Выразанне пазаў з загартаванай сталі разцом PCBN

Прарэзка загартаванай сталі разцом PCBN

У апошняе дзесяцігоддзе дакладная апрацоўка канавак дэталяў з загартаванай сталі з устаўкамі з полікрышталічнага кубічнага нітрыду бору (PCBN) паступова замяніла традыцыйнае шліфаванне. Тайлер Эканаман, інжынерны менеджэр па правядзенні таргоў кампаніі Index, ЗША, сказаў: "У цэлым шліфаванне канавак з'яўляецца больш стабільным працэсам, які забяспечвае больш высокую дакладнасць памераў, чым канаўка. Тым не менш, людзі ўсё яшчэ жадаюць мець магчымасць завяршыць загатоўку на такарным станку. Патрабуецца разнастайнасць апрацоўкі".

Розныя загартаваныя матэрыялы нарыхтоўкі ўключаюць хуткарэзную сталь, штамповую сталь, падшыпнікавую сталь і легаваную сталь. Толькі чорныя металы могуць быць загартаваныя, і працэсы загартоўкі звычайна прымяняюцца да нізкавугляродзістай сталі. Дзякуючы апрацоўцы загартоўкі, знешняя цвёрдасць нарыхтоўкі можа быць вышэйшай і зручнай для нашэння, у той час як унутраная трываласць будзе лепш. Дэталі з загартаванай сталі ўключаюць апраўкі, восі, раздымы, вядучыя колы, размеркавальныя валы, шасцярні, утулкі, карданныя валы, падшыпнікі і да т.п.

Аднак «цвёрдыя матэрыялы» - паняцце адноснае, зменлівае. Некаторыя людзі лічаць, што нарыхтоўкі з цвёрдасцю 40-55 HRC з'яўляюцца цвёрдымі матэрыяламі; іншыя лічаць, што цвёрдасць цвёрдых матэрыялаў павінна быць 58-60 HRC і вышэй. У гэтай катэгорыі можна выкарыстоўваць інструменты PCBN.

Пасля індукцыйнай загартоўкі пласт павярхоўнай загартоўкі можа мець таўшчыню да 1,5 мм, а цвёрдасць можа дасягаць 58-60 HRC, у той час як матэрыял пад павярхоўным пластом звычайна значна мякчэй. У гэтым выпадку важна сачыць за тым, каб большая частка рэзкі выконвалася ніжэй павярхоўнага зацвярдзелага пласта.

Станкі з дастатковай магутнасцю і калянасцю з'яўляюцца неабходнай умовай для пазавання загартаваных дэталяў. Па словах Эканамана, "чым лепш жорсткасць станка і чым вышэй магутнасць, тым больш эфектыўная апрацоўка канавак загартаванага матэрыялу. Для матэрыялаў нарыхтовак з цвёрдасцю больш за 50 HRC многія лёгкія станкі не адпавядаюць патрабаваным умовам рэзання. Калі магутнасць станка (магутнасць, крутоўны момант і асабліва калянасць) перавышана, апрацоўка не можа быць завершана паспяхова".

Цвёрдасць вельмі важная для прылады ўтрымання нарыхтоўкі, таму што паверхня кантакту рэжучай абзы з нарыхтоўкай вялікая падчас працэсу наразання канавак, і інструмент аказвае вялікі ціск на нарыхтоўку. Пры заціску нарыхтовак з загартаванай сталі можна выкарыстоўваць шырокі заціск для разгону заціскной паверхні. Пол Рацкі, менеджэр па маркетынгу кампаніі Sumitomo Electric Hard Alloy Co., сказаў: "Дэтлі, якія падлягаюць апрацоўцы, павінны быць трывала замацаваны. Пры апрацоўцы загартаваных матэрыялаў вібрацыя і ціск інструмента, якія ствараюцца, значна большыя, чым пры апрацоўцы звычайных нарыхтовак, што можа прывесці да заціскання нарыхтоўкі. Не можа вылецець з машыны, або выклікаць сколы або нават паломку ляза з CBN".

Хваставік, які ўтрымлівае ўстаўку для пазаў, павінен быць як мага карацей, каб мінімізаваць навіс і павялічыць калянасць інструмента. Мэцью Шміц, менеджэр па прадуктах GRIP у Isca, адзначае, што ў цэлым маналітныя інструменты больш падыходзяць для пазаў на зацвярдзелых матэрыялах. Аднак кампанія таксама прапануе модульную сістэму пазаў. «Модульны хваставік можа быць выкарыстаны ў сітуацыях апрацоўкі, калі інструмент можа раптоўна выйсці з ладу», - кажа ён. "Вам неабавязкова замяняць увесь хваставік, вам проста трэба замяніць менш дарагі кампанент. Модульны хваставік таксама прапануе розныя варыянты апрацоўкі. Модульную сістэму Iskar's Grip можна ўсталяваць у мноства розных прадуктаў. Вы можаце выкарыстоўваць трымальнік інструмента з 7 рознымі лёзамі для 7 лінеек прадуктаў або любую колькасць лёзаў для рознай апрацоўкі. Тая ж лінейка прадуктаў з шырынёй паза".

Сумітома Этрымальнікі інструментаў lectric для захопу пласцін тыпу CGA выкарыстоўваюць метад верхняга заціску, які цягне лязо назад у трымальнік. Гэты трымальнік таксама мае бакавы крапежны шруба, які дапамагае палепшыць стабільнасць захопу і падоўжыць тэрмін службы інструмента. Рыч Мэйтан, памочнік кіраўніка канструктарскага аддзела кампаніі, сказаў: "Гэты трымальнік інструмента прызначаны для апрацоўкі пазаў на загартаваных нарыхтоўках. Калі лязо рухаецца ў трымальніку, лязо зношваецца з цягам часу і змяняецца тэрмін службы інструмента. Для патрабаванняў высокапрадукцыйнай апрацоўкі ў аўтамабільнай прамысловасці (напрыклад, 50-100 або 150 нарыхтовак на рэжучую абзу) асабліва важная прадказальнасць даўгавечнасці інструмента, і змены тэрміну службы інструмента могуць істотна паўплываць на вытворчасць».

Згодна з паведамленнямі, модульная сістэма канаўкі Tri-Lock серыі GY ад Mitsubishi Materials параўнальная па сваёй калянасці з патронамі з убудаванымі лязамі. Сістэма надзейна захоплівае канавачныя лопасці з трох напрамкаў (перыферыйнага, пярэдняга і верхняга). Двухканструкцыйная канструкцыя прадухіляе зрушэнне ляза падчас нарэзкі: V-вобразны выступ прадухіляе рух ляза ў бакі; ахоўны ключ выключае рух ляза наперад, выкліканае сілай рэзання падчас апрацоўкі пазы.

Часта выкарыстоўваюцца канавачныя ўстаўкі для дэталяў з загартаванай сталі ўключаюць простыя квадратныя ўстаўкі, фарміруючыя ўстаўкі, устаўкі з пазамі і да т.п. Як правіла, выразаныя канаўкі павінны мець добрую аздабленне паверхні, таму што яны маюць спалучаную частку, а некаторыя ўяўляюць сабой ушчыльняльныя кольцы або канаўкі пад стопорныя кольцы. Па словах Марка Менконі, спецыяліста па прадуктах Mitsubishi Materials, "гэтыя працэсы можна падзяліць на апрацоўку канавак з унутраным дыяметрам і апрацоўку канавак знешняга дыяметра, але большасць аперацый па нарэзцы канавак патрабуе тонкай рэзкі, у тым ліку з лёгкай дакладнасцю навобмацак, пачынаючы з глыбіні рэзу прыкладна 0,25 мм. Рэзайце да поўнага рэзу з глыбінёй каля 0,5 мм".

Апрацоўка канавак з загартаванай сталі патрабуе выкарыстання інструментаў з больш высокай цвёрдасцю, лепшай зносаўстойлівасцю і адпаведнай геаметрыяй. Галоўнае - высветліць, ці трэба выкарыстоўваць цвёрдасплаўную ўстаўку, керамічную ўстаўку або ўстаўку з PCBN. Шміц сказаў: "Я амаль заўсёды выбіраю цвёрдасплаўныя пласціны пры апрацоўцы нарыхтовак з цвёрдасцю ніжэй за 50 HRC. Для нарыхтовак з цвёрдасцю 50-58 HRC керамічныя пласціны з'яўляюцца вельмі эканамічным выбарам. Толькі калі нарыхтоўкі CBN пласціны павінны разглядацца для цвёрдасці да 58 HRC. CBN пласціны асабліва падыходзяць для апрацоўкі такіх высокацвёрдых матэрыялаў, таму што механізм апрацоўкі не рэжучы матэрыял, але інтэрфейс інструмент/нарыхтоўка.

Для канаўкі дэталяў з загартаванай сталі з цвёрдасцю больш за 58 HRC кантроль стружкол не з'яўляецца праблемай. Паколькі звычайна выкарыстоўваецца сухая нарэзка, стружка больш падобная на пыл або вельмі дробныя часціцы, і іх можна выдаліць ударам рукі. Матон з Sumitomo Electric сказаў: «Звычайна такая стружка ламаецца і распадаецца пры сутыкненні з чым-небудзь, таму кантакт стружки з нарыхтоўкай не пашкодзіць нарыхтоўку. Ухапішся за скурку, яны разаб'юцца ў руцэ. »

Адна з прычын, па якой пласціны CBN падыходзяць для сухой рэзкі, заключаецца ў тым, што хаця іх тэрмаўстойлівасць вельмі добрая, прадукцыйнасць апрацоўкі значна зніжаецца ў выпадку ваганняў тэмпературы. Эканаман кажа: «На самай справе, калі ўстаўка з CBN знаходзіцца ў кантакце з матэрыялам нарыхтоўкі, яна стварае цяпло рэзання на наканечніку, але паколькі ўстаўка з CBN менш прыстасоўваецца да перападаў тэмпературы, яе цяжка дастаткова астудзіць, каб падтрымліваць пастаянную тэмпературу. Дзяржава. CBN вельмі цвёрды, але ён таксама вельмі далікатны і можа разарвацца з-за перападаў тэмпературы».

Пры рэзцы сталёвых дэталяў з нізкай цвёрдасцю (напрыклад, 45-50 HRC) пласцінамі з цэментаванага карбіду, керамікі або PCBN, якая ствараецца стружка павінна быць як мага карацей. Гэта эфектыўна выдаляе цяпло рэзання ў матэрыяле інструмента падчас працэсу рэзкі, таму што габлюшка можа выносіць вялікую колькасць цяпла.

ёсцьKar's Schmitz таксама рэкамендуе апрацоўваць інструмент у «вывернутым» стане. Ён растлумачыў: "Пры ўсталёўцы інструмента на станок вытворца станка пераважны інструмент усталёўваецца шляхам разразання ляза асабовым бокам уверх, паколькі гэта дазваляе кручэнню нарыхтоўкі аказваць ціск уніз на рэйку станка, каб падтрымліваць станок стабільным. Аднак, калі лязо ўразаецца ў матэрыял нарыхтоўкі, на лязе і нарыхтоўцы могуць застацца ўтвораныя сколы. Калі трымальнік інструмента перавярнуць і інструмент усталяваць уверх. уніз, лязо не будзе бачна, і паток габлюшкі будзе аўтаматычна выходзіць з зоны рэзкі пад дзеяннем сілы цяжару».

Павярхоўная загартоўка - просты метад павышэння цвёрдасці нізкавугляродзістай сталі. Прынцып заключаецца ў павелічэнні ўтрымання вугляроду на пэўнай глыбіні пад паверхняй матэрыялу. Калі глыбіня канаўкі перавышае таўшчыню павярхоўнага загартаванага пласта, могуць узнікнуць некаторыя праблемы з-за змены ляза для наразання канавак з больш цвёрдага матэрыялу на больш мяккі. З гэтай мэтай вытворцы інструментаў распрацавалі некалькі марак ляза для розных тыпаў матэрыялаў нарыхтовак.

Дуэйн Дрэйп, менеджэр па продажах кампаніі Horn (ЗША), сказаў: «Пры пераходзе з больш цвёрдага матэрыялу на больш мяккі карыстальнік не заўсёды хоча мяняць лязо, таму мы павінны знайсці найлепшы інструмент для гэтага тыпу апрацоўкі. Калі выкарыстоўваецца ўстаўка з цвёрдага сплаву, яна сутыкнецца з праблемай празмернага зносу, калі лязо разразае цвёрдую паверхню. разрэзаўшы мяккую частку, можна лёгка пашкодзіць лязо: цвёрдасплаўныя пласціны высокай цвёрдасці + суперзмазаныя пакрыцця або адносна мяккія пласціны CBN + рэжучыя пласціны, прыдатныя для рэзкі звычайных матэрыялаў (а не цвёрдай апрацоўкі)».

Дрэйп сказаў: "Вы можаце выкарыстоўваць пласціны CBN для эфектыўнай рэзкі матэрыялаў нарыхтоўкі з цвёрдасцю 45-50 HRC, але геаметрыя ляза павінна быць адрэгулявана. Тыповыя пласціны CBN маюць адмоўную фаску на рэжучай абзе. Гэтая пласціна CBN з адмоўнай фаскай мякчэй паддаецца апрацоўцы. Пры выкарыстанні матэрыялу нарыхтоўкі матэрыял будзе мець эфект выцягвання, і тэрмін службы інструмента будзе скарочаны. Калі Выкарыстоўваецца марка CBN з меншай цвёрдасцю і змяняецца геаметрыя рэжучай абзы, можна паспяхова рэзаць матэрыял нарыхтоўкі з цвёрдасцю 45-50 HRC».

У канавачнай пласціне S117 HORN, распрацаванай кампаніяй, выкарыстоўваецца наканечнік PCBN, а глыбіня прарэзу складае каля 0,15-0,2 мм, калі шырыня зубчастага кола дакладна нарэзана. Для таго, каб дасягнуць добрага аздаблення паверхні, лязо мае плоскасць скрабання на кожнай з рэжучых беражкоў з абодвух бакоў.

Іншы варыянт - змяніць параметры рэзкі. Згодна з Index's Economan, "пасля праразання загартаванага пласта можна выкарыстоўваць большыя параметры рэзання. Калі глыбіня загартаванага пласта складае ўсяго 0,13 мм або 0,25 мм, пасля праразання гэтай глыбіні або замяняюцца розныя ляза, або па-ранейшаму выкарыстоўваецца адно і тое ж лязо, але павялічваюцца параметры рэзкі да патрэбнага ўзроўню".

Для таго, каб ахапіць больш шырокі дыяпазон апрацоўкі, класы PCBN ляза павялічваюцца. Больш высокія класы цвёрдасці дазваляюць павялічыць хуткасць рэзання, у той час як класы з лепшай трываласцю можна выкарыстоўваць у больш нестабільных умовах апрацоўкі. Для бесперапыннай або перапыненай рэзкі таксама можна выкарыстоўваць розныя гатункі пласцін PCBN. Матон з Sumitomo Electric адзначыў, што з-за далікатнасці інструментаў PCBN вострыя рэжучыя беражкі схільныя да сколаў пры апрацоўцы загартаванай сталі. «Мы павінны абараніць рэжучую абзу, асабліва пры перапыненай рэзцы, рэжучая абза павінна быць падрыхтавана больш, чым пры бесперапыннай рэзанні, і кут рэзання павінен быць большым».

Іскар&Нядаўна распрацаваныя гатункі IB10H і IB20H яшчэ больш пашыраюць лінейку прадуктаў Groove Turn PCBN. IB10H - гэта дробназярністая марка PCBN для сярэдняй і высокай хуткасці бесперапыннай рэзкі загартаванай сталі; у той час як IB20H складаецца з дробнага і сярэдняга памеру збожжа PCBN, забяспечваючы добрую зносаўстойлівасць і ўдаратрываласць. Баланс можа супрацьстаяць больш жорсткім умовам рэзкі з загартаванай сталі. Нармальны рэжым адмовы інструмента PCBN павінен заключацца ў тым, што рэжучая абза зношваецца, а не раптоўна трэскаецца або трэскаецца.

Марка PCBN з пакрыццём BNC30G, прадстаўленая кампаніяй Sumitomo Electric, выкарыстоўваецца для нарыхтоўкі з перапынкамі на дэталях з загартаванай сталі. Для бесперапыннай нарэзкі канавак кампанія рэкамендуе сваю універсальную марку ляза BN250. Матон сказаў: "Пры бесперапыннай рэзцы лязо разразаецца на працягу доўгага часу, што выдзяляе шмат цяпла пры рэзанні. Такім чынам, неабходна выкарыстоўваць лязо з добрай зносаўстойлівасцю. У выпадку перыядычнай нарэзкі лязо бесперапынна ўваходзіць і выходзіць з рэзкі. Яно аказвае вялікі ўплыў на кончык. Такім чынам, неабходна выкарыстоўваць лязо з добрай трываласцю і можа вытрымліваць перыядычныя ўдары. Акрамя таго, пакрыццё ляза таксама дапамагае падоўжыць тэрмін службы інструмента».

Незалежна ад тыпу канавак, якія апрацоўваюцца, майстэрні, якія раней абапіраліся на шліфаванне для аздаблення дэталяў з загартаванай сталі, могуць быць пераведзены на апрацоўку канаў з дапамогай інструментаў PCBN для павышэння прадукцыйнасці. Жорсткая канаўка дазваляе дасягнуць дакладнасці памераў, параўнальнай са шліфаваннем, пры гэтым значна скарачаючы час апрацоўкі.