გამაგრებული ფოლადის დაჭრა PCBN საჭრელით

გამაგრებული ფოლადის დაჭრა PCBN საჭრელით

გასული ათწლეულის განმავლობაში, გამაგრებული ფოლადის ნაწილების ზუსტი ღარები პოლიკრისტალური კუბური ბორის ნიტრიდის (PCBN) ჩანართებით თანდათან შეცვალა ტრადიციული სახეხი. Tyler Economan, სატენდერო ინჟინერიის მენეჯერი Index-ში, აშშ, თქვა: "ზოგადად, დაფქვის ღარები უფრო სტაბილური პროცესია, რომელიც უზრუნველყოფს უფრო მაღალი განზომილების სიზუსტეს, ვიდრე ღარები. თუმცა, ხალხს მაინც უნდა შეეძლოს სამუშაო ნაწილის დასრულება ხორხზე. საჭიროა სხვადასხვა სახის დამუშავება."

სამუშაო ნაწილის სხვადასხვა მასალები, რომლებიც გამაგრებულია, მოიცავს მაღალსიჩქარიან ფოლადი, ჭურჭლის ფოლადი, ტარების ფოლადი და შენადნობი ფოლადი. მხოლოდ შავი ლითონები შეიძლება გამაგრდეს და გამკვრივების პროცესები ჩვეულებრივ გამოიყენება დაბალი ნახშირბადის ფოლადებზე. გამკვრივების დამუშავების საშუალებით, სამუშაო ნაწილის გარეგანი სიხისტე შეიძლება იყოს უფრო მაღალი და მოსახმარი, ხოლო ინტერიერს აქვს უკეთესი სიმტკიცე. გამაგრებული ფოლადისგან დამზადებულ ნაწილებს მიეკუთვნება მანდრილები, ღერძები, კონექტორები, წამყვანი ბორბლები, ამწე ლილვები, გადაცემათა კოლოფი, ბუჩქები, წამყვანი ლილვები, საკისრები და სხვა მსგავსი.

თუმცა, "მყარი მასალები" შედარებითი, ცვალებადი კონცეფციაა. ზოგიერთი ადამიანი ფიქრობს, რომ სამუშაო ნაწილის მასალები 40-55 HRC სიმკვრივით არის მყარი მასალა; სხვები თვლიან, რომ მყარი მასალების სიმტკიცე უნდა იყოს 58-60 HRC ან მეტი. ამ კატეგორიაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას PCBN ინსტრუმენტები.

ინდუქციური გამკვრივების შემდეგ, ზედაპირის გამაგრებული ფენა შეიძლება იყოს 1.5 მმ-მდე სისქის და სიხისტე შეიძლება მიაღწიოს 58-60 HRC-ს, ხოლო ზედაპირის ფენის ქვემოთ მასალა ჩვეულებრივ გაცილებით რბილია. ამ შემთხვევაში, მნიშვნელოვანია იმის უზრუნველყოფა, რომ ჭრის უმეტესი ნაწილი შესრულდეს ზედაპირის გამაგრებული ფენის ქვემოთ.

საკმარისი სიმძლავრის და სიმტკიცის მქონე ჩარხები აუცილებელი პირობაა გამაგრებული ნაწილების ღარისთვის. Economan-ის თანახმად, "რაც უკეთესია ჩარხი და რაც უფრო მაღალია სიმძლავრე, მით უფრო ეფექტურია გამაგრებული მასალის ღარები. 50 HRC-ზე მეტი სიხისტის სამუშაო ნაწილის მასალებისთვის, ბევრი მსუბუქი ჩარხი არ აკმაყოფილებს ჭრის მოთხოვნილ პირობებს. თუ დანადგარის სიმძლავრე (ძაბვა, ბრუნი და განსაკუთრებით სიხისტე) ვერ აღემატება მატებას.

სიმყარე ძალზე მნიშვნელოვანია სამუშაო ნაწილის დამჭერი მოწყობილობისთვის, რადგან საჭრელი კიდის საკონტაქტო ზედაპირი სამუშაო ნაწილთან დიდია ღარების პროცესში და ხელსაწყო დიდ ზეწოლას ახდენს სამუშაო ნაწილზე. გამაგრებული ფოლადის სამუშაო ნაწილების დამაგრებისას, ფართო დამჭერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამაგრი ზედაპირის დასაშლელად. პოლ რაცკიმ, Sumitomo Electric Hard Alloy Co.-ის მარკეტინგის მენეჯერმა, თქვა: "დასამუშავებელი ნაწილები მყარად უნდა იყოს დამაგრებული. გამაგრებული მასალების დამუშავებისას წარმოქმნილი ვიბრაცია და ხელსაწყოს წნევა გაცილებით დიდია, ვიდრე ჩვეულებრივი სამუშაო ნაწილების დამუშავებისას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სამუშაო ნაწილის დამაგრება. არ შეიძლება გაფრინდეს მანქანიდან ან გამოიწვიოს ჩიპი.

საყრდენი, რომელიც უჭირავს ღარების ჩასმას, უნდა იყოს რაც შეიძლება მოკლე, რათა შემცირდეს გადახურვა და გაზარდოს ხელსაწყოს სიმტკიცე. მეთიუ შმიცი, GRIP პროდუქციის მენეჯერი Isca-ში, აღნიშნავს, რომ ზოგადად, მონოლითური ხელსაწყოები უფრო შესაფერისია გამაგრებული მასალების ღარისთვის. თუმცა, კომპანია ასევე გვთავაზობს მოდულურ გროვის სისტემას. „მოდულური საყრდენი შეიძლება გამოყენებულ იქნას დამუშავების სიტუაციებში, სადაც ხელსაწყო მიდრეკილია უეცარი უკმარისობისკენ“, - ამბობს ის. "თქვენ არ გჭირდებათ მთლიანად შეცვალოთ, თქვენ უბრალოდ უნდა შეცვალოთ ნაკლებად ძვირი კომპონენტი. მოდულური საყრდენი ასევე გთავაზობთ დამუშავების მრავალფეროვან ვარიანტს. Iskar's Grip მოდულური სისტემა შეიძლება დამონტაჟდეს სხვადასხვა პროდუქტში. შეგიძლიათ გამოიყენოთ ხელსაწყოების დამჭერი 7 სხვადასხვა დანით 7 პროდუქტის ხაზისთვის ან ნებისმიერი რაოდენობის დანა სხვადასხვა დამუშავებისთვის. იგივე პროდუქტის ხაზი სტრიქონებით."

სუმიტომო ეlectric-ის ხელსაწყოების დამჭერები CGA-ის ტიპის ჩანართების დასაჭერად იყენებენ ზედა დაჭერის მეთოდს, რომელიც აბრუნებს დანა უკან დამჭერში. ამ დამჭერს ასევე აქვს გვერდითი სამაგრი ხრახნი, რომელიც ხელს უწყობს ხელის სტაბილურობის გაუმჯობესებას და ხელსაწყოს სიცოცხლის გახანგრძლივებას. რიჩ მატონმა, კომპანიის დიზაინის განყოფილების მენეჯერის ასისტენტმა, თქვა: "ინსტრუმენტების ეს დამჭერი განკუთვნილია გამაგრებული სამუშაო ნაწილების ღარისთვის. თუ დანა მოძრაობს დამჭერში, დანა დროთა განმავლობაში ცვდება და ხელსაწყოს სიცოცხლე იცვლება. საავტომობილო ინდუსტრიის მაღალი პროდუქტიულობის დამუშავების მოთხოვნებისთვის (როგორიცაა 50-100 ცალი ან 150 ცალი ჭრის გამძლეობა) მნიშვნელოვანია. და ხელსაწყოს სიცოცხლის ცვლილებებმა შეიძლება მნიშვნელოვანი გავლენა იქონიოს წარმოებაზე."

გავრცელებული ინფორმაციით, Mitsubishi Materials-ის GY სერიის Tri-Lock მოდულური ღაროვანი სისტემა სიმტკიცით შედარებადია დანის ჩამკეტებთან. სისტემა საიმედოდ უჭერს ღარების პირებს სამი მიმართულებით (პერიფერიული, წინა და ზედა). მისი ორი სტრუქტურული დიზაინი ხელს უშლის დანა გადაადგილებას ღარების დროს: V- ფორმის პროექცია ხელს უშლის დანა გვერდებზე გადაადგილებას; უსაფრთხოების გასაღები გამორიცხავს დანის წინ მოძრაობას, რომელიც გამოწვეულია ჭრის ძალით სლოტ დამუშავების დროს.

გამაგრებული ფოლადის ნაწილებისთვის ხშირად გამოყენებული ღარიანი ჩანართები მოიცავს უბრალო კვადრატულ ჩანართებს, ფორმირებულ ჩანართებს, ჭრილიან ჩანართებს და მსგავსებს. ზოგადად, მოჭრილი ღარები უნდა ჰქონდეს კარგი ზედაპირის დასრულება, რადგან მათ აქვთ შეჯვარების ნაწილი, და ზოგიერთი არის O-rings ან snap ring ღარები. მარკ მენკონის, პროდუქტის სპეციალისტის Mitsubishi Materials-ის, მარკ მენკონის თქმით, "ეს პროცესები შეიძლება დაიყოს შიდა დიამეტრის ღარებითა და გარე დიამეტრის ღარებით დამუშავებად, მაგრამ ღარშის ოპერაციების უმეტესობა მოითხოვს წვრილ ჭრას, მსუბუქი შეხების სიზუსტის ჩათვლით ჭრის დაახლოებით 0,25 მმ სიღრმიდან. გაჭრა სრულ ჭრილამდე, დაახლოებით 5 მმ სიღრმეზე."

გამაგრებული ფოლადის ღარები მოითხოვს უფრო მაღალი სიხისტის, უკეთესი აცვიათ წინააღმდეგობის და შესაფერისი გეომეტრიის მქონე ხელსაწყოების გამოყენებას. მთავარია გაარკვიოთ კარბიდის ჩასმა, კერამიკული ჩანართი თუ PCBN ჩანართი. შმიცმა თქვა: „50 HRC-ზე დაბალი სიხისტის მქონე სამუშაო ნაწილების დამუშავებისას თითქმის ყოველთვის ვირჩევ კარბიდის ჩანართებს. 50-58 HRC სიხისტის სამუშაო ნაწილებისთვის, კერამიკული ჩანართები ძალიან ეკონომიური არჩევანია. მხოლოდ მაშინ, როდესაც სამუშაო ნაწილის CBN ჩანართები უნდა იყოს გათვალისწინებული სიმტკიცე 58 HRC-მდე. რადგან CBN-ის შესაფერის მასალაა განსაკუთრებით მაღალი დამაგრების მექანიზმი. არ არის საჭრელი მასალა, არამედ ხელსაწყოს/სამუშაო ნაწილის ინტერფეისი.

58 HRC-ზე მეტი სიხისტის მქონე გამაგრებული ფოლადის ნაწილების ღარებისთვის, ჩიპის კონტროლი არ წარმოადგენს პრობლემას. მას შემდეგ, რაც ჩვეულებრივ გამოიყენება მშრალი ღარები, ჩიპები უფრო ჰგავს მტვერს ან ძალიან პატარა ნაწილაკებს და მათი ამოღება შესაძლებელია ხელით დარტყმით. Sumitomo Electric-ის Maton-მა თქვა: „ჩვეულებრივ, ასეთი ჭუჭყი იშლება და იშლება, როცა რაიმეს მოხვდება, ასე რომ, შეხება სამუშაო ნაწილთან არ დააზიანებს სამუშაო ნაწილს. ჭორფლს რომ დაიჭერ, ხელში ჩაგსხვრევენ. ”

ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც CBN ჩანართები შესაფერისია მშრალი ჭრისთვის, არის ის, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მათი სითბოს წინააღმდეგობა ძალიან კარგია, დამუშავების შესრულება მნიშვნელოვნად მცირდება ტემპერატურის მერყეობის შემთხვევაში. ეკონომენი ამბობს: „სინამდვილეში, როდესაც CBN ჩანართი კონტაქტშია სამუშაო ნაწილის მასალასთან, ის წარმოქმნის ჭრის სითბოს წვერზე, მაგრამ რადგან CBN ჩანართი ნაკლებად ადაპტირდება ტემპერატურის ცვლილებებთან, ძნელია ადეკვატურად გაგრილება მუდმივი ტემპერატურის შესანარჩუნებლად. სახელმწიფო. CBN ძალიან მყარია, მაგრამ ასევე ძალიან მყიფეა და შეიძლება გაფუჭდეს ტემპერატურის ცვლილებების გამო“.

დაბალი სიხისტის მქონე ფოლადის ნაწილების ჭრისას (როგორიცაა 45-50 HRC) ცემენტირებული კარბიდის, კერამიკის ან PCBN ჩანართებით, წარმოქმნილი ჩიპები უნდა იყოს რაც შეიძლება მოკლე. ეს ეფექტურად აშორებს ხელსაწყოს მასალის ჭრის სითბოს ჭრის პროცესში, რადგან ჩიპებს შეუძლიათ დიდი რაოდენობით სითბოს გადატანა.

არისkar's Schmitz ასევე რეკომენდაციას უწევს ხელსაწყოს დამუშავებას „შებრუნებულ“ მდგომარეობაში. მან განმარტა: „მანქანის ინსტრუმენტზე ხელსაწყოს დაყენებისას, ჩარხების შემქმნელის სასურველი ხელსაწყო ინსტალირებულია დანა პირზე მაღლა ჭრით, რადგან ეს საშუალებას აძლევს სამუშაო ნაწილის ბრუნვას მოახდინოს დაღმავალი ზეწოლა მანქანის ლიანდაგზე, რათა მანქანა სტაბილურად შეინარჩუნოს. თუმცა, როდესაც დანა იჭრება სამუშაო ნაწილის მასალაში, წარმოქმნილი ჩიპები შეიძლება დარჩეს სამუშაო ნაწილის ხელსაწყოზე და დარჩეს სამუშაო ნაწილის ხელსაწყოზე. თავდაყირა, დანა არ იქნება ხილული და ჩიპის ნაკადი ავტომატურად გამოვა ჭრის ადგილიდან გრავიტაციის მოქმედების ქვეშ.

ზედაპირის გამკვრივება მარტივი მეთოდია დაბალი ნახშირბადოვანი ფოლადის სიხისტის გასაუმჯობესებლად. პრინციპი არის ნახშირბადის შემცველობის გაზრდა მასალის ზედაპირის ქვეშ გარკვეულ სიღრმეზე. როდესაც ღარების სიღრმე აღემატება ზედაპირის გამაგრებული ფენის სისქეს, შეიძლება წარმოიშვას გარკვეული პრობლემები ღარების დანა უფრო მყარი მასალისგან უფრო რბილ მასალაზე გადასვლის გამო. ამ მიზნით, ხელსაწყოების მწარმოებლებმა შეიმუშავეს დანის რამდენიმე კლასი სხვადასხვა ტიპის სამუშაო ნაწილის მასალებისთვის.

დუან დრეიპი, გაყიდვების მენეჯერი Horn-ში (აშშ), თქვა: "მყარი მასალისგან რბილ მასალაზე გადასვლისას, მომხმარებელს ყოველთვის არ სურს პირის შეცვლა, ამიტომ ჩვენ უნდა ვიპოვოთ საუკეთესო ინსტრუმენტი ამ ტიპის დამუშავებისთვის. თუ ცემენტირებული კარბიდის ჩანართი გამოიყენება, მას შეექმნება გადაჭარბებული ცვეთა პრობლემა, როდესაც დანართი ჭრის CB-ზე შესაფერისი მასალისთვის. გამოიყენება რბილი ნაწილის მოსაჭრელად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ კომპრომისი: მაღალი სიხისტის კარბიდის ჩანართები + სუპერ საპოხი საფარი, ან შედარებით რბილი CBN ჩანართები + საჭრელი ჩანართები, რომლებიც შესაფერისია ჩვეულებრივი მასალების ჭრისთვის (და არა მყარი დამუშავებისთვის).

Drape-მა თქვა: „შეგიძლიათ გამოიყენოთ CBN ჩანართები სამუშაო ნაწილის მასალების ეფექტურად დასაჭრელად 45-50 HRC სიხისტით, მაგრამ დანის გეომეტრია უნდა დარეგულირდეს. ტიპიურ CBN ჩანართებს აქვს უარყოფითი ჩაღრმავება საჭრელ კიდეზე. CBN ნეგატიური ჩანართები უფრო რბილია დამუშავებისთვის. როდესაც მასალა გამოიყენებს მატერიალურ ეფექტს. შემცირებულია CBN კლასის დაბალი სიხისტის გამოყენებისას და საჭრელი კიდის გეომეტრიის შეცვლა, სამუშაო ნაწილის მასალა 45-50 HRC სიმტკიცე შეიძლება წარმატებით მოიჭრას.

კომპანიის მიერ შემუშავებული S117 HORN ღაროვანი ჩანართი იყენებს PCBN წვეროს, ხოლო ჭრის სიღრმე არის დაახლოებით 0,15-0,2 მმ, როდესაც მექანიზმის სიგანე ზუსტად არის მოჭრილი. ზედაპირის კარგი მოპირკეთების მისაღწევად, დანას აქვს საფხეკი სიბრტყე თითოეულ საჭრელ კიდეზე ორივე მხრიდან.

კიდევ ერთი ვარიანტია ჭრის პარამეტრების შეცვლა. Index's Economan-ის მიხედვით, „გამაგრებული ფენის გაჭრის შემდეგ შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო დიდი ჭრის პარამეტრები. თუ გამაგრებული სიღრმე მხოლოდ 0.13 მმ ან 0.25 მმ-ია, ამ სიღრმის გაჭრის შემდეგ ან იცვლება სხვადასხვა პირები, ან კვლავ გამოიყენეთ იგივე დანა, მაგრამ გაზარდეთ ჭრის დონის პარამეტრები."

დამუშავების უფრო ფართო დიაპაზონის დაფარვის მიზნით, PCBN დანის კლასები იზრდება. უფრო მაღალი სიხისტის კლასები იძლევა ჭრის უფრო სწრაფ სიჩქარეს, ხოლო უკეთესი გამძლეობის მქონე კლასების გამოყენება შესაძლებელია უფრო არასტაბილურ დამუშავების გარემოში. უწყვეტი ან შეწყვეტილი ჭრისთვის, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას PCBN ჩანართის სხვადასხვა კლასი. Sumitomo Electric-ის Maton-მა აღნიშნა, რომ PCBN ხელსაწყოების მტვრევადობის გამო, მკვეთრი საჭრელი კიდეები მიდრეკილია გახეხვისკენ გამაგრებული ფოლადის დამუშავებისას. „ჩვენ უნდა დავიცვათ საჭრელი პირა, განსაკუთრებით შეწყვეტილი ჭრის დროს, საჭრელი პირი უფრო მეტად უნდა მომზადდეს, ვიდრე უწყვეტი ჭრისას, ხოლო ჭრის კუთხე უფრო დიდი უნდა იყოს“.

ისკარი's newly developed IB10H and IB20H grades further expand its Groove Turn PCBN product line. IB10H is a fine-grained PCBN grade for medium to high speed continuous cutting of hardened steel; while IB20H consists of fine and medium grain size PCBN grains, providing good wear resistance and impact resistance. The balance can withstand the harsher conditions of hardened steel interrupted cutting. The normal failure mode of a PCBN tool should be that the cutting edge wears out rather than suddenly cracking or cracking.

The BNC30G coated PCBN grade introduced by Sumitomo Electric is used for interrupted grooving of hardened steel workpieces. For continuous grooving, the company recommends its BN250 universal blade grade. მატონმა თქვა: ”განწყვეტილი ჭრის დროს, დანა იჭრება დიდი ხნის განმავლობაში, რაც წარმოქმნის დიდ ჭრის სითბოს. ამიტომ, საჭიროა კარგი ცვეთის წინააღმდეგობის მქონე პირის გამოყენება. წყვეტილი ღარის შემთხვევაში, დანა განუწყვეტლივ შედის და გამოდის საჭრელიდან. მას აქვს დიდი გავლენა წვერზე. ამიტომ, საჭიროა კარგად გაუძლოს დარტყმას და დარტყმას. დანის საფარი ასევე ხელს უწყობს ხელსაწყოს სიცოცხლის გახანგრძლივებას."

მიუხედავად იმისა, თუ რა ტიპის ღარებია დამუშავებული, საამქროები, რომლებიც ადრე ეყრდნობოდნენ დაფქვას გამაგრებული ფოლადის ნაწილების დასასრულებლად, შეიძლება გადაკეთდეს ღარში PCBN ხელსაწყოებით პროდუქტიულობის გაზრდის მიზნით. Hard grooving can achieve dimensional accuracy comparable to grinding, while significantly reducing machining time.