Karastatud terase pilustamine PCBN-lõikuriga

Karastatud terase pilustamine PCBN-lõikuriga

Viimase kümnendi jooksul on karastatud terasest detailide täppissoonte lõikamine polükristallilise kuupboornitriidi (PCBN) sisetükkidega järk-järgult asendanud traditsioonilise lihvimise. USA Indexi pakkumiste insenerijuht Tyler Economan ütles: "Üldiselt on soonte lihvimine stabiilsem protsess, mis tagab suurema mõõtmete täpsuse kui soonimine. Inimesed tahavad siiski, et töödeldav detail oleks treipingil valmis. Vaja on mitmesugust töötlemist."

Erinevate karastatud tooriku materjalide hulka kuuluvad kiirteras, surveteras, laagriteras ja legeerteras. Karastada saab ainult mustmetalle ja tavaliselt rakendatakse karastamisprotsesse madala süsinikusisaldusega teraste puhul. Karastustöötluse abil saab töödeldava detaili välist kõvadust kõrgemaks ja kulumiskindlaks muuta, sisemuses aga parem sitkus. Karastatud terasest valmistatud osade hulka kuuluvad tornid, teljed, pistikud, veorattad, nukkvõllid, hammasrattad, puksid, veovõllid, laagrid jms.

"Kõvad materjalid" on aga suhteline, muutuv mõiste. Mõned inimesed arvavad, et tooriku materjalid kõvadusega 40–55 HRC on kõvad materjalid; teised usuvad, et kõvade materjalide kõvadus peaks olema 58–60 HRC või kõrgem. Selles kategoorias saab kasutada PCBN-tööriistu.

Pärast induktsioonkarastamist võib pinnakarastatud kiht olla kuni 1,5 mm paksune ja kõvadus ulatuda 58-60 HRC-ni, samas kui pinnakihi all olev materjal on tavaliselt palju pehmem. Sel juhul on oluline jälgida, et suurem osa lõikamisest toimuks pinnakarastatud kihi all.

Piisava võimsuse ja jäikusega tööpingid on karastatud detailide soonimise vajalik tingimus. Economani sõnul "mida parem on tööpingi jäikus ja suurem võimsus, seda tõhusam on karastatud materjali soonimine. Üle 50 HRC kõvadusega tooriku materjalide puhul ei vasta paljud kerged tööpingid nõutavatele lõiketingimustele. Kui masina võimsus (võimsus, pöördemoment ja eriti jäikus) ületatakse, ei saa töötlust edukalt lõpule viia."

Jäikus on tooriku hoidmisseadme jaoks väga oluline, kuna lõiketera kokkupuutepind toorikuga on soone tegemise ajal suur ning tööriist avaldab toorikule suurt survet. Karastatud terasest toorikute kinnitamisel saab kinnituspinna hajutamiseks kasutada laia klambrit. Sumitomo Electric Hard Alloy Co turundusjuht Paul Ratzki ütles: "Töödeldatavad osad peavad olema tugevalt toestatud. Karastatud materjalide töötlemisel on vibratsioon ja tööriista rõhk palju suurem kui tavaliste toorikute töötlemisel, mis võib põhjustada tooriku klammerdamist. Ei saa masinast välja lennata ega põhjustada CBN-i tera purunemist."

Vars, mis hoiab soonte sisestust, peaks olema võimalikult lühike, et minimeerida üleulatust ja suurendada tööriista jäikust. Isca GRIP-toodete juht Matthew Schmitz juhib tähelepanu sellele, et üldiselt sobivad monoliitsed tööriistad pigem karastatud materjalide soonte tegemiseks. Ettevõte pakub aga ka modulaarset soontesüsteemi. "Modulaarset varre saab kasutada töötlemisolukordades, kus tööriist on altid ootamatule rikkele, " ütleb ta. "Te ei pea välja vahetama kogu varre, peate lihtsalt asendama odavama komponendi. Moodulvars pakub ka mitmesuguseid töötlemisvõimalusi. Iskari Grip moodulsüsteemi saab paigaldada mitmesugustesse erinevatesse toodetesse. Saate kasutada 7 erineva teraga tööriistahoidjat 7 tootesarja jaoks või suvalise arvu teradega erineva töötlemise jaoks Sama tootesari pilu laiusega."

Sumitomo Electrici tööriistahoidikud CGA-tüüpi vahetükkide haaramiseks kasutavad ülalt kinnitusmeetodit, mis tõmbab tera tagasi hoidikusse. Sellel hoidikul on ka külgkinnituskruvi, mis aitab parandada haarde stabiilsust ja pikendada tööriista eluiga. Ettevõtte disainiosakonna assistent Rich Maton ütles: "See tööriistahoidik on mõeldud karastatud toorikute soonte tegemiseks. Kui tera liigub hoidikus, kulub tera aja jooksul ja tööriista eluiga muutub. Autotööstuse kõrge tootlikkusega töötlemise nõuete jaoks (nt 50–100 või 150 lõiketera tööiga) on tööriista tööea ja lõiketera tööea muutuse jaoks eriti oluline. võib tootmist oluliselt mõjutada."

Aruannete kohaselt on Mitsubishi Materialsi GY-seeria Tri-Locki moodulsoonte süsteem jäikuse poolest võrreldav integreeritud terapadrunite omaga. Süsteem haarab soonelabadest usaldusväärselt kinni kolmest suunast (väliskülg, ees ja ülemine). Selle kaks konstruktsioonikonstruktsiooni takistavad tera nihkumist soone tegemise ajal: V-kujuline eend takistab tera liikumist külgedele; turvavõti välistab lõikejõust põhjustatud tera ettepoole liikumise pilu töötlemisel.

Karastatud terasdetailide jaoks tavaliselt kasutatavad soonedetailid hõlmavad lihtsaid ruudukujulisi sisetükke, vormivaid sisetükke, piludega sisestusi jms. Üldiselt peavad lõigatud sooned olema hea pinnaviimistlusega, kuna neil on vastav osa ja mõned on O-rõngad või kinnitusrõnga sooned. Mitsubishi Materialsi tootespetsialisti Mark Menconi sõnul võib "Need protsessid jagada siseläbimõõduga soonte töötlemiseks ja välisläbimõõduga soonte töötlemiseks, kuid enamik soonimistoiminguid nõuab peent lõikamist, sealhulgas kerge puudutuse täpsust alates umbes 0,25 mm lõikesügavusest. Lõikamine täislõikeni umbes 0,5 mm sügavusega."

Karastatud terase soonte tegemiseks on vaja kasutada suurema kõvadusega, parema kulumiskindlusega ja sobiva geomeetriaga tööriistu. Peamine on välja selgitada, kas kasutada tuleks karbiidist, keraamilist või PCBN-i. Schmitz ütles: "Ma valin alla 50 HRC kõvadusega detailide töötlemisel peaaegu alati karbiidist sisetükid. Toorikute kõvadusega 50-58 HRC on keraamilised sisetükid väga ökonoomne valik. Ainult siis, kui töödeldava detaili CBN-i tuleks kaaluda kõvadusega kuni 58 HRC. CBN-i lõikemehhanismid ei ole eriti sobivad materjalide kõvadusele. vaid tööriista/tooriku liides Sulata materjal.

Karastatud terasest osade, mille kõvadus on üle 58 HRC, soonte tegemisel pole laastu kontroll probleemiks. Kuna tavaliselt kasutatakse kuivsooni, on laastud pigem tolmu või väga väikeste osakeste moodi ning neid saab käsitsi puhumisega eemaldada. Sumitomo Electricu Maton ütles: "Tavaliselt puruneb ja laguneb selline laast, kui see midagi tabab, nii et killu kokkupuude töödeldava detailiga ei kahjusta töödeldavat detaili. Kui sa haarad killu, lähevad need sinu käes puruks. ”

Üks põhjusi, miks CBN-i sisetükid kuivlõikamiseks sobivad, on see, et kuigi nende kuumakindlus on väga hea, väheneb töötlemise jõudlus temperatuurikõikumiste korral oluliselt. Economan ütleb: "Tegelikult, kui CBN-i sisetükk puutub kokku töödeldava detaili materjaliga, tekitab see otsale lõikesoojuse, kuid kuna CBN-i sisetükk on temperatuurimuutustega vähem kohanemisvõimeline, on seda raske konstantse temperatuuri hoidmiseks piisavalt jahutada. osariik. CBN on väga kõva, kuid see on ka väga rabe ja võib temperatuurimuutuste tõttu puruneda.

Madala kõvadusega (nt 45-50 HRC) terasdetailide lõikamisel tsementeeritud karbiidi, keraamiliste või PCBN-i sisetükkidega peaksid tekkivad laastud olema võimalikult lühikesed. See eemaldab lõikamisprotsessi ajal tööriista materjalist tõhusalt lõikesoojuse, sest laastud võivad suurel hulgal soojust ära kanda.

Iskari Schmitz soovitab ka tööriista töödelda "ümberpööratud" olekus. Ta selgitas: "Tööriista paigaldamisel tööpinkile paigaldatakse tööpingi valmistaja eelistatud tööriist lõiketera pealispinnaga ülespoole, kuna see võimaldab töödeldava detaili pöörlemisel avaldada masina siinile allapoole survet, et hoida masinat stabiilsena. Kui aga tera lõigatakse tooriku materjali, võivad tekkivad laastud jääda terale ja tooriku hoidja on ümber pööratud. allapoole ei jää tera nähtavaks ja laastude vool väljub gravitatsiooni mõjul automaatselt lõikepiirkonnast."

Pinna karastamine on lihtne meetod madala süsinikusisaldusega terase kõvaduse parandamiseks. Põhimõte on süsinikusisalduse suurendamine teatud sügavusel materjali pinna all. Kui soone sügavus ületab pinnakarastatud kihi paksuse, võib tekkida probleeme, mis on tingitud soonetera muutumisest kõvemast materjalist pehmemaks. Selleks on tööriistatootjad välja töötanud mitu tera klassi erinevat tüüpi tooriku materjalide jaoks.

Horni (USA) müügijuht Duane Drape ütles: "Kõvemast materjalist pehmema materjali vastu vahetades ei taha kasutaja alati tera vahetada, seega peame leidma seda tüüpi töötlemiseks parima tööriista. Kui kasutatakse tsementeeritud karbiidist sisetükki, tekib ülemäärase kulumise probleem, kui tera lõikab kõva pinda. Kui lõiketera lõikab kõva pinda, siis on kerge lõikamiseks kasutada pehmet lõikeosa. tera kahjustada. Võime teha kompromissi: suure kõvadusega karbiidist sisetükid + ülimääritud katted või suhteliselt pehmed CBN-i lõiketerad + tavaliste materjalide lõikamiseks (mitte kõvaks töötlemiseks) sobivad lõiketerad.

Drape ütles: "Võite kasutada CBN-i sisetükke, et tõhusalt lõigata töödeldavaid materjale kõvadusega 45–50 HRC, kuid tera geomeetriat tuleb reguleerida. Tüüpiliste CBN-vahetükkide lõikeserval on negatiivne faasimine. Selle negatiivse faasiga CBN-sisetükk on töötlemiseks pehmem. Kui tooriku materjali kasutatakse, on CBN-i tööiga lühendatud. kasutatakse madalama kõvadusega ja muudetakse lõiketera geomeetriat, saab edukalt lõigata tooriku materjali kõvadusega 45-50 HRC."

Ettevõtte poolt välja töötatud S117 HORN soonega sisetükis kasutatakse PCBN otsikut ja lõikesügavus on hammasratta laiuse täpsel lõikamisel umbes 0,15-0,2 mm. Hea pinnaviimistluse saavutamiseks on lõiketera mõlemal küljel kaapimistasand mõlemal lõikeserval.

Teine võimalus on muuta lõikeparameetreid. Indexi Economani teatel "Pärast karastatud kihi läbilõikamist saab kasutada suuremaid lõikeparameetreid. Kui karastatud sügavus on vaid 0,13mm või 0,25mm, siis pärast selle sügavuse läbilõikamist kas vahetatakse erinevad terad välja või kasutatakse ikka sama tera, kuid tõsta lõikeparameetreid sobivale tasemele."

Laiema töötlemisvaliku katmiseks suureneb PCBN-i terade klassid. Kõrgema kõvadusega klassid võimaldavad suuremat lõikekiirust, samas kui parema sitkusega klasse saab kasutada ebastabiilsemates töötlemiskeskkondades. Pideva või katkendliku lõikamise jaoks saab kasutada ka erinevaid PCBN-i sisestusklasse. Sumitomo Electricu Maton juhtis tähelepanu sellele, et PCBN-tööriistade rabeduse tõttu võivad teravad lõikeservad karastatud terase töötlemisel lõheneda. "Peame kaitsma lõikeserva, eriti katkestatud lõikamisel, lõikeserv peaks olema rohkem ette valmistatud kui pideva lõikamise korral ja lõikenurk peaks olema suurem."

Iskar' hiljuti väljatöötatud IB10H ja IB20H klassid laiendavad veelgi oma Groove Turn PCBN tootesarja. IB10H on peeneteraline PCBN klass karastatud terase keskmise kuni suure kiirusega pidevaks lõikamiseks; samas kui IB20H koosneb peenest ja keskmise tera suurusega PCBN teradest, pakkudes head kulumis- ja löögikindlust. Tasakaal talub karmimaid tingimusi karastatud terasest katkestatud lõikamise korral. PCBN-tööriista tavaline tõrkerežiim peaks olema pigem see, et lõikeserv kulub ära, mitte ei äkitselt praguneb või praguneb.

Sumitomo Electricu kasutusele võetud BNC30G kaetud PCBN-klassi kasutatakse karastatud terasest toorikute katkestatud soonte tegemiseks. Pidevaks soonte tegemiseks soovitab ettevõte oma universaalset tera BN250. Maton ütles: "Pidevalt lõikamisel lõigatakse tera pikka aega, mis tekitab palju lõikesoojust. Seetõttu on vaja kasutada hea kulumiskindlusega tera. Katkendliku soone korral siseneb ja väljub tera pidevalt lõikamisel. Sellel on suur mõju otsale. Seetõttu on vaja kasutada tera, millel on hea löögikindlus, vastupidavus ja vastupidavus. katmine aitab pikendada ka tööriista eluiga."

Olenemata töödeldava soone tüübist saab töökojad, mis varem kasutasid karastatud terasest osade viimistlemisel lihvimist, muuta tootlikkuse suurendamiseks PCBN-tööriistadega soonte tegemiseks. Kõva soonega saab saavutada lihvimisega võrreldava mõõtmete täpsuse, vähendades samal ajal oluliselt töötlemisaega.