视角。“这样一个移动互联网和AI两条技术线的交汇点上,我们应该去思考,到底应该如何去连接消费者,如何和他们重建信任关系。我们认为他们本 ...

  • 联系客服 关注微信 下载APP 返回顶部 返回列表