Rūdīta tērauda rievošana ar PCBN griezēju

Rūdīta tērauda rievošana ar PCBN griezēju

Pēdējo desmit gadu laikā rūdīta tērauda detaļu precīzā rievošana ar polikristāliskā kubiskā bora nitrīda (PCBN) ieliktņiem pakāpeniski ir aizstājusi tradicionālo slīpēšanu. Tailers Economans, Index, ASV, solīšanas inženierzinātņu vadītājs, sacīja: "Kopumā slīpēšanas rievas ir stabilāks process, kas nodrošina lielāku izmēru precizitāti nekā rievošana. Tomēr cilvēki joprojām vēlas, lai apstrādājamo priekšmetu varētu pabeigt uz virpas. Nepieciešama dažāda apstrāde."

Dažādi sagatavju materiāli, kas ir rūdīti, ietver ātrgaitas tēraudu, prestēraudu, gultņu tēraudu un leģēto tēraudu. Rūdīt var tikai melnos metālus, un rūdīšanas procesus parasti piemēro tēraudiem ar zemu oglekļa saturu. Ar cietēšanas apstrādi apstrādājamās detaļas ārējo cietību var padarīt augstāku un valkājamu, savukārt iekšpusei ir labāka stingrība. Daļas, kas izgatavotas no rūdīta tērauda, ​​ietver stieņus, asis, savienotājus, piedziņas riteņus, sadales vārpstas, zobratus, bukses, piedziņas vārpstas, gultņus un tamlīdzīgus elementus.

Tomēr "cietie materiāli" ir relatīvs, mainīgs jēdziens. Daži cilvēki domā, ka sagataves materiāli ar cietību 40-55 HRC ir cieti materiāli; citi uzskata, ka cieto materiālu cietībai jābūt 58-60 HRC vai augstākai. Šajā kategorijā var izmantot PCBN rīkus.

Pēc indukcijas sacietēšanas virsmas rūdītais slānis var būt līdz 1,5 mm biezs un cietība var sasniegt 58-60 HRC, savukārt materiāls zem virsmas slāņa parasti ir daudz mīkstāks. Šajā gadījumā ir svarīgi nodrošināt, lai lielākā daļa griešanas tiktu veikta zem virsmas sacietējušā slāņa.

Darbgaldi ar pietiekamu jaudu un stingrību ir nepieciešams nosacījums rūdīto detaļu rievošanai. Saskaņā ar Economan teikto: "Jo labāka darbgalda stingrība un lielāka jauda, ​​jo efektīvāka ir rūdītā materiāla rievošana. Sagataves materiāliem, kuru cietība ir lielāka par 50 HRC, daudzi vieglie darbgaldi neatbilst nepieciešamajiem griešanas nosacījumiem. Ja tiek pārsniegta mašīnas jauda (jauda, ​​griezes moments un īpaši stingrība), apstrādi nevar veiksmīgi pabeigt."

Stingrība ir ļoti svarīga sagataves turēšanas ierīcei, jo griešanas malas saskares virsma ar sagatavi ir liela rievu veidošanas procesā, un instruments rada lielu spiedienu uz apstrādājamo priekšmetu. Saspiežot rūdīta tērauda sagataves, iespīlēšanas virsmas izkliedēšanai var izmantot platu skavu. Pols Ratzki, Sumitomo Electric Hard Alloy Co. mārketinga vadītājs, sacīja: "Apstrādājamajām daļām ir jābūt stingri atbalstītām. Apstrādājot rūdītus materiālus, vibrācija un instrumenta spiediens ir daudz lielāks nekā parastu sagatavju apstrādē, kas var izraisīt apstrādājamo detaļu saspiešanu. Nevar izlidot no iekārtas vai izraisīt CBN šķelšanos vai pat asmeni."

Kātam, kas tur rievu ieliktni, jābūt pēc iespējas īsākam, lai samazinātu pārkari un palielinātu instrumenta stingrību. Isca GRIP produktu vadītājs Metjū Šmits norāda, ka kopumā monolītie instrumenti ir piemērotāki rūdītu materiālu rievošanai. Tomēr uzņēmums piedāvā arī modulāru rievu sistēmu. "Modulāro kātu var izmantot apstrādes situācijās, kad instruments ir pakļauts pēkšņai atteicei," viņš saka. "Jums nav jāmaina viss kāts, jums vienkārši jānomaina lētāka sastāvdaļa. Moduļu kāts piedāvā arī dažādas apstrādes iespējas. Iskar Grip modulāro sistēmu var uzstādīt dažādos produktos. Varat izmantot instrumentu turētāju ar 7 dažādiem asmeņiem 7 produktu līnijām vai jebkuru asmeņu skaitu dažādai apstrādei Tā pati produktu līnija ar spraugas platumu."

Sumitomo Electric instrumentu turētājos CGA tipa ieliktņu satveršanai tiek izmantota augšējās iespīlēšanas metode, kas ievelk asmeni atpakaļ turētājā. Šim turētājam ir arī sānu stiprinājuma skrūve, kas palīdz uzlabot satvēriena stabilitāti un pagarināt instrumenta kalpošanas laiku. Uzņēmuma projektēšanas nodaļas vadītāja palīgs Ričs Matons sacīja: "Šis instrumentu turētājs ir paredzēts rūdītu sagatavju rievošanai. Ja asmens kustas turētājā, asmens laika gaitā nolietojas un mainās instrumenta kalpošanas laiks. Automobiļu rūpniecības augstas produktivitātes apstrādes prasībām (piemēram, 50-100 vai 150 instrumenta darbmūža izmaiņas) ir īpaši svarīgas instrumenta darbmūžā. var būtiski ietekmēt ražošanu."

Saskaņā ar ziņojumiem Mitsubishi Materials GY sērijas Tri-Lock moduļu rievu sistēma pēc stingrības ir salīdzināma ar integrētajām asmeņu patronām. Sistēma droši satver rievu asmeņus no trim virzieniem (perifēra, priekšpuse un augšpuse). Tā divas konstrukcijas neļauj asmenim pārvietoties rievu veidošanas laikā: V-veida izvirzījums neļauj asmenim pārvietoties uz sāniem; drošības atslēga novērš asmens kustību uz priekšu, ko izraisa griešanas spēks rievu apstrādes laikā.

Parasti izmantotie rievu ieliktņi rūdītām tērauda detaļām ietver vienkāršus kvadrātveida ieliktņus, formēšanas ieliktņus, rievotus ieliktņus un tamlīdzīgus. Parasti grieztajām rievām ir jābūt ar labu virsmas apdari, jo tām ir savienojuma daļa, un dažas ir O-gredzenas vai fiksējošā gredzena rievas. Saskaņā ar Mitsubishi Materials produktu speciālistu Marku Menkoni: "Šos procesus var iedalīt iekšējā diametra rievu apstrādē un ārējā diametra rievu apstrādē, taču lielākajai daļai rievu veidošanas darbību ir nepieciešama smalka griešana, tostarp viegla pieskāriena precizitāte no apmēram 0,25 mm griezuma dziļuma. Izgriezt līdz pilnam griezumam ar apmēram 0,5 mm dziļumu."

Rūdīta tērauda rievošanai ir jāizmanto instrumenti ar lielāku cietību, labāku nodilumizturību un piemērotu ģeometriju. Galvenais ir noskaidrot, vai ir jāizmanto karbīda ieliktnis, keramikas ieliktnis vai PCBN ieliktnis. Šmits teica: "Es gandrīz vienmēr izvēlos karbīda ieliktņus, apstrādājot sagataves ar cietību zem 50 HRC. Sagatavēm ar cietību 50-58 HRC, keramikas ieliktņi ir ļoti ekonomiska izvēle. Tikai tad, ja sagataves CBN ieliktņi ir jāņem vērā cietībai līdz 58 HRC. CBN griešanas mehānisms nav īpaši piemērots griešanas materiāliem, jo CBN ieliktņi nav īpaši piemēroti mehāniskai apstrādei. bet instrumenta/sagataves saskarne Izkausē materiālu.

Rūdīta tērauda detaļu rievošanai ar cietību virs 58 HRC skaidu kontrole nav problēma. Tā kā parasti tiek izmantota sausā rievošana, skaidas vairāk atgādina putekļus vai ļoti mazas daļiņas, un tās var noņemt ar roku. Sumitomo Electric pārstāvis Matons teica: "Parasti šāda veida šķembas saplīsīs un sadalīsies, kad tas kaut kam atsitīs, tāpēc šķembu saskare ar apstrādājamo priekšmetu nesabojās apstrādājamo priekšmetu. Ja paķersi šķēpu, tie sasitīs rokā. ”

Viens no iemesliem, kāpēc CBN ieliktņi ir piemēroti sausai griešanai, ir tas, ka, lai gan to karstumizturība ir ļoti laba, apstrādes veiktspēja ir ievērojami samazināta temperatūras svārstību gadījumā. Economan saka: "Patiesībā, kad CBN ieliktnis saskaras ar sagataves materiālu, tas rada griešanas siltumu uz gala, taču, tā kā CBN ieliktnis ir mazāk pielāgojams temperatūras izmaiņām, to ir grūti pietiekami atdzesēt, lai uzturētu nemainīgu temperatūru. valsts. CBN ir ļoti ciets, taču tas ir arī ļoti trausls un var plīst temperatūras izmaiņu dēļ."

Griežot tērauda detaļas ar zemu cietību (piemēram, 45-50 HRC) ar cementēta karbīda, keramikas vai PCBN ieliktņiem, radītajām skaidām jābūt pēc iespējas īsām. Tas efektīvi novērš griešanas siltumu instrumenta materiālā griešanas procesa laikā, jo skaidas var aiznest lielu daudzumu siltuma.

Irkar's Schmitz arī iesaka instrumentu apstrādāt "apgrieztā" stāvoklī. Viņš paskaidroja: "Uzstādot instrumentu uz darbgalda, darbgaldu izgatavotāja vēlamais instruments tiek uzstādīts, griežot asmeni ar virspusi uz augšu, jo tas ļauj apstrādājamā priekšmeta rotācijai izdarīt lejupvērstu spiedienu uz mašīnas sliedēm, lai iekārta būtu stabila. Tomēr, kad asmens tiek iegriezts sagataves materiālā, izveidojušās skaidas var palikt uz asmens un instrumenta turētājs ir apgriezts uz augšu. Nolaižot uz leju, asmens nebūs redzams, un skaidu plūsma gravitācijas ietekmē automātiski izplūdīs no griešanas zonas."

Virsmas sacietēšana ir vienkārša metode zema oglekļa tērauda cietības uzlabošanai. Princips ir palielināt oglekļa saturu noteiktā dziļumā zem materiāla virsmas. Kad rievu dziļums pārsniedz virsmas rūdītā slāņa biezumu, var rasties dažas problēmas, jo rievu asmens tiek mainīts no cietāka materiāla uz mīkstāku materiālu. Šim nolūkam instrumentu ražotāji ir izstrādājuši vairākas asmeņu kategorijas dažāda veida sagataves materiāliem.

Duane Drape, Horn (ASV) pārdošanas menedžeris, teica: "Mainoties no cietāka materiāla uz mīkstāku, lietotājs ne vienmēr vēlas mainīt asmeni, tāpēc mums ir jāatrod vislabākais instruments šāda veida apstrādei. Ja tiek izmantots cementēta karbīda ieliktnis, tas saskarsies ar pārmērīga nodiluma problēmu, kad asmens griež cietu virsmu, tiek izmantots mīksts materiāls, kas ir piemērots griešanai ar augstu CBN. Mēs varam izmantot kompromisu: augstas cietības karbīda ieliktņi + īpaši ieeļļoti pārklājumi vai salīdzinoši mīksti CBN ieliktņi + griešanas ieliktņi, kas piemēroti parastu materiālu griešanai (nevis cietai apstrādei).

Drape teica: "Jūs varat izmantot CBN ieliktņus, lai efektīvi grieztu sagataves materiālus ar cietību 45-50 HRC, taču ir jāpielāgo asmeņu ģeometrija. Tipiskiem CBN ieliktņiem ir negatīvs slīpums uz griešanas malas. Šis negatīvais CBN ieliktnis ir mīkstāks, lai apstrādātu. Ja tiek izmantots sagataves materiāls, CBN materiālam būs saīsināts instrumenta kalpošanas laiks. ar zemāku cietību un tiek mainīta griešanas malas ģeometrija, var veiksmīgi griezt sagataves materiālu ar cietību 45-50 HRC."

Uzņēmuma izstrādātajā rievu ieliktnī S117 HORN tiek izmantots PCBN uzgalis, un precīzi nogriežot zobrata platumu, griezuma dziļums ir aptuveni 0,15-0,2 mm. Lai panāktu labu virsmas apdari, asmenim katrā no griešanas malām abās pusēs ir skrāpēšanas plakne.

Vēl viena iespēja ir mainīt griešanas parametrus. Kā raksta Index's Economan, "Pēc rūdītā slāņa griešanas var izmantot lielākus griešanas parametrus. Ja rūdītais dziļums ir tikai 0,13 mm vai 0,25 mm, pēc šī dziļuma griešanas vai nu tiek nomainīti dažādie asmeņi, vai arī joprojām izmantojiet to pašu asmeni, bet palieliniet griešanas parametrus līdz atbilstošajam līmenim."

Lai aptvertu plašāku apstrādes diapazonu, PCBN asmeņu kategorijas palielinās. Augstākas cietības pakāpes nodrošina ātrāku griešanas ātrumu, savukārt pakāpes ar labāku stingrību var izmantot nestabilākā apstrādes vidē. Nepārtrauktai vai pārtrauktai griešanai var izmantot arī dažādas PCBN ieliktņu kategorijas. Sumitomo Electric Maton norādīja, ka PCBN instrumentu trausluma dēļ asas griešanas malas ir pakļautas šķeldām, apstrādājot rūdītu tēraudu. "Mums ir jāaizsargā griešanas mala, īpaši pārtrauktas griešanas gadījumā, griešanas malai jābūt sagatavotai vairāk nekā nepārtrauktai griešanai, un griešanas leņķim jābūt lielākam."

Iskar' Jaunizstrādātās IB10H un IB20H kategorijas vēl vairāk paplašina Groove Turn PCBN produktu līniju. IB10H ir smalkgraudaina PCBN klase vidēja un liela ātruma nepārtrauktai rūdīta tērauda griešanai; savukārt IB20H sastāv no smalkiem un vidēja graudu izmēra PCBN graudiem, nodrošinot labu nodilumizturību un triecienizturību. Līdzsvars var izturēt skarbākos rūdīta tērauda pārtrauktas griešanas apstākļus. PCBN instrumenta parastajam atteices režīmam jābūt tādam, ka griešanas mala nolietojas, nevis pēkšņi plaisā vai plaisā.

Sumitomo Electric ieviestā PCBN klase ar BNC30G pārklājumu tiek izmantota rūdīta tērauda apstrādājamo detaļu pārtrauktai rievošanai. Nepārtrauktai rievošanai uzņēmums iesaka savu BN250 universālo asmeni. Matons teica: "Nepārtraukti griežot, asmens tiek griezts ilgu laiku, kas radīs lielu griešanas siltumu. Tāpēc ir nepieciešams izmantot asmeni ar labu nodilumizturību. Intermitējošas rievošanas gadījumā asmens nepārtraukti ieiet un iziet no griešanas. Tam ir liela ietekme uz galu. Tāpēc ir nepieciešams izmantot asmeni ar labu stiprību, stiprību un triecienizturību. pārklājums arī palīdz pagarināt instrumenta kalpošanas laiku."

Neatkarīgi no apstrādājamās rievas veida, darbnīcas, kas iepriekš paļāvās uz slīpēšanu, lai pabeigtu rūdītas tērauda detaļas, var tikt pārveidotas par rievošanu ar PCBN instrumentiem, lai palielinātu produktivitāti. Cietā rievošana var sasniegt izmēru precizitāti, kas ir salīdzināma ar slīpēšanu, vienlaikus ievērojami samazinot apstrādes laiku.