पीसीबीएन कटर से कठोर स्टील की स्लॉटिंग

पीसीबीएन कटर से कठोर स्टील की स्लॉटिंग

पिछले दशक में, पॉलीक्रिस्टलाइन क्यूबिक बोरान नाइट्राइड (पीसीबीएन) आवेषण के साथ कठोर स्टील भागों की सटीक ग्रूविंग ने धीरे-धीरे पारंपरिक पीसने की जगह ले ली है। इंडेक्स, यूएसए में बिडिंग इंजीनियरिंग मैनेजर टायलर इकोनोमन ने कहा, "सामान्य तौर पर, ग्राइंडिंग ग्रूव्स एक अधिक स्थिर प्रक्रिया है जो ग्रूविंग की तुलना में उच्च आयामी सटीकता प्रदान करती है। हालांकि, लोग अभी भी वर्कपीस को खराद पर पूरा करने में सक्षम होना चाहते हैं। विभिन्न प्रकार की प्रोसेसिंग की आवश्यकता है।"

विभिन्न वर्कपीस सामग्री जिन्हें कठोर किया गया है उनमें हाई स्पीड स्टील, डाई स्टील, बेयरिंग स्टील और मिश्र धातु स्टील शामिल हैं। केवल लौह धातुओं को ही कठोर किया जा सकता है, और सख्त करने की प्रक्रिया आमतौर पर कम कार्बन स्टील्स पर लागू की जाती है। सख्त उपचार के माध्यम से, वर्कपीस की बाहरी कठोरता को उच्च और पहनने योग्य बनाया जा सकता है, जबकि आंतरिक भाग में बेहतर कठोरता होती है। कठोर स्टील से बने भागों में मैंड्रेल, एक्सल, कनेक्टर, ड्राइव व्हील, कैमशाफ्ट, गियर, बुशिंग, ड्राइव शाफ्ट, बियरिंग और इसी तरह के अन्य सामान शामिल हैं।

हालाँकि, "कठिन सामग्री" एक सापेक्ष, बदलती अवधारणा है। कुछ लोग सोचते हैं कि 40-55 एचआरसी की कठोरता वाली वर्कपीस सामग्री कठोर सामग्री हैं; दूसरों का मानना ​​है कि कठोर सामग्रियों की कठोरता 58-60 एचआरसी या इससे अधिक होनी चाहिए। इस श्रेणी में PCBN टूल का उपयोग किया जा सकता है।

प्रेरण सख्त होने के बाद, सतह कठोर परत 1.5 मिमी तक मोटी हो सकती है और कठोरता 58-60 एचआरसी तक पहुंच सकती है, जबकि सतह परत के नीचे की सामग्री आमतौर पर अधिक नरम होती है। इस मामले में, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि अधिकांश कटाई सतह की कठोर परत के नीचे की जाए।

पर्याप्त शक्ति और कठोरता वाले मशीन उपकरण कठोर भागों की ग्रूविंग के लिए एक आवश्यक शर्त हैं। इकोनोमन के अनुसार, "मशीन उपकरण की कठोरता जितनी बेहतर होगी और शक्ति जितनी अधिक होगी, कठोर सामग्री की ग्रूविंग उतनी ही अधिक कुशल होगी। 50 एचआरसी से अधिक कठोरता वाली वर्कपीस सामग्री के लिए, कई हल्के मशीन उपकरण आवश्यक काटने की शर्तों को पूरा नहीं करते हैं। यदि मशीन की क्षमता (शक्ति, टोक़ और विशेष रूप से कठोरता) पार हो जाती है, तो मशीनिंग सफलतापूर्वक पूरी नहीं की जा सकती है।"

वर्कपीस होल्डिंग डिवाइस के लिए कठोरता बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि ग्रूविंग प्रक्रिया के दौरान वर्कपीस के साथ कटिंग एज की संपर्क सतह बड़ी होती है, और उपकरण वर्कपीस पर बहुत अधिक दबाव डालता है। कठोर स्टील वर्कपीस को क्लैंप करते समय, क्लैंपिंग सतह को फैलाने के लिए एक विस्तृत क्लैंप का उपयोग किया जा सकता है। सुमितोमो इलेक्ट्रिक हार्ड अलॉय कंपनी के मार्केटिंग मैनेजर पॉल रत्ज़की ने कहा, "मशीन किए जाने वाले हिस्सों को मजबूती से समर्थित किया जाना चाहिए। जब ​​कठोर सामग्रियों की मशीनिंग की जाती है, तो उत्पन्न कंपन और उपकरण का दबाव सामान्य वर्कपीस की मशीनिंग की तुलना में बहुत अधिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस क्लैंपिंग हो सकती है। मशीन से बाहर नहीं उड़ सकता है, या सीबीएन ब्लेड चिप या टूट भी नहीं सकता है।"

ग्रूविंग इंसर्ट को रखने वाला शैंक जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए ताकि ओवरहैंग को कम किया जा सके और उपकरण की कठोरता बढ़ाई जा सके। इस्का में जीआरआईपी उत्पादों के प्रबंधक मैथ्यू शमित्ज़ बताते हैं कि सामान्य तौर पर, कठोर सामग्रियों की ग्रूविंग के लिए मोनोलिथिक उपकरण अधिक उपयुक्त होते हैं। हालाँकि, कंपनी एक मॉड्यूलर ग्रूविंग सिस्टम भी प्रदान करती है। "मॉड्यूलर शैंक का उपयोग उन मशीनिंग स्थितियों में किया जा सकता है जहां उपकरण के अचानक विफल होने का खतरा होता है," वे कहते हैं। "आपको पूरे शैंक को बदलने की ज़रूरत नहीं है, आपको बस एक कम महंगे घटक को बदलने की ज़रूरत है। मॉड्यूलर शैंक विभिन्न प्रकार के मशीनिंग विकल्प भी प्रदान करता है। इस्कर के ग्रिप मॉड्यूलर सिस्टम को विभिन्न उत्पादों में स्थापित किया जा सकता है। आप 7 उत्पाद लाइनों के लिए 7 अलग-अलग ब्लेड या विभिन्न प्रसंस्करण के लिए किसी भी संख्या में ब्लेड वाले टूल होल्डर का उपयोग कर सकते हैं। स्लॉट चौड़ाई के साथ एक ही उत्पाद लाइन। "

सुमितोमो ईसीजीए-प्रकार के आवेषण को पकड़ने के लिए लेक्ट्रिक के टूलधारक एक शीर्ष-क्लैंपिंग विधि का उपयोग करते हैं जो ब्लेड को धारक में वापस खींचता है। पकड़ की स्थिरता को बेहतर बनाने और उपकरण के जीवन को बढ़ाने में मदद करने के लिए इस धारक में एक साइड फास्टनिंग स्क्रू भी है। कंपनी के डिज़ाइन विभाग के सहायक प्रबंधक रिच मैटन ने कहा, "यह टूल होल्डर कठोर वर्कपीस की ग्रूविंग के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि ब्लेड होल्डर में चलता है, तो ब्लेड समय के साथ घिस जाता है और टूल का जीवन बदल जाता है। ऑटोमोटिव उद्योग की उच्च-उत्पादकता मशीनिंग आवश्यकताओं (जैसे कि प्रति कटिंग एज 50-100 या 150 वर्कपीस) के लिए, टूल जीवन की भविष्यवाणी विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, और टूल जीवन में परिवर्तन उत्पादन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकते हैं।"

रिपोर्टों के अनुसार, मित्सुबिशी मटेरियल्स की जीवाई सीरीज ट्राई-लॉक मॉड्यूलर ग्रूविंग सिस्टम कठोरता में इंटीग्रल ब्लेड चक के बराबर है। सिस्टम ग्रूविंग ब्लेड्स को तीन दिशाओं (परिधीय, सामने और ऊपर) से विश्वसनीय रूप से पकड़ता है। इसके दो संरचनात्मक डिज़ाइन ब्लेड को ग्रूविंग के दौरान विस्थापित होने से रोकते हैं: वी-आकार का प्रक्षेपण ब्लेड को किनारों पर जाने से रोकता है; सुरक्षा कुंजी स्लॉट मशीनिंग के दौरान काटने के बल के कारण ब्लेड की आगे की गति को समाप्त कर देती है।

कठोर स्टील भागों के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले ग्रूविंग इंसर्ट में साधारण वर्गाकार इंसर्ट, फॉर्मिंग इंसर्ट, स्लॉटेड इंसर्ट और इसी तरह के अन्य सामान शामिल हैं। आम तौर पर, कटे हुए खांचे की सतह अच्छी होनी चाहिए क्योंकि उनमें एक संभोग भाग होता है, और कुछ ओ-रिंग या स्नैप रिंग खांचे होते हैं। मित्सुबिशी मटेरियल्स के उत्पाद विशेषज्ञ, मार्क मेनकोनी के अनुसार, "इन प्रक्रियाओं को आंतरिक व्यास ग्रूव मशीनिंग और बाहरी व्यास ग्रूव मशीनिंग में विभाजित किया जा सकता है, लेकिन अधिकांश ग्रूविंग कार्यों में बारीक कटिंग की आवश्यकता होती है, जिसमें कट की लगभग 0.25 मिमी गहराई से हल्के स्पर्श की सटीकता भी शामिल है। लगभग 0.5 मिमी की गहराई के साथ पूर्ण कट तक काटें।"

कठोर स्टील की ग्रूविंग के लिए उच्च कठोरता, बेहतर पहनने के प्रतिरोध और उपयुक्त ज्यामिति वाले उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है। मुख्य बात यह पता लगाना है कि क्या कार्बाइड इंसर्ट, सिरेमिक इंसर्ट या पीसीबीएन इंसर्ट का उपयोग किया जाना चाहिए। शमित्ज़ ने कहा, "50 एचआरसी से कम कठोरता वाले वर्कपीस की मशीनिंग करते समय मैं लगभग हमेशा कार्बाइड आवेषण का चयन करता हूं। 50-58 एचआरसी की कठोरता वाले वर्कपीस के लिए, सिरेमिक आवेषण एक बहुत ही किफायती विकल्प है। केवल जब वर्कपीस सीबीएन आवेषण को 58 एचआरसी तक कठोरता के लिए माना जाना चाहिए। सीबीएन आवेषण ऐसी उच्च-कठोर सामग्रियों की मशीनिंग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं क्योंकि मशीनिंग तंत्र एक काटने वाली सामग्री नहीं है बल्कि एक काटने वाली सामग्री है उपकरण/वर्कपीस इंटरफ़ेस।

58 एचआरसी से अधिक कठोरता वाले कठोर स्टील भागों की ग्रूविंग के लिए, चिप नियंत्रण कोई समस्या नहीं है। चूँकि आमतौर पर ड्राई ग्रूविंग का उपयोग किया जाता है, चिप्स धूल या बहुत छोटे कणों की तरह होते हैं और इन्हें हाथ से मारकर हटाया जा सकता है। सुमितोमो इलेक्ट्रिक के मैटन ने कहा, "आमतौर पर, इस प्रकार का स्वार्फ़ किसी भी चीज़ से टकराने पर टूट जाएगा और बिखर जाएगा, इसलिए वर्कपीस के साथ स्वार्फ़ का संपर्क वर्कपीस को नुकसान नहीं पहुंचाएगा। यदि आप एक स्वार्फ़ पकड़ेंगे, तो वे आपके हाथ में तोड़ देंगे। ”

सीबीएन आवेषण ड्राई कटिंग के लिए उपयुक्त होने का एक कारण यह है कि यद्यपि उनका ताप प्रतिरोध बहुत अच्छा है, तापमान में उतार-चढ़ाव के मामले में प्रसंस्करण प्रदर्शन बहुत कम हो जाता है। इकोनोमन कहते हैं, "वास्तव में, जब सीबीएन इंसर्ट वर्कपीस सामग्री के संपर्क में होता है, तो यह टिप पर काटने की गर्मी पैदा करता है, लेकिन क्योंकि सीबीएन इंसर्ट तापमान परिवर्तन के प्रति कम अनुकूल होता है, इसलिए इसे स्थिर तापमान बनाए रखने के लिए पर्याप्त रूप से ठंडा करना मुश्किल होता है। राज्य। सीबीएन बहुत कठोर है, लेकिन यह बहुत भंगुर भी है और तापमान परिवर्तन के कारण टूट सकता है।"

सीमेंटेड कार्बाइड, सिरेमिक या पीसीबीएन आवेषण के साथ कम कठोरता (जैसे 45-50 एचआरसी) वाले स्टील भागों को काटते समय, उत्पन्न चिप्स जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए। यह काटने की प्रक्रिया के दौरान उपकरण सामग्री में काटने की गर्मी को प्रभावी ढंग से हटा देता है क्योंकि चिप्स बड़ी मात्रा में गर्मी ले जा सकते हैं।

हैkar's Schmitz यह भी अनुशंसा करता है कि उपकरण को "उल्टी" स्थिति में संसाधित किया जाए। उन्होंने बताया, "मशीन टूल पर उपकरण स्थापित करते समय, मशीन टूल बिल्डर का पसंदीदा उपकरण ब्लेड को ऊपर की ओर काटकर स्थापित किया जाता है, क्योंकि इससे वर्कपीस के घूमने से मशीन को स्थिर रखने के लिए मशीन रेल पर नीचे की ओर दबाव पड़ता है। हालांकि, जब ब्लेड को वर्कपीस सामग्री में काटा जाता है, तो गठित चिप्स ब्लेड और वर्कपीस पर रह सकते हैं। यदि टूल होल्डर को पलट दिया जाता है और उपकरण को उल्टा रखा जाता है, तो ब्लेड दिखाई नहीं देगा, और चिप का प्रवाह स्वचालित रूप से कार्रवाई के तहत काटने वाले क्षेत्र से बाहर निकल जाएगा। गुरुत्वाकर्षण का।"

सतह सख्त करना कम कार्बन स्टील की कठोरता में सुधार करने की एक सरल विधि है। सिद्धांत सामग्री की सतह के नीचे एक निश्चित गहराई तक कार्बन सामग्री को बढ़ाना है। जब ग्रूविंग की गहराई सतह की कठोर परत की मोटाई से अधिक हो जाती है, तो ग्रूविंग ब्लेड के कठोर सामग्री से नरम सामग्री में परिवर्तन के कारण कुछ समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं। इस प्रयोजन के लिए, उपकरण निर्माताओं ने विभिन्न प्रकार की वर्कपीस सामग्री के लिए कई ब्लेड ग्रेड विकसित किए हैं।

हॉर्न (यूएसए) के बिक्री प्रबंधक डुआने ड्रेप ने कहा, "कठोर सामग्री से नरम सामग्री में बदलते समय, उपयोगकर्ता हमेशा ब्लेड को बदलना नहीं चाहता है, इसलिए हमें इस प्रकार की मशीनिंग के लिए सबसे अच्छा उपकरण ढूंढना होगा। यदि सीमेंटेड कार्बाइड इंसर्ट का उपयोग किया जाता है, तो ब्लेड कठोर सतह को काटने पर अत्यधिक घिसाव की समस्या का सामना करेगा। यदि उच्च कठोर सामग्री को काटने के लिए उपयुक्त सीबीएन इंसर्ट का उपयोग नरम हिस्से को काटने के लिए किया जाता है, तो ब्लेड को नुकसान पहुंचाना आसान होता है। हम एक समझौता का उपयोग कर सकते हैं: उच्च कठोरता वाले कार्बाइड आवेषण + सुपर चिकनाई वाले कोटिंग्स, या अपेक्षाकृत नरम सीबीएन आवेषण ग्रेड + सामान्य सामग्रियों को काटने के लिए उपयुक्त काटने वाले आवेषण (हार्ड मशीनिंग के बजाय)।

ड्रेप ने कहा, "आप 45-50 एचआरसी की कठोरता के साथ वर्कपीस सामग्री को प्रभावी ढंग से काटने के लिए सीबीएन आवेषण का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन ब्लेड ज्यामिति को समायोजित किया जाना चाहिए। विशिष्ट सीबीएन आवेषण में काटने के किनारे पर एक नकारात्मक कक्ष होता है। यह नकारात्मक कक्ष सीबीएन आवेषण मशीन के लिए नरम होता है। जब वर्कपीस सामग्री का उपयोग किया जाता है, तो सामग्री में पुल-आउट प्रभाव होगा और उपकरण का जीवन छोटा हो जाएगा। यदि कम कठोरता वाले सीबीएन ग्रेड का उपयोग किया जाता है और काटने की ज्यामिति होती है किनारे बदल दिया गया है, 45-50 एचआरसी की कठोरता के साथ वर्कपीस सामग्री को सफलतापूर्वक काटा जा सकता है।"

कंपनी द्वारा विकसित S117 HORN ग्रूविंग इंसर्ट एक PCBN टिप का उपयोग करता है, और गियर की चौड़ाई सटीक रूप से कट करने पर कट की गहराई लगभग 0.15-0.2 मिमी होती है। अच्छी सतह फिनिश प्राप्त करने के लिए, ब्लेड के दोनों किनारों पर प्रत्येक काटने वाले किनारे पर एक स्क्रैपिंग विमान होता है।

दूसरा विकल्प कटिंग मापदंडों को बदलना है। इंडेक्स के इकोनोमन के अनुसार, "कठोर परत को काटने के बाद, बड़े काटने वाले मापदंडों का उपयोग किया जा सकता है। यदि कठोर गहराई केवल 0.13 मिमी या 0.25 मिमी है, तो इस गहराई से काटने के बाद, या तो अलग-अलग ब्लेड बदल दिए जाते हैं या फिर भी उसी ब्लेड का उपयोग किया जाता है, लेकिन काटने के मापदंडों को उचित स्तर तक बढ़ाया जाता है।"

प्रसंस्करण की व्यापक रेंज को कवर करने के लिए, पीसीबीएन ब्लेड ग्रेड बढ़ रहे हैं। उच्च कठोरता वाले ग्रेड तेज काटने की गति की अनुमति देते हैं, जबकि बेहतर कठोरता वाले ग्रेड का उपयोग अधिक अस्थिर प्रसंस्करण वातावरण में किया जा सकता है। निरंतर या बाधित कटिंग के लिए, विभिन्न पीसीबीएन इंसर्ट ग्रेड का भी उपयोग किया जा सकता है। सुमितोमो इलेक्ट्रिक के मैटन ने बताया कि पीसीबीएन उपकरणों की भंगुरता के कारण, कठोर स्टील की मशीनिंग करते समय तेज काटने वाले किनारों के छिलने का खतरा होता है। "हमें कटिंग एज की रक्षा करनी चाहिए, विशेष रूप से बाधित कटिंग में, कटिंग एज को निरंतर कटिंग की तुलना में अधिक तैयार किया जाना चाहिए, और कटिंग कोण बड़ा होना चाहिए।"

इस्कर' के नव विकसित आईबी10एच और आईबी20एच ग्रेड ने इसकी ग्रूव टर्न पीसीबीएन उत्पाद श्रृंखला का और विस्तार किया है। IB10H कठोर स्टील को मध्यम से उच्च गति पर निरंतर काटने के लिए एक महीन दाने वाला PCBN ग्रेड है; जबकि IB20H में महीन और मध्यम दाने के आकार के PCBN दाने होते हैं, जो अच्छा पहनने का प्रतिरोध और प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करते हैं। संतुलन कठोर स्टील बाधित काटने की कठोर परिस्थितियों का सामना कर सकता है। पीसीबीएन उपकरण का सामान्य विफलता मोड यह होना चाहिए कि कटिंग एज अचानक टूटने या टूटने के बजाय घिस जाए।

सुमितोमो इलेक्ट्रिक द्वारा पेश किए गए BNC30G लेपित PCBN ग्रेड का उपयोग कठोर स्टील वर्कपीस की बाधित ग्रूविंग के लिए किया जाता है। निरंतर ग्रूविंग के लिए, कंपनी अपने BN250 यूनिवर्सल ब्लेड ग्रेड की अनुशंसा करती है। मैटन ने कहा, "लगातार काटने पर, ब्लेड लंबे समय तक कटता है, जिससे काटने में बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होगी। इसलिए, अच्छे पहनने के प्रतिरोध वाले ब्लेड का उपयोग करना आवश्यक है। रुक-रुक कर ग्रूविंग के मामले में, ब्लेड लगातार काटने में प्रवेश करता है और बाहर निकलता है। इसका टिप पर बहुत अच्छा प्रभाव पड़ता है। इसलिए, अच्छी कठोरता वाले ब्लेड का उपयोग करना आवश्यक है और रुक-रुक कर प्रभाव का सामना कर सकता है। इसके अलावा, ब्लेड कोटिंग उपकरण के जीवन को बढ़ाने में भी मदद करती है।"

मशीनीकृत किए जा रहे खांचे के प्रकार के बावजूद, कार्यशालाएं जो पहले कठोर स्टील भागों को खत्म करने के लिए पीसने पर निर्भर थीं, उन्हें उत्पादकता बढ़ाने के लिए पीसीबीएन उपकरणों के साथ ग्रूविंग में परिवर्तित किया जा सकता है। हार्ड ग्रूविंग से पीसने की तुलना में आयामी सटीकता प्राप्त की जा सकती है, जबकि मशीनिंग का समय काफी कम हो जाता है।