Sleuf van Geharde Staal Met PCBN Snyer

Sleuf van geharde staal met PCBN snyer

In die afgelope dekade het presisie-groefsnywerk van geharde staalonderdele met polikristallyne kubieke boornitried (PCBN) insetsels geleidelik tradisionele slypwerk vervang. Tyler Economan, biedingsingenieursbestuurder by Index, VSA, het gesê: "Oor die algemeen is slypgroewe 'n meer stabiele proses wat hoër dimensionele akkuraatheid as groefwerk verskaf. Mense wil egter steeds die werkstuk op 'n draaibank kan voltooi. 'n Verskeidenheid verwerking word vereis."

Verskeie werkstukmateriaal wat verhard is, sluit in hoëspoedstaal, matrijsstaal, draerstaal en legeringstaal. Slegs ysterhoudende metale kan verhard word, en verhardingsprosesse word gewoonlik op laekoolstofstaal toegepas. Deur die verhardingsbehandeling kan die uitwendige hardheid van die werkstuk hoër en draagbaar gemaak word, terwyl die binnekant beter taaiheid het. Onderdele wat van geharde staal gemaak word, sluit in deurne, asse, verbindings, dryfwiele, nokasse, ratte, busse, dryfasse, laers en dies meer.

"Harde materiale" is egter 'n relatiewe, veranderende konsep. Sommige mense dink dat werkstukmateriaal met 'n hardheid van 40-55 HRC harde materiale is; ander glo dat die hardheid van harde materiale 58-60 HRC of hoër moet wees. In hierdie kategorie kan PCBN-gereedskap gebruik word.

Na induksieverharding kan die oppervlakverharde laag tot 1,5 mm dik wees en die hardheid kan 58-60 HRC bereik, terwyl die materiaal onder die oppervlaklaag gewoonlik baie sagter is. In hierdie geval is dit belangrik om te verseker dat die meeste van die snywerk onder die oppervlak verharde laag gedoen word.

Masjiengereedskap met voldoende krag en styfheid is 'n noodsaaklike voorwaarde vir die groef van verharde dele. Volgens Economan, "Hoe beter die styfheid van die masjiengereedskap is en hoe hoër die krag, hoe doeltreffender is die groef van die verharde materiaal. Vir werkstukmateriale met 'n hardheid van meer as 50 HRC, voldoen baie ligte masjiengereedskap nie aan die vereiste snytoestande nie. As die masjienkapasiteit (krag, wringkrag en veral styfheid) oorskry word, kan die bewerking nie suksesvol voltooi word nie."

Rigiditeit is baie belangrik vir die werkstukhoutoestel omdat die kontakoppervlak van die snyrand met die werkstuk groot is tydens die groefproses, en die werktuig oefen 'n groot druk op die werkstuk uit. Wanneer geharde staalwerkstukke vasgeklem word, kan 'n wye klem gebruik word om die klemoppervlak te versprei. Paul Ratzki, bemarkingsbestuurder van Sumitomo Electric Hard Alloy Co., het gesê: "Die onderdele wat gemasjineer moet word, moet stewig ondersteun word. Wanneer geharde materiale gemasjineer word, is die vibrasie en werktuigdruk wat gegenereer word baie groter as wanneer gewone werkstukke gemasjineer word, wat kan lei tot werkstukklem. Kan nie uit die masjien vlieg nie, of veroorsaak dat die spaander of selfs die CBN-lem breek nie."

Die steel wat die groef-insetsel vashou, moet so kort as moontlik wees om oorhang te verminder en die styfheid van die gereedskap te verhoog. Matthew Schmitz, bestuurder van GRIP-produkte by Isca, wys daarop dat monolitiese gereedskap oor die algemeen meer geskik is vir die groef van verharde materiale. Die maatskappy bied egter ook 'n modulêre groefstelsel aan. "Die modulêre skag kan gebruik word in bewerkingsituasies waar die werktuig geneig is tot skielike mislukking," sê hy. "Jy hoef nie die hele skag te vervang nie, jy moet net 'n goedkoper komponent vervang. Die modulêre skag bied ook 'n verskeidenheid bewerkingsopsies. Iskar se Grip modulêre stelsel kan in 'n verskeidenheid verskillende produkte geïnstalleer word. Jy kan 'n gereedskaphouer met 7 verskillende lemme vir 7 produklyne of enige aantal lemme vir verskillende verwerking gebruik. Dieselfde produklyn met gleufwydte."

Sumitomo Electric se gereedskaphouers om CGA-tipe insetsels vas te gryp, gebruik 'n bo-klemmetode wat die lem terug in die houer trek. Hierdie houer beskik ook oor 'n sy-bevestigingskroef om die greepstabiliteit te verbeter en die lewensduur van die gereedskap te verleng. Rich Maton, assistentbestuurder van die maatskappy se ontwerpafdeling, het gesê: "Hierdie gereedskaphouer is ontwerp vir groef van verharde werkstukke. As die lem in die houer beweeg, slyt die lem met verloop van tyd en die gereedskaplewe verander. Vir die hoë-produktiwiteit bewerkingsvereistes van die motorbedryf (soos 50-100 of 150 of 150 gereedskaplewe, is die voorspelbaarheid van gereedskapslewe en die lewensduur van die gereedskap veral belangrik, en die lewensduur van die gereedskap is belangrik). kan 'n beduidende impak op produksie hê."

Volgens berigte is Mitsubishi Materials se GY-reeks Tri-Lock modulêre groefstelsel vergelykbaar in styfheid met integrale lem-boorgate. Die stelsel gryp die groeflemme betroubaar vanuit drie rigtings (periferie, voor en bo). Sy twee strukturele ontwerp verhoed dat die lem verplaas word tydens groef: die V-vormige uitsteeksel verhoed dat die lem na die kante beweeg; die veiligheidssleutel skakel die voorwaartse beweging van die lem uit wat veroorsaak word deur die snykrag tydens gleufbewerking.

Algemeen gebruikte groef-insetsels vir geharde staalonderdele sluit in eenvoudige vierkantige inserts, vorm-insetsels, gleuf-insetsels, en dies meer. Oor die algemeen moet die gesnyde groewe 'n goeie oppervlakafwerking hê omdat hulle 'n bypassende gedeelte het, en sommige is O-ringe of snapringgroewe. Volgens Mark Menconi, produkspesialis by Mitsubishi Materials, "Hierdie prosesse kan verdeel word in groefbewerking met binnedeursnee en groefbewerking met buitenste deursnee, maar die meeste groefbewerkings vereis fyn snywerk, insluitend ligte raakpresisie vanaf ongeveer 0,25 mm snydiepte. Sny tot 'n volle snit met 'n diepte van ongeveer 0,5 mm."

Die groef van geharde staal vereis die gebruik van gereedskap met hoër hardheid, beter slytasieweerstand en geskikte geometrie. Die sleutel is om uit te vind of 'n karbiedinsetsel, 'n keramiekinsetsel of 'n PCBN-insetsel gebruik moet word. Schmitz het gesê, "Ek kies byna altyd karbied-insetsels wanneer werkstukke met hardheid onder 50 HRC gemasjineer word. Vir werkstukke met 'n hardheid van 50-58 HRC is keramiekinsetsels 'n baie ekonomiese keuse. Slegs wanneer die werkstuk CBN-insetsels oorweeg moet word vir hardheid tot 58 HRC. Die CBN-harde materiaal is veral geskik vir die CBN-hardheid. bewerkingsmeganisme is nie 'n snymateriaal nie, maar 'n gereedskap/werkstuk-koppelvlak Smelt die materiaal.

Vir die groef van geharde staalonderdele met 'n hardheid van meer as 58 HRC is spaanderbeheer nie 'n probleem nie. Aangesien droë groef gewoonlik gebruik word, is die skyfies meer soos stof of baie klein deeltjies en kan dit met die hand verwyder word. Sumitomo Electric se Maton het gesê: "Gewoonlik sal hierdie soort spaan breek en disintegreer wanneer dit enigiets tref, so die kontak van die spaan met die werkstuk sal nie die werkstuk beskadig nie. As jy 'n spat gryp, sal hulle in jou hand breek. ”

Een van die redes waarom CBN-insetsels geskik is vir droë sny, is dat alhoewel hul hittebestandheid baie goed is, word die verwerkingsprestasie aansienlik verminder in die geval van temperatuurskommelings. Economan sê, "In werklikheid, wanneer die CBN-insetsel in kontak is met die werkstukmateriaal, produseer dit hitte van sny op die punt, maar omdat die CBN-insetsel minder aanpasbaar is by temperatuurveranderinge, is dit moeilik om voldoende af te koel om 'n konstante temperatuur te handhaaf. Staat. CBN is baie hard, maar dit is ook baie bros en kan as gevolg van temperatuurveranderinge bars."

Wanneer staalonderdele met lae hardheid (soos 45-50 HRC) met gesementeerde karbied-, keramiek- of PCBN-insetsels gesny word, moet die gegenereerde skyfies so kort as moontlik wees. Dit verwyder effektief die hitte van snywerk in die gereedskapmateriaal tydens die snyproses omdat die skyfies 'n groot hoeveelheid hitte kan wegdra.

Iskar se Schmitz beveel ook aan dat die instrument in 'n "omgekeerde" toestand verwerk word. Hy het verduidelik, "Wanneer 'n gereedskap op 'n masjiengereedskap geïnstalleer word, word die masjiengereedskapbouer se voorkeurgereedskap geïnstalleer deur die lem met die gesig na bo te sny, aangesien dit die rotasie van die werkstuk toelaat om afwaartse druk op die masjienreling uit te oefen om die masjien stabiel te hou. Wanneer die lem egter in die werkstukmateriaal gesny word, kan die gevormde skyfies op die lem bly en die werkstuk sal nie omgedraai word nie en die werkstuk sal nie omgedraai word nie. sigbaar wees, en die spaandervloei sal outomaties uit die snyarea ontsnap onder die inwerking van swaartekrag."

Oppervlakverharding is 'n eenvoudige metode om die hardheid van laekoolstofstaal te verbeter. Die beginsel is om die koolstofinhoud op 'n sekere diepte onder die oppervlak van die materiaal te verhoog. Wanneer die groefdiepte die dikte van die oppervlakverharde laag oorskry, kan sommige probleme ontstaan ​​as gevolg van die verandering van die groeflem van 'n harder materiaal na 'n sagter materiaal. Vir hierdie doel het gereedskapvervaardigers verskeie lemgrade vir verskillende soorte werkstukmateriaal ontwikkel.

Duane Drape, verkoopsbestuurder by Horn (VSA), het gesê: "Wanneer daar van 'n harder materiaal na 'n sagter materiaal verander word, wil die gebruiker nie altyd die lem verander nie, daarom moet ons die beste gereedskap vir hierdie tipe bewerking vind. As 'n hardmetaal-insetsel gebruik word, sal dit die probleem van oormatige slytasie ondervind wanneer die lem 'n harde oppervlak sny wat geskik is vir 'n CB sny. om 'n sagte deel te sny, is dit maklik om die lem te beskadig. Ons kan 'n kompromie gebruik: hoë-hardheid-karbied-insetsels + supergesmeerde bedekkings, of relatief sagte CBN-insetselgrade + sny-insetsels wat geskik is vir die sny van algemene materiale (eerder as harde bewerking)."

Drape het gesê, "Jy kan CBN-insetsels gebruik om werkstukmateriaal effektief te sny met 'n hardheid van 45-50 HRC, maar die lemgeometrie moet aangepas word. Tipiese CBN-insetsels het 'n negatiewe afskuining op die snyrand. Hierdie negatiewe afkante CBN-insetsel is sagter om te masjineer. As die werkstuk-effekmateriaal gebruik word, sal die materiaal 'n kort lewensduur hê. CBN-graad met laer hardheid word gebruik en die geometrie van die snykant word verander, die werkstukmateriaal met 'n hardheid van 45-50 HRC kan suksesvol gesny word."

Die S117 HORN-groef-insetsel wat deur die maatskappy ontwikkel is, gebruik 'n PCBN-punt, en die snydiepte is ongeveer 0,15-0,2 mm wanneer die ratwydte presies gesny is. Om 'n goeie oppervlakafwerking te verkry, het die lem 'n skraapvlak aan elk van die snykante aan beide kante.

Nog 'n opsie is om die snyparameters te verander. Volgens Index se Economan, "Nadat deur die verharde laag gesny is, kan groter snyparameters gebruik word. As die verharde diepte slegs 0.13mm of 0.25mm is, nadat deur hierdie diepte gesny is, word óf die verskillende lemme vervang óf Gebruik steeds dieselfde lem, maar verhoog die snyparameters tot die toepaslike vlak."

Om 'n wyer reeks verwerking te dek, neem PCBN-lemgrade toe. Hoër hardheidsgrade maak voorsiening vir vinniger snyspoed, terwyl grade met beter taaiheid in meer onstabiele verwerkingsomgewings gebruik kan word. Vir deurlopende of onderbroke sny, kan verskillende PCBN-insetselgrade ook gebruik word. Sumitomo Electric se Maton het daarop gewys dat as gevolg van die brosheid van PCBN-gereedskap, skerp snyrande geneig is om te spaander wanneer geharde staal gemasjineer word. "Ons moet die snykant beskerm, veral in onderbroke sny, die snykant moet meer voorberei word as in deurlopende sny, en die snyhoek moet groter wees."

Iskar'se nuutontwikkelde IB10H- en IB20H-grade brei sy Groove Turn PCBN-produkreeks verder uit. IB10H is 'n fynkorrelige PCBN-graad vir medium tot hoë spoed deurlopende sny van geharde staal; terwyl IB20H uit fyn- en mediumkorrelgrootte PCBN-korrels bestaan, wat goeie slytweerstand en slagweerstand bied. Die balans kan die moeiliker toestande van geharde staal onderbreek sny weerstaan. Die normale mislukkingsmodus van 'n PCBN-instrument moet wees dat die snyrand verslyt eerder as om skielik te kraak of te kraak.

Die BNC30G-bedekte PCBN-graad wat deur Sumitomo Electric bekendgestel is, word gebruik vir onderbroke groefwerk van geharde staalwerkstukke. Vir deurlopende groefwerk beveel die maatskappy sy BN250 universele lemgraad aan. Maton het gesê: "Wanneer daar aanhoudend gesny word, word die lem vir 'n lang tyd gesny, wat baie snyhitte sal genereer. Daarom is dit nodig om 'n lem met goeie slytasieweerstand te gebruik. In die geval van intermitterende groewe gaan die lem voortdurend in en uit die sny. Dit het 'n groot impak op die punt. Daarom is dit nodig om 'n lem te gebruik met 'n lem met 'n goeie slytasiebedekking, wat ook die lem kan weerstaan. help om werktuiglewe te verleng."

Ongeag die tipe groef wat gemasjineer word, kan werkswinkels wat voorheen op slypwerk staatgemaak het om geharde staalonderdele af te werk omgeskakel word na groefwerk met PCBN-gereedskap om produktiwiteit te verhoog. Harde groef kan dimensionele akkuraatheid bereik wat vergelykbaar is met slyp, terwyl bewerkingstyd aansienlik verminder word.