Edzett acél hornyolása PCBN-vágóval

Edzett acél hornyolása PCBN-vágóval

Az elmúlt évtizedben az edzett acél alkatrészek polikristályos köbös bór-nitrid (PCBN) betétekkel történő precíziós hornyolása fokozatosan felváltotta a hagyományos köszörülést. Tyler Economan, az Index (USA) ajánlattételi mérnöki menedzsere elmondta: "Általában a hornyok csiszolása egy stabilabb folyamat, amely nagyobb méretpontosságot biztosít, mint a hornyolás. Az emberek azonban továbbra is szeretnék, hogy a munkadarabot esztergagépen tudják befejezni. Különféle feldolgozás szükséges."

Különféle edzett munkadarab-anyagok közé tartozik a gyorsacél, a présacél, a csapágyacél és az ötvözött acél. Csak a vasfémek edzhetők, az edzési eljárásokat általában alacsony széntartalmú acéloknál alkalmazzák. Az edzési kezelés révén a munkadarab külső keménysége magasabbra és kophatóvá tehető, míg a belső szívóssága jobb. Az edzett acélból készült alkatrészek közé tartoznak a tüskék, tengelyek, csatlakozók, hajtott kerekek, vezérműtengelyek, fogaskerekek, perselyek, hajtótengelyek, csapágyak és hasonlók.

A „kemény anyagok” azonban relatív, változó fogalom. Vannak, akik úgy gondolják, hogy a 40-55 HRC keménységű munkadarabok kemény anyagok; mások úgy vélik, hogy a kemény anyagok keménységének 58-60 HRC vagy magasabbnak kell lennie. Ebben a kategóriában PCBN eszközök használhatók.

Az indukciós edzés után a felületi edzett réteg akár 1,5 mm vastag is lehet, keménysége pedig elérheti az 58-60 HRC-t, míg a felületi réteg alatti anyag általában sokkal puhább. Ebben az esetben fontos ügyelni arra, hogy a vágás nagy része a felületi megkeményedett réteg alatt történjen.

Az edzett részek hornyolásának elengedhetetlen feltétele a megfelelő teljesítményű és merev szerszámgép. Az Economan szerint "Minél jobb a szerszámgép merevsége és minél nagyobb a teljesítmény, annál hatékonyabb az edzett anyag hornyolása. Az 50 HRC-nél nagyobb keménységű munkadarab anyagoknál sok könnyű szerszámgép nem felel meg a szükséges forgácsolási feltételeknek. Ha a gép teljesítményét (teljesítmény, nyomaték és különösen merevség) túllépik, a megmunkálás nem fejezhető be sikeresen."

A merevség nagyon fontos a munkadarab befogó szerkezeténél, mert a vágóél érintkezési felülete a munkadarabbal nagy a hornyolási folyamat során, és a szerszám nagy nyomást gyakorol a munkadarabra. Edzett acél munkadarabok befogásánál széles bilincs használható a szorítófelület szétszórására. Paul Ratzki, a Sumitomo Electric Hard Alloy Co. marketingmenedzsere elmondta: "A megmunkálandó alkatrészeket szilárdan alá kell támasztani. Edzett anyagok megmunkálásakor a vibráció és a szerszámnyomás sokkal nagyobb, mint a közönséges munkadarabok megmunkálásánál, ami a munkadarab beszorulását eredményezheti. Nem repülhet ki a gépből, vagy a CBN pengéje forgács vagy akár eltörhet."

A hornyolóbetétet tartó szárnak a lehető legrövidebbnek kell lennie a túlnyúlás minimalizálása és a szerszám merevségének növelése érdekében. Matthew Schmitz, az Isca GRIP termékekért felelős menedzsere rámutat, hogy általában a monolit szerszámok alkalmasabbak edzett anyagok hornyolására. A cég azonban moduláris hornyolórendszert is kínál. „A moduláris szár olyan megmunkálási helyzetekben használható, amikor a szerszám hajlamos a hirtelen meghibásodásra” – mondja. "Nem kell a teljes szárat cserélni, csak egy olcsóbb alkatrészt kell cserélni. A moduláris szár is számos megmunkálási lehetőséget kínál. Az Iskar Grip moduláris rendszere számos különböző termékbe beépíthető. Használhat 7 különböző pengével ellátott szerszámtartót 7 termékcsaládhoz, vagy tetszőleges számú pengét a különböző megmunkálásokhoz Ugyanaz a termékcsalád résszélességgel."

Sumitomo EA lectric CGA-típusú betétek megfogására szolgáló szerszámtartói felső rögzítési módszert alkalmaznak, amely visszahúzza a pengét a tartóba. Ez a tartó oldalsó rögzítőcsavarral is rendelkezik, amely javítja a markolat stabilitását és meghosszabbítja a szerszám élettartamát. Rich Maton, a vállalat tervezési részlegének vezető-asszisztense elmondta: "Ezt a szerszámtartót edzett munkadarabok hornyolására tervezték. Ha a penge elmozdul a tartóban, a fűrészlap idővel elhasználódik, és a szerszám élettartama megváltozik. Az autóipar nagy termelékenységű megmunkálási követelményei (például 50-100 vagy 150 szerszám-élettartam) különösen fontos a szerszám élettartamának és 150 élettartamának változása. jelentős hatással lehet a termelésre."

A jelentések szerint a Mitsubishi Materials GY sorozatú Tri-Lock moduláris hornyolórendszere merevsége a beépített pengetokmányokhoz hasonlítható. A rendszer három irányból (periférikus, elöl és felül) megbízhatóan fogja meg a hornyolólapátokat. Két szerkezeti kialakítása megakadályozza a penge elmozdulását a hornyolás során: a V alakú kiemelkedés megakadályozza, hogy a penge oldalra mozduljon; a biztonsági kulcs kiküszöböli a fűrészlap előremozgását, amelyet a vágási erő okoz a horonymegmunkálás során.

Az edzett acél alkatrészekhez általánosan használt hornyolóbetétek közé tartoznak az egyszerű négyzet alakú lapkák, formázóbetétek, hornyolt lapkák és hasonlók. Általában a vágott hornyoknak jó felületkezeléssel kell rendelkezniük, mert van egy illeszkedő részük, és néhány O-gyűrű vagy rögzítőgyűrű hornya. Mark Menconi, a Mitsubishi Materials termékspecialistája szerint "Ezek a folyamatok a belső átmérőjű horony megmunkálására és a külső átmérőjű horony megmunkálására oszthatók, de a legtöbb hornyolási művelet finom vágást igényel, beleértve a könnyű érintési pontosságot körülbelül 0,25 mm-es vágásmélységtől. Vágás teljes vágásra körülbelül 0,5 mm mélységgel."

Az edzett acél hornyolásához nagyobb keménységű, jobb kopásállóságú és megfelelő geometriájú szerszámokat kell használni. A kulcs az, hogy kitaláljuk, hogy keményfém lapkát, kerámiabetétet vagy PCBN-betétet kell-e használni. Schmitz elmondta: "Az 50 HRC alatti keménységű munkadarabok megmunkálásakor szinte mindig keményfém lapkákat választok. 50-58 HRC keménységű munkadaraboknál a kerámia lapkák nagyon gazdaságos választás. Csak akkor, ha a munkadarab CBN lapkáit érdemes figyelembe venni az 58 HRC keménységig. A CBN forgácsoló lapkák nem különösen alkalmasak a megmunkálási keménységű anyagokhoz. hanem egy szerszám/munkadarab interfész.

Az 58 HRC keménység feletti edzett acél alkatrészek hornyolásához a forgácsszabályozás nem jelent problémát. Mivel általában száraz hornyolást használnak, a forgácsok inkább porhoz vagy nagyon apró részecskékhez hasonlítanak, és kézi fújással eltávolíthatók. A Sumitomo Electric Maton munkatársa elmondta: "Általában ez a fajta forgács eltörik és szétesik, amikor bármibe ütközik, így a forgács érintkezése a munkadarabbal nem károsítja a munkadarabot. Ha megragad egy forgácsot, összetörik a kezedben. ”

Az egyik oka annak, hogy a CBN lapkák alkalmasak szárazvágásra, hogy bár hőállóságuk nagyon jó, hőmérséklet-ingadozások esetén a megmunkálási teljesítmény jelentősen csökken. Economan azt mondja: „Valójában, amikor a CBN lapka érintkezik a munkadarab anyagával, vágási hőt termel a hegyen, de mivel a CBN lapka kevésbé alkalmazkodik a hőmérséklet változásaihoz, nehéz megfelelően hűteni az állandó hőmérséklet fenntartása érdekében. Állami. A CBN nagyon kemény, de nagyon törékeny is, és a hőmérsékletváltozások miatt felszakadhat."

Alacsony keménységű acél alkatrészek (például 45-50 HRC) keményfém, kerámia vagy PCBN lapkákkal történő vágásakor a keletkező forgácsoknak a lehető legrövidebbnek kell lenniük. Ez hatékonyan távolítja el a vágás hőjét a szerszám anyagában a vágási folyamat során, mivel a forgácsok nagy mennyiségű hőt képesek elvinni.

Iskar Schmitz azt is javasolja, hogy a szerszámot "fordított" állapotban dolgozzák fel. Kifejtette: „Szerszámgépre szerelésekor a szerszámgépgyártó által előnyben részesített szerszámot úgy kell beszerelni, hogy a pengét felfelé vágják, mivel ez lehetővé teszi, hogy a munkadarab forgása lefelé nyomást gyakoroljon a gépsínre, hogy a gép stabil maradjon. Amikor azonban a pengét belevágják a munkadarab anyagába, a keletkezett forgácsok a pengén maradhatnak, ha a szerszám felfelé fordul, és a munkadarab felfelé van rögzítve. lefelé, a penge nem lesz látható, és a forgácsáram a gravitáció hatására automatikusan távozik a vágási területről."

A felületi edzés egyszerű módszer az alacsony széntartalmú acél keménységének javítására. Az elv az, hogy az anyag felszíne alatt bizonyos mélységben növeljük a széntartalmat. Ha a hornyolási mélység meghaladja a felületkeményített réteg vastagságát, akkor problémák merülhetnek fel a hornyolólap keményebb anyagból puhábbra váltása miatt. Ennek érdekében a szerszámgyártók többféle pengeminőséget fejlesztettek ki a különböző típusú munkadarab-anyagokhoz.

Duane Drape, a Horn (USA) értékesítési menedzsere elmondta: "Ha keményebb anyagról puhábbra váltunk, a felhasználó nem mindig akarja cserélni a pengét, ezért meg kell találnunk a legjobb szerszámot ehhez a megmunkálási típushoz. Ha cementezett keményfém lapkát használunk, akkor a túlzott kopás problémájával kell szembenéznie, amikor a penge kemény felületet vág, puha vágott alkatrészt könnyű vágni. megsérülhet a penge Kompromisszumot alkalmazhatunk: nagy keménységű keményfém lapkák + szuperkenésű bevonatok, vagy viszonylag puha CBN lapkák + vágólapkák, amelyek alkalmasak az általános anyagok vágására (a kemény megmunkálás helyett).

Drape azt mondta: "Használhat CBN lapkákat a 45-50 HRC keménységű munkadarab anyagok hatékony vágására, de a penge geometriáját módosítani kell. A tipikus CBN lapkák negatív letöréssel rendelkeznek a vágóélen. Ez a negatív letörésű CBN lapka puhább a megmunkáláshoz. Ha a munkadarab anyagát használják, a CBN élettartama lerövidül, és az anyag kihúzható lesz. kisebb keménységgel és a vágóél geometriájának megváltoztatásával a 45-50 HRC keménységű munkadarab anyaga sikeresen vágható."

A cég által kifejlesztett S117 HORN hornyolóbetét PCBN csúcsot használ, a fogásmélység a fogaskerék szélesség precíz vágása esetén kb. 0,15-0,2 mm. A jó felületminőség elérése érdekében a pengének mindkét oldalán van egy-egy kaparósík a vágóéleken.

Egy másik lehetőség a vágási paraméterek megváltoztatása. Az Index Economan című lapja szerint "Az edzett réteg átvágása után nagyobb forgácsolási paraméterek használhatók. Ha az edzett mélység csak 0,13 mm vagy 0,25 mm, akkor ezen a mélység átvágása után vagy kicserélik a különböző késeket, vagy továbbra is ugyanazt a pengét használjuk, de a vágási paramétereket a megfelelő szintre emeljük."

A feldolgozás szélesebb körének lefedése érdekében a PCBN pengeminőségek növekszenek. A nagyobb keménységű fokozatok gyorsabb vágási sebességet tesznek lehetővé, míg a jobb szívósságú fokozatok instabilabb feldolgozási környezetben is használhatók. Folyamatos vagy megszakított forgácsoláshoz különböző PCBN lapkaminőségek is használhatók. A Sumitomo Electric Maton munkatársa felhívta a figyelmet arra, hogy a PCBN-szerszámok ridegsége miatt az éles vágóélek hajlamosak a forgácsolásra az edzett acél megmunkálásakor. „Meg kell védeni a vágóélt, különösen a megszakított vágásnál, a vágóélt jobban elő kell készíteni, mint a folyamatos vágásnál, és a vágási szöget nagyobbnak kell tekinteni.”

Iskar&Az újonnan kifejlesztett IB10H és IB20H minőségek tovább bővítik Groove Turn PCBN termékcsaládját. Az IB10H egy finomszemcsés PCBN minőség edzett acélok közepes és nagy sebességű folyamatos vágásához; míg az IB20H finom és közepes szemcseméretű PCBN szemcsékből áll, jó kopásállóságot és ütésállóságot biztosítva. A mérleg kibírja az edzett acél megszakított vágás zordabb körülményeit. A PCBN-szerszámok normál meghibásodási módja az, hogy a vágóél elkopjon, semmint hirtelen megrepedne vagy megrepedne.

A Sumitomo Electric által bevezetett BNC30G bevonatú PCBN minőséget edzett acél munkadarabok megszakított hornyolására használják. A folyamatos hornyoláshoz a cég BN250 univerzális pengéjét ajánlja. Maton elmondta: "Folyamatos vágáskor a penge hosszú ideig le van vágva, ami sok vágási hőt termel. Ezért jó kopásállóságú pengét kell használni. Szakaszos hornyolás esetén a penge folyamatosan belép és kilép a vágásba. Nagy hatással van a hegyére. Ezért kell egy jó ütésállóságú és ütésállóságú pengét használni. a bevonat is segít meghosszabbítani a szerszám élettartamát."

A megmunkált horony típusától függetlenül a korábban az edzett acél alkatrészek csiszolására támaszkodó műhelyek PCBN-szerszámokkal a termelékenység növelése érdekében hornyolássá alakíthatók. A kemény hornyolás a köszörüléssel összehasonlítható méretpontosságot érhet el, miközben jelentősen csökkenti a megmunkálási időt.