航太與汽車 S45C中碳鋼 : 槍鑽深孔加工

🕜 加工效率 - 提升2倍 | 📈 工件品質 - 維持良好,符合客戶允收標準 | ⚙️ 切屑大小 - 減小91%,更易斷屑
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S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:加工痛點



S45C中碳鋼(Medium-Carbon Steel)為含碳量介於0.25%至0.60%的碳素鋼材,相較於其他金屬鋼材,硬度並不高,但具有一定程度的塑性、韌性和強度,且熱加工及切削性能良好

一般而言,使用槍鑽鑽頭(Gun Drill)做深孔加工,需要使用專用機加工,且中心出水須開至70、80bar以上,以確保深孔加工時能順利排屑,相較之下極為耗能



 

☑️ S45C中碳鋼加工資訊

 
    S45C中碳鋼加工資訊          
  材料   S45C中碳鋼
  特徵   Φ6.13 x 154mm (通孔)                    
  工法   槍鑽深孔加工  
  超音波刀把         HSKA63-GEN-10
  機台轉速   4,600 rpm
  刀具選用                Φ6.1 x 250mm - 深孔槍鑽鑽頭        

 

使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工
(圖1. 使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工)



漢鼎超音波輔助加工模組應用於S45C中碳鋼槍鑽深孔實際加工過程
(圖2. 漢鼎超音波輔助加工模組應用於S45C中碳鋼槍鑽深孔實際加工過程)


 

【漢鼎超音波】S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:測試目標 



針對S45C中碳鋼的超音波輔助深孔加工測試,目標為在CNC機台上,使用深孔槍鑽,在工件品質符合客戶端允收標準的條件下,提升加工效率,同時改善刀具壽命的穩定度。



 

【漢鼎超音波】S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:加工結果

 

S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:加工效率

使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 進給率可提升2倍, 整體加工效率提升2倍
(圖3. 使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 進給率可提升2倍, 整體加工效率提升2倍)

 
  • 固定轉速下,搭配漢鼎超音波輔助加工模組,進給率較原刀具商建議參數提高近2倍(從83mm/min提升至161mm/min),每轉進給也同時提升近2倍(從0.018mm/rev提升至0.035mm/rev),且中心出水僅開40bar整體加工效率提升2倍
  • 使用漢鼎超音波,有效降低切削阻力,藉由進給率和每轉進給量的提升,加速材料移除效率(Material Removal Rate,MRR),並透過超音波輔助斷屑機制,完成深孔加工。



 

S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:工件品質

 
  • 使用漢鼎超音波輔助加工,有效降低切削阻力,且加工時,刀具間接性接觸工件,有效降低切削熱,實現高速工法加工(提高2倍進給率)的情況下,仍可維持客戶端允收的工件品質
  • 加工後之工件,剖孔後採用刮表式表面粗度量測儀,進行深孔孔壁品質的檢測,量測結果顯示,在高速工法加工下,工件孔壁仍可維持相近程度之品質。



 

S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:切屑形貌與切屑大小

使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 使排屑過程更順暢, 刀具不纏屑
(圖4. 使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 使排屑過程更順暢, 刀具不纏屑)

 
  • 使用漢鼎超音波輔助加工,在提高2倍進給率的高速工法下,且中心出水僅開40bar,超音波的高頻率微振動,使整體排屑過程更加順暢,刀具不纏屑
  • 相較無超音波加工,在中心出水僅開40bar的情況下,刀具容易嚴重纏屑,深孔加工後,刀具纏屑跟著刀具被拖出工件外





使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 切屑形貌變得斷小, 較容易斷屑
(圖5. 使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 切屑形貌變得斷小, 較容易斷屑)



使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 平均切屑大小減小91%
(圖6. 使用漢鼎HSK-A63超音波加工模組輔助S45C中碳鋼槍鑽深孔加工, 平均切屑大小減小91%)

 
  • 使用漢鼎超音波輔助加工,在提高2倍進給率的高速工法加工下,中心出水僅開40bar,超音波的高速振動可幫助切屑累積至一定體積後自然斷屑切屑體積較無超音波減小91%(從平均70mm減小至6mm),且切屑形貌從無超音波的連續擠壓扁平狀,使用漢鼎超音波後改變為螺旋纏繞狀不易纏屑,有效維持良好工件品質及改善刀具壽命。



 

【漢鼎超音波】S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:超音波效益



🕜 加工效率 - 提升2倍
📈 工件品質 - 維持良好,符合客戶允收標準
⚙️ 切屑大小 - 減小91%,更易斷屑


 

S45C中碳鋼槍鑽深孔加工:產業應用



使用槍鑽加工出深孔特徵,被廣泛應用在許多產業中,包括汽車產業飼料工業,以及生醫產業等,用作重型耐磨機械零件、曲軸(crankshafts)、柴油引擎燃料注射器(injection system for diesel engines)、造粒網模具(pellet dies)、骨釘(bone nails)、骨螺釘(bone screws)等。


S45C中碳鋼(Medium-Carbon Steel)為含碳量介於0.25%至0.60%的碳素鋼材,相較於其他金屬鋼材,硬度並不高,但具有一定程度的塑性、韌性和強度,且熱加工及切削性能良好

S45C中碳鋼這樣的材料特性,使其具有非常廣泛的產業應用,包括建築材料,同時也被大量用於製作各種機械零件,如空氣壓縮機,蒸汽機的葉輪,重型機械的軸、齒輪,及表面耐磨的零件,像是曲軸、機床主軸、滾筒等


漢鼎智慧科技的超音波加工模組為新材料的加工帶來全新的解決方案!漢鼎的超音波輔助加工技術可以達到有效提升加工效率,節省整體加工時間,同時在擁有穩定的工件品質下,提升刀具壽命穩定度,為客戶降低整體生產成本。不僅符合客戶端需求之標準,更能為客戶創造出多重價值!





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