PCBN कटरसह कठोर स्टीलचे स्लॉटिंग

PCBN कटरसह कठोर स्टीलचे स्लॉटिंग

गेल्या दशकात, पॉलीक्रिस्टलाइन क्यूबिक बोरॉन नायट्राइड (पीसीबीएन) इन्सर्टसह कठोर स्टीलच्या भागांच्या अचूक खोबणीने हळूहळू पारंपारिक ग्राइंडिंगची जागा घेतली आहे. Tyler Economan, इंडेक्स, USA मधील बिडिंग इंजिनिअरिंग मॅनेजर म्हणाले, "सर्वसाधारणपणे, ग्राइंडिंग ग्रूव्ह ही अधिक स्थिर प्रक्रिया आहे जी ग्रूव्हिंगपेक्षा उच्च मितीय अचूकता प्रदान करते. तथापि, लोकांना अजूनही लेथवर वर्कपीस पूर्ण करण्यास सक्षम व्हायचे आहे. विविध प्रक्रियेची आवश्यकता आहे."

कठोर बनवलेल्या विविध वर्कपीस सामग्रीमध्ये हाय स्पीड स्टील, डाय स्टील, बेअरिंग स्टील आणि अलॉय स्टील यांचा समावेश होतो. केवळ फेरस धातूंनाच कठोर केले जाऊ शकते आणि कठोर प्रक्रिया सामान्यतः कमी कार्बन स्टील्सवर लागू केली जाते. हार्डनिंग ट्रीटमेंटद्वारे, वर्कपीसची बाह्य कठोरता जास्त आणि घालण्यायोग्य बनवता येते, तर आतील भागात अधिक कडकपणा असतो. टणक पोलादापासून बनवलेल्या भागांमध्ये मँडरेल्स, एक्सल, कनेक्टर, ड्राईव्ह व्हील, कॅमशाफ्ट, गियर्स, बुशिंग्स, ड्राईव्ह शाफ्ट्स, बेअरिंग्ज आणि यासारख्या गोष्टींचा समावेश होतो.

तथापि, "हार्ड मटेरियल" ही सापेक्ष, बदलणारी संकल्पना आहे. काही लोकांना असे वाटते की 40-55 HRC च्या कडकपणासह वर्कपीस सामग्री कठोर सामग्री आहे; इतरांचा असा विश्वास आहे की कठोर सामग्रीची कठोरता 58-60 HRC किंवा जास्त असावी. या श्रेणीमध्ये, PCBN साधने वापरली जाऊ शकतात.

इंडक्शन हार्डनिंगनंतर, पृष्ठभागाच्या कडकपणाची जाडी 1.5 मिमी पर्यंत असू शकते आणि कडकपणा 58-60 HRC पर्यंत पोहोचू शकतो, तर पृष्ठभागाच्या थराखालील सामग्री सहसा जास्त मऊ असते. या प्रकरणात, हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की बहुतेक कटिंग पृष्ठभागाच्या कडक थराच्या खाली केले जाते.

पुरेशी शक्ती आणि कडकपणा असलेली मशीन टूल्स ही कठोर भागांच्या खोबणीसाठी आवश्यक स्थिती आहे. इकॉनॉमॅनच्या मते, "मशीन टूलची कडकपणा जितकी चांगली आणि पॉवर जितकी जास्त तितकी कडक मटेरियलची खोबणी अधिक कार्यक्षम असेल. 50 HRC पेक्षा जास्त कडकपणा असलेल्या वर्कपीस मटेरियलसाठी, अनेक हलकी मशीन टूल्स आवश्यक कटिंग अटी पूर्ण करत नाहीत. जर मशीनची क्षमता (पॉवर, टॉर्क आणि विशेषत: कडकपणा) यशस्वीरित्या पूर्ण केली जाऊ शकत नाही."

वर्कपीस होल्डिंग डिव्हाइससाठी कडकपणा खूप महत्वाचा आहे कारण वर्कपीससह कटिंग एजची संपर्क पृष्ठभाग ग्रूव्हिंग प्रक्रियेदरम्यान मोठी असते आणि टूल वर्कपीसवर खूप दबाव आणते. कठोर स्टील वर्कपीस क्लॅम्पिंग करताना, क्लॅम्पिंग पृष्ठभाग विखुरण्यासाठी विस्तृत क्लॅम्प वापरला जाऊ शकतो. Sumitomo Electric Hard Alloy Co. चे विपणन व्यवस्थापक पॉल रत्स्की म्हणाले, "मशिन बनवल्या जाणाऱ्या भागांना घट्टपणे आधार देणे आवश्यक आहे. कठोर सामग्रीचे मशीनिंग करताना, कंपन आणि उपकरणाचा दाब सामान्य वर्कपीस मशिनिंग करताना जास्त मोठा असतो, ज्यामुळे वर्कपीस क्लॅम्पिंग होऊ शकते. मशिनमधून उडू शकत नाही किंवा CBNBLA ची बिघाड होऊ शकत नाही."

ओव्हरहँग कमी करण्यासाठी आणि टूलची कडकपणा वाढवण्यासाठी ग्रूव्हिंग इन्सर्ट ठेवणारी शँक शक्य तितकी लहान असावी. इस्का येथील GRIP उत्पादनांचे व्यवस्थापक मॅथ्यू श्मिट्झ यांनी नमूद केले की, सर्वसाधारणपणे, अखंड साधने कठोर सामग्रीच्या खोबणीसाठी अधिक योग्य असतात. तथापि, कंपनी मॉड्यूलर ग्रूव्हिंग सिस्टम देखील देते. "मॉड्युलर शँकचा वापर मशीनिंग परिस्थितीत केला जाऊ शकतो जेथे साधन अचानक बिघाड होण्याची शक्यता असते," ते म्हणतात. "तुम्हाला संपूर्ण शँक बदलण्याची गरज नाही, तुम्हाला फक्त कमी खर्चिक घटक बदलण्याची गरज आहे. मॉड्यूलर शँक विविध प्रकारचे मशीनिंग पर्याय देखील देते. Iskar's Grip मॉड्युलर सिस्टम विविध उत्पादनांमध्ये स्थापित केले जाऊ शकते. तुम्ही 7 उत्पादन लाइनसाठी 7 भिन्न ब्लेडसह टूल होल्डर वापरू शकता किंवा समान उत्पादन लाइनसह वेगवेगळ्या प्रक्रियेसाठी कितीही ब्लेड वापरू शकता."

सुमितोमो ईसीजीए-टाइप इन्सर्ट पकडण्यासाठी लेक्ट्रिकचे टूलहोल्डर्स टॉप-क्लॅम्पिंग पद्धत वापरतात जी ब्लेडला होल्डरमध्ये परत खेचतात. या धारकामध्ये पकड स्थिरता सुधारण्यात आणि टूलचे आयुष्य वाढविण्यात मदत करण्यासाठी साइड फास्टनिंग स्क्रू देखील आहे. कंपनीच्या डिझाईन विभागाचे सहाय्यक व्यवस्थापक, रिच मॅटन म्हणाले, "हे टूल होल्डर कठोर वर्कपीसच्या खोबणीसाठी डिझाइन केलेले आहे. ब्लेड होल्डरमध्ये फिरल्यास, ब्लेड कालांतराने परिधान करतात आणि टूलचे आयुष्य बदलते. ऑटोमोटिव्ह उद्योगाच्या उच्च-उत्पादक मशीनिंग आवश्यकतांसाठी (जसे की 50-100 वर्कपीस किंवा 50-100 कटिंग वर्कपीस) साधन जीवन विशेषतः महत्वाचे आहे, आणि साधन जीवनातील बदल उत्पादनावर महत्त्वपूर्ण परिणाम करू शकतात."

अहवालानुसार, मित्सुबिशी मटेरिअल्सची GY मालिका ट्राय-लॉक मॉड्यूलर ग्रूव्हिंग सिस्टीम कडकपणामध्ये इंटिग्रल ब्लेड चक्सशी तुलना करता येते. प्रणाली तीन दिशांनी (परिधीय, समोर आणि वर) ग्रूव्हिंग ब्लेडला विश्वासार्हपणे पकडते. त्याची दोन संरचनात्मक रचना ब्लेडला ग्रूव्हिंग दरम्यान विस्थापित होण्यापासून प्रतिबंधित करते: व्ही-आकाराचे प्रोजेक्शन ब्लेडला बाजूला जाण्यापासून प्रतिबंधित करते; सेफ्टी की स्लॉट मशीनिंग दरम्यान कटिंग फोर्समुळे ब्लेडची फॉरवर्ड हालचाल काढून टाकते.

कठोर स्टीलच्या भागांसाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या ग्रूव्हिंग इन्सर्टमध्ये साधे स्क्वेअर इन्सर्ट, फॉर्मिंग इन्सर्ट, स्लॉटेड इन्सर्ट्स आणि यासारख्या गोष्टींचा समावेश होतो. साधारणपणे, कट ग्रूव्हजला पृष्ठभाग चांगले असणे आवश्यक असते कारण त्यांच्यामध्ये एक वीण भाग असतो आणि काही ओ-रिंग किंवा स्नॅप रिंग ग्रूव्ह असतात. मित्सुबिशी मटेरिअल्सचे उत्पादन विशेषज्ञ मार्क मेनकोनी यांच्या मते, "या प्रक्रिया आतील व्यास ग्रूव्ह मशीनिंग आणि बाह्य व्यास ग्रूव्ह मशीनिंगमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात, परंतु बहुतेक ग्रूव्हिंग ऑपरेशन्समध्ये सुमारे 0.25 मिमी खोलीच्या प्रकाश स्पर्श अचूकतेसह बारीक कटिंग आवश्यक असते. सुमारे 0.5 मिमीच्या पूर्ण कटापर्यंत कट करा.

कडक पोलादाच्या खोबणीसाठी जास्त कडकपणा, उत्तम पोशाख प्रतिरोध आणि योग्य भूमिती असलेल्या साधनांचा वापर आवश्यक आहे. कार्बाइड इन्सर्ट, सिरेमिक इन्सर्ट किंवा PCBN इन्सर्ट वापरावे की नाही हे शोधणे ही मुख्य गोष्ट आहे. श्मिट्झ म्हणाले, "50 HRC पेक्षा कमी कडकपणा असलेल्या वर्कपीसची मशीनिंग करताना मी जवळजवळ नेहमीच कार्बाइड इन्सर्ट निवडतो. 50-58 HRC च्या कडकपणाच्या वर्कपीससाठी, सिरॅमिक इन्सर्ट हा अतिशय किफायतशीर पर्याय आहे. जेव्हा वर्कपीस CBN इन्सर्टचा 58 HRC पर्यंतच्या कडकपणाचा विचार केला पाहिजे. कारण CBN इन्सर्ट्स उच्च सामग्रीसाठी योग्य आहेत. मेकॅनिझम हे कटिंग मटेरियल नसून एक टूल/वर्कपीस इंटरफेस आहे.

58 HRC पेक्षा जास्त कडकपणा असलेल्या कठोर स्टीलच्या भागांच्या खोबणीसाठी, चिप नियंत्रण ही समस्या नाही. सामान्यतः कोरड्या खोबणीचा वापर केला जात असल्याने, चिप्स धूळ किंवा अगदी लहान कणांसारखे असतात आणि हाताने मारून काढले जाऊ शकतात. सुमितोमो इलेक्ट्रिकचे मॅटॉन म्हणाले, "सामान्यतः, या प्रकारचा स्वॉर्फ जेव्हा कोणत्याही गोष्टीवर आदळतो तेव्हा तो तुटतो आणि विघटित होतो, त्यामुळे वर्कपीसशी स्वार्फचा संपर्क वर्कपीसला नुकसान करणार नाही. जर तुम्ही स्वर्फ पकडला तर ते तुमच्या हातात फोडतील. "

कोरड्या कटिंगसाठी CBN इन्सर्ट्स योग्य असण्याचे एक कारण म्हणजे त्यांची उष्णता प्रतिरोधक क्षमता चांगली असली तरी तापमान चढउतारांच्या बाबतीत प्रक्रियेची कार्यक्षमता खूप कमी होते. इकॉनॉमॅन म्हणतात, “खरं तर, जेव्हा CBN इन्सर्ट वर्कपीस मटेरिअलच्या संपर्कात असतो तेव्हा ते टोकावर कटिंगची उष्णता निर्माण करते, परंतु CBN इन्सर्ट तापमान बदलांना कमी अनुकूल असल्यामुळे, स्थिर तापमान राखण्यासाठी पुरेसे थंड करणे कठीण आहे. राज्य. CBN खूप कठीण आहे, परंतु ते खूप ठिसूळ आहे आणि तापमान बदलांमुळे ते फुटू शकते."

सिमेंट कार्बाइड, सिरॅमिक किंवा PCBN इन्सर्टसह कमी कडकपणा (जसे की 45-50 HRC) स्टीलचे भाग कापताना, तयार होणारी चिप्स शक्य तितक्या लहान असावीत. हे कटिंग प्रक्रियेदरम्यान टूल मटेरियलमधील कटिंगची उष्णता प्रभावीपणे काढून टाकते कारण चिप्स मोठ्या प्रमाणात उष्णता वाहून नेऊ शकतात.

आहेkar's Schmitz देखील शिफारस करतो की टूलवर "उलट्या" स्थितीत प्रक्रिया करावी. त्यांनी स्पष्ट केले, “मशीन टूलवर टूल इन्स्टॉल करताना, मशीन टूल बिल्डरच्या पसंतीचे टूल ब्लेड फेस वर कापून स्थापित केले जाते, कारण यामुळे वर्कपीस फिरवून मशीनला स्थिर ठेवण्यासाठी मशीन रेलवर खालच्या बाजूने दबाव आणता येतो. तथापि, जेव्हा ब्लेड वर्कपीस सामग्रीमध्ये कापले जाते तेव्हा तयार झालेल्या चिप्स वर्कपीसवर टिकून राहतात आणि टूल वर्कपीसवर टिकून राहतात. वरच्या बाजूला बसवलेले, ब्लेड दिसणार नाही आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली चिपचा प्रवाह आपोआप कटिंग क्षेत्रातून बाहेर पडेल."

कमी कार्बन स्टीलची कडकपणा सुधारण्यासाठी पृष्ठभाग कडक करणे ही एक सोपी पद्धत आहे. सामग्रीच्या पृष्ठभागाखाली विशिष्ट खोलीत कार्बन सामग्री वाढवणे हे तत्त्व आहे. जेव्हा खोबणीची खोली पृष्ठभागाच्या कठिण थराच्या जाडीपेक्षा जास्त असते, तेव्हा खोबणीचे ब्लेड कठोर सामग्रीपासून मऊ सामग्रीमध्ये बदलल्यामुळे काही समस्या उद्भवू शकतात. यासाठी, टूल उत्पादकांनी विविध प्रकारच्या वर्कपीस सामग्रीसाठी अनेक ब्लेड ग्रेड विकसित केले आहेत.

हॉर्न (यूएसए) येथील विक्री व्यवस्थापक ड्युएन ड्रेप म्हणाले, "कठीण मटेरियलमधून मऊ मटेरियलमध्ये बदल करताना, वापरकर्त्याला नेहमी ब्लेड बदलायचे नसते, त्यामुळे आम्हाला या प्रकारच्या मशीनिंगसाठी सर्वोत्तम साधन शोधावे लागेल. जर सिमेंटयुक्त कार्बाइड इन्सर्ट वापरला गेला असेल, तर सी-कर्टिंग पृष्ठभाग कापण्यासाठी योग्य ब्लेड असल्यास जास्त पोशाख होण्याची समस्या उद्भवेल. मटेरिअलचा वापर मऊ भाग कापण्यासाठी केला जातो, ब्लेडचे नुकसान करणे सोपे असते.

ड्रेप म्हणाले, “तुम्ही 45-50 HRC च्या कडकपणासह वर्कपीस सामग्री प्रभावीपणे कापण्यासाठी CBN इन्सर्ट वापरू शकता, परंतु ब्लेडची भूमिती समायोजित करणे आवश्यक आहे. ठराविक CBN इन्सर्टमध्ये कटिंग एजवर नकारात्मक चेम्फर असते. हे नकारात्मक चेम्फर CBN इन्सर्ट मशीनसाठी मऊ असते. जेव्हा वर्कआउट मटेरियल वापरले जाते तेव्हा वर्कआऊट मटेरियल लाइफ इफेक्ट करेल. जर कमी कडकपणा असलेला CBN ग्रेड वापरला असेल आणि कटिंग एजची भूमिती बदलली असेल, तर 45-50 HRC च्या कडकपणासह वर्कपीस सामग्री यशस्वीरित्या कापली जाऊ शकते."

कंपनीने विकसित केलेले S117 HORN ग्रूव्हिंग इन्सर्ट PCBN टिप वापरते आणि जेव्हा गियरची रुंदी अचूकपणे कापली जाते तेव्हा कटची खोली सुमारे 0.15-0.2 मिमी असते. चांगली पृष्ठभाग पूर्ण करण्यासाठी, ब्लेडमध्ये दोन्ही बाजूंच्या प्रत्येक कटिंग किनारी एक स्क्रॅपिंग प्लेन आहे.

दुसरा पर्याय म्हणजे कटिंग पॅरामीटर्स बदलणे. इंडेक्सच्या इकॉनॉमॅननुसार, "कठोर थर कापल्यानंतर, मोठे कटिंग पॅरामीटर्स वापरले जाऊ शकतात. जर कठोर खोली फक्त 0.13 मिमी किंवा 0.25 मिमी असेल, तर ही खोली कापल्यानंतर, एकतर भिन्न ब्लेड बदलले जातात किंवा तरीही समान ब्लेड वापरतात, परंतु कटिंग पॅरामीटर्स योग्य पातळीवर वाढवा."

प्रक्रियेची विस्तृत श्रेणी कव्हर करण्यासाठी, PCBN ब्लेड ग्रेड वाढत आहेत. उच्च कडकपणाचे ग्रेड जलद कटिंग गतीसाठी अनुमती देतात, तर चांगल्या कडकपणासह ग्रेड अधिक अस्थिर प्रक्रिया वातावरणात वापरले जाऊ शकतात. सतत किंवा व्यत्ययित कटिंगसाठी, भिन्न PCBN इन्सर्ट ग्रेड देखील वापरले जाऊ शकतात. सुमितोमो इलेक्ट्रिकच्या मॅटनने निदर्शनास आणून दिले की PCBN टूल्सच्या ठिसूळपणामुळे, कडक स्टीलचे मशीनिंग करताना तीक्ष्ण कटिंग धार चिपकण्याची शक्यता असते. "आम्ही कटिंग एजचे संरक्षण केले पाहिजे, विशेषत: व्यत्यय असलेल्या कटिंगमध्ये, कटिंग एज सतत कटिंगपेक्षा जास्त तयार केली पाहिजे आणि कटिंग कोन मोठा असावा."

इसकर'चे नवीन विकसित IB10H आणि IB20H ग्रेड त्याच्या ग्रूव्ह टर्न PCBN उत्पादन लाइनचा आणखी विस्तार करतात. IB10H हे कठोर स्टीलचे मध्यम ते उच्च गती सतत कटिंगसाठी सूक्ष्म-दाणेदार PCBN ग्रेड आहे; तर IB20H मध्ये बारीक आणि मध्यम आकाराच्या PCBN धान्यांचा समावेश आहे, जे चांगले पोशाख प्रतिरोध आणि प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करते. शिल्लक कठोर स्टीलच्या व्यत्यय कटिंगच्या कठोर परिस्थितीचा सामना करू शकते. PCBN टूलचा सामान्य बिघाड मोड असा असावा की अचानक क्रॅक किंवा क्रॅक होण्याऐवजी कटिंग एज खराब होईल.

सुमितोमो इलेक्ट्रिकने सादर केलेला BNC30G लेपित PCBN ग्रेड कठोर स्टील वर्कपीसच्या व्यत्यय आणण्यासाठी वापरला जातो. सतत ग्रूव्हिंगसाठी, कंपनी त्याच्या BN250 युनिव्हर्सल ब्लेड ग्रेडची शिफारस करते. मॅटन म्हणाले, “सतत कापताना, ब्लेडला बराच वेळ कापला जातो, ज्यामुळे खूप कटिंग उष्णता निर्माण होते. त्यामुळे, चांगली पोशाख प्रतिरोधक असलेली ब्लेड वापरणे आवश्यक आहे. अधूनमधून खोबणीच्या बाबतीत, ब्लेड सतत कटिंगमध्ये प्रवेश करतो आणि बाहेर पडतो. त्याचा टिपवर खूप प्रभाव पडतो. त्यामुळे, आंतरखंडीयतेसह चांगले वापरणे आवश्यक आहे. प्रभाव याशिवाय, ब्लेड कोटिंग टूलचे आयुष्य वाढवण्यास देखील मदत करते."

खोबणीच्या प्रकाराकडे दुर्लक्ष करून, पूर्वी कठोर स्टीलचे भाग पूर्ण करण्यासाठी ग्राइंडिंगवर अवलंबून असलेल्या कार्यशाळा उत्पादकता वाढवण्यासाठी PCBN टूल्ससह ग्रूव्हिंगमध्ये रूपांतरित केल्या जाऊ शकतात. हार्ड ग्रूव्हिंग ग्राइंडिंगच्या तुलनेत मितीय अचूकता प्राप्त करू शकते, तसेच मशीनिंगचा वेळ लक्षणीयरीत्या कमी करते.