Slotting Of Hardened Steel With PCBN Cutter

Slotting ya chuma ngumu na PCBN cutter

Katika muongo mmoja uliopita, usagaji kwa usahihi wa sehemu za chuma ngumu kwa kuwekea nitridi za boroni za ujazo wa polycrystalline (PCBN) kumechukua nafasi ya usagaji wa jadi. Tyler Economan, meneja wa uhandisi wa zabuni katika Index, Marekani, alisema, "Kwa ujumla, grooves ya kusaga ni mchakato thabiti zaidi ambao hutoa usahihi wa hali ya juu kuliko grooving. Hata hivyo, watu bado wanataka kuwa na uwezo wa kukamilisha kazi kwenye lathe. Uchakataji mbalimbali unahitajika."

Nyenzo mbalimbali za workpiece ambazo zimekuwa ngumu ni pamoja na chuma cha kasi ya juu, chuma cha kufa, chuma cha kuzaa na chuma cha alloy. Metali tu za feri zinaweza kuwa ngumu, na taratibu za ugumu hutumiwa kwa vyuma vya chini vya kaboni. Kupitia matibabu ya ugumu, ugumu wa nje wa workpiece unaweza kufanywa juu na kuvaa, wakati mambo ya ndani yana ugumu bora. Sehemu zilizofanywa kwa chuma ngumu ni pamoja na mandrels, axles, viunganishi, magurudumu ya kuendesha gari, camshafts, gears, bushings, shafts, fani, na kadhalika.

Hata hivyo, "vifaa vya ngumu" ni jamaa, kubadilisha dhana. Watu wengine wanafikiri kwamba vifaa vya workpiece na ugumu wa 40-55 HRC ni nyenzo ngumu; wengine wanaamini kuwa ugumu wa nyenzo ngumu unapaswa kuwa 58-60 HRC au zaidi. Katika kitengo hiki, zana za PCBN zinaweza kutumika.

Baada ya ugumu wa induction, safu ya uso iliyoimarishwa inaweza kuwa hadi 1.5mm nene na ugumu unaweza kufikia 58-60 HRC, wakati nyenzo chini ya safu ya uso ni kawaida zaidi. Katika kesi hiyo, ni muhimu kuhakikisha kwamba wengi wa kukata hufanyika chini ya safu ya uso ngumu.

Vifaa vya mashine na nguvu ya kutosha na rigidity ni hali ya lazima kwa grooving ya sehemu ngumu. Kwa mujibu wa Economan, "Kadiri rigidity ya chombo cha mashine na nguvu ya juu, ufanisi zaidi wa grooving ya nyenzo ngumu. Kwa vifaa vya workpiece na ugumu wa zaidi ya 50 HRC, zana nyingi za mashine za mwanga hazifikii hali zinazohitajika za kukata. Ikiwa uwezo wa mashine (nguvu, torque, na hasa rigidity) huzidishwa, machining haiwezi kukamilika kwa mafanikio."

Rigidity ni muhimu sana kwa kifaa cha kushikilia workpiece kwa sababu uso wa kuwasiliana wa makali ya kukata na workpiece ni kubwa wakati wa mchakato wa grooving, na chombo kina shinikizo kubwa kwenye workpiece. Wakati wa kushikilia vifaa vya kazi vya chuma ngumu, clamp pana inaweza kutumika kutawanya uso wa kushinikiza. Paul Ratzki, meneja masoko wa Sumitomo Electric Hard Alloy Co., alisema, "Sehemu zitakazochapwa lazima ziungwe mkono kwa uthabiti. Wakati wa kutengeneza nyenzo ngumu, mtetemo na shinikizo la chombo kinachozalishwa ni kubwa zaidi kuliko wakati wa kutengeneza vifaa vya kawaida vya kazi, ambavyo vinaweza kusababisha kubana kwa sehemu ya kazi. Haiwezi kuruka nje ya mashine, au kusababisha chip ya CBN kuvunjika au hata kupasuka."

Shank ambayo inashikilia kuingiza grooving inapaswa kuwa fupi iwezekanavyo ili kupunguza overhang na kuongeza rigidity ya chombo. Matthew Schmitz, meneja wa bidhaa za GRIP huko Isca, anaonyesha kuwa kwa ujumla, zana za monolithic zinafaa zaidi kwa grooving ya nyenzo ngumu. Hata hivyo, kampuni pia inatoa mfumo wa grooving wa kawaida. "Shank ya kawaida inaweza kutumika katika hali ya machining ambapo chombo kinakabiliwa na kushindwa ghafla," anasema. "Sio lazima kuchukua nafasi ya shank nzima, unahitaji tu kuchukua nafasi ya sehemu ya gharama nafuu. Shank ya msimu pia hutoa chaguzi mbalimbali za machining. Mfumo wa moduli wa Iskar's Grip unaweza kusakinishwa katika aina mbalimbali za bidhaa. Unaweza kutumia kishikilia zana kilicho na vile 7 tofauti kwa mistari 7 ya bidhaa au idadi yoyote ya vile kwa usindikaji tofauti Mstari wa bidhaa sawa na upana wa yanayopangwa."

Sumitomo Evishikilia zana vya lectric vya kubana vichochezi vya aina ya CGA hutumia mbinu ya kubana juu ambayo huvuta blade ndani ya kishikiliaji. Kishikiliaji hiki pia kina skrubu ya kufunga pembeni ili kusaidia kuboresha uthabiti wa kushikilia na kupanua maisha ya zana. Rich Maton, meneja msaidizi wa idara ya usanifu wa kampuni hiyo, alisema, "Kimiliki hiki cha zana kimeundwa kwa ajili ya kuchimba vifaa vya kazi vilivyoimarishwa. Ikiwa blade itasogea kwenye kishikilia, blade huchakaa kwa muda na maisha ya chombo hubadilika. Kwa mahitaji ya uchakataji wa hali ya juu ya tasnia ya magari (kama vile 50-100 au 100 au 150 chombo muhimu), tabiri mabadiliko ya kila kitu katika maisha. maisha yanaweza kuwa na athari kubwa katika uzalishaji."

Kulingana na ripoti, mfululizo wa Mitsubishi Materials' GY wa Tri-Lock mfumo wa kuchimba moduli unalinganishwa kwa uthabiti na chupi za blade muhimu. Mfumo huo unashikilia kwa uaminifu blade za grooving kutoka pande tatu (pembeni, mbele na juu). Muundo wake wa miundo miwili huzuia blade kuhamishwa wakati wa grooving: makadirio ya V-umbo huzuia blade kusonga kwa pande; ufunguo wa usalama huondoa harakati ya mbele ya blade inayosababishwa na nguvu ya kukata wakati wa machining yanayopangwa.

Viingilio vya kawaida vinavyotumika kwa sehemu za chuma ngumu ni pamoja na viingilio rahisi vya mraba, viingilio vya kutengeneza, viingilizi vilivyofungwa, na kadhalika. Kwa ujumla, grooves zilizokatwa zinahitajika kuwa na uso mzuri wa kumaliza kwa sababu zina sehemu ya kuunganisha, na baadhi ni O-pete au snap ring grooves. Kulingana na Mark Menconi, mtaalamu wa bidhaa katika Mitsubishi Materials, "Michakato hii inaweza kugawanywa katika machining ya groove ya kipenyo cha ndani na machining ya kipenyo cha nje, lakini shughuli nyingi za grooving zinahitaji kukata vizuri, ikiwa ni pamoja na usahihi wa kugusa mwanga kutoka kwa kina cha 0.25 mm.

Grooving ya chuma ngumu inahitaji matumizi ya zana na ugumu wa juu, upinzani bora wa kuvaa na jiometri inayofaa. Jambo kuu ni kujua ikiwa kichocheo cha carbide, kichocheo cha kauri au kiingizi cha PCBN kinapaswa kutumika. Schmitz alisema, "Takriban kila mara mimi huchagua vichocheo vya CARBIDE wakati wa kutengeneza vifaa vya kazi vilivyo na ugumu chini ya HRC 50. Kwa vifaa vya kazi vilivyo na ugumu wa 50-58 HRC, uwekaji wa kauri ni chaguo la kiuchumi sana. Ni wakati tu kipengee cha CBN kinapaswa kuzingatiwa kwa ugumu wa hadi HRC 58. Vyombo vya CBN vinafaa sana kwa machini ya kukatia lakini sio nyenzo za ukataji wa hali ya juu zinafaa sana kwa machini ya kukatia. kiolesura cha chombo/kitunzio cha kazi Kuyeyusha nyenzo.

Kwa grooving ya sehemu za chuma ngumu na ugumu wa zaidi ya 58 HRC, udhibiti wa chip sio tatizo. Kwa kuwa grooving kavu kawaida hutumiwa, chips ni zaidi kama vumbi au chembe ndogo sana na zinaweza kuondolewa kwa kupigwa kwa mkono. Maton wa Sumitomo Electric alisema, "Kawaida, aina hii ya swarf itavunjika na kutengana inapogonga kitu chochote, kwa hivyo mguso wa swarf na kifaa cha kufanyia kazi hautaharibu kifaa cha kufanya kazi. Ikiwa unanyakua swarf, watakuvunja mkononi mwako. ”

Mojawapo ya sababu kwa nini viingilio vya CBN vinafaa kwa kukata kavu ni kwamba ingawa upinzani wao wa joto ni mzuri sana, utendaji wa usindikaji hupunguzwa sana katika kesi ya kushuka kwa joto. Economan anasema, "Kwa kweli, wakati kichocheo cha CBN kinapogusana na nyenzo za kazi, hutoa joto la kukata kwenye ncha, lakini kwa sababu kichocheo cha CBN hakiwezi kubadilika kwa mabadiliko ya joto, ni vigumu kupoa vya kutosha ili kudumisha halijoto ya mara kwa mara. Jimbo. CBN ni ngumu sana, lakini pia ni brittle sana na inaweza kupasuka kutokana na mabadiliko ya joto."

Wakati wa kukata sehemu za chuma na ugumu wa chini (kama vile 45-50 HRC) na carbudi ya saruji, kauri au viingilizi vya PCBN, chips zinazozalishwa zinapaswa kuwa fupi iwezekanavyo. Hii kwa ufanisi huondoa joto la kukata katika nyenzo za chombo wakati wa mchakato wa kukata kwa sababu chips zinaweza kubeba kiasi kikubwa cha joto.

Je!kar's Schmitz pia inapendekeza kwamba chombo kichakatwa katika hali "iliyogeuzwa". Alifafanua, "Wakati wa kufunga chombo kwenye chombo cha mashine, chombo kinachopendekezwa cha wajenzi wa chombo kinawekwa kwa kukata uso wa blade juu, kwa kuwa hii inaruhusu mzunguko wa workpiece kutoa shinikizo la chini kwenye reli ya mashine ili kuweka mashine imara. blade haitaonekana, na mtiririko wa chip utatoka moja kwa moja kutoka eneo la kukata chini ya hatua ya mvuto."

Ugumu wa uso ni njia rahisi ya kuboresha ugumu wa chuma cha chini cha kaboni. Kanuni ni kuongeza maudhui ya kaboni kwa kina fulani chini ya uso wa nyenzo. Wakati kina cha grooving kinazidi unene wa safu ngumu ya uso, matatizo fulani yanaweza kutokea kutokana na mabadiliko ya blade ya grooving kutoka nyenzo ngumu hadi nyenzo laini. Ili kufikia mwisho huu, watengenezaji wa zana wameunda darasa kadhaa za blade kwa aina tofauti za vifaa vya kazi.

Duane Drape, meneja mauzo katika Horn (USA), alisema, "Wakati wa kubadilisha kutoka nyenzo ngumu zaidi hadi nyenzo laini, mtumiaji hataki kubadilisha blade kila wakati, kwa hivyo inabidi tutafute zana bora zaidi ya aina hii ya uchakataji. Iwapo kichocheo cha CARBIDE kilichoimarishwa kinatumiwa, kitakumbana na tatizo la uchakavu wa kupindukia wakati blade inakata uso mgumu, ikiwa ni rahisi kukata vifaa vya CB, ikiwa ni rahisi kukata nyenzo za CB kwa ajili ya kukata sehemu ya juu ya N. ili kuharibu blade. Tunaweza kutumia maelewano: viingilio vya CARBIDE vya ugumu wa hali ya juu + mipako yenye lubricated, au alama laini za kuingiza CBN + viingilio vya kukata vinavyofaa kwa kukata vifaa vya kawaida (badala ya machining ngumu).

Drape alisema, "Unaweza kutumia vichocheo vya CBN ili kukata vyema nyenzo za workpiece kwa ugumu wa 45-50 HRC, lakini jiometri ya blade lazima irekebishwe. Viingilio vya kawaida vya CBN vina chamfer hasi kwenye ukingo wa kukata. Kiingilio hiki hasi cha CBN ni laini zaidi kwa mashine. Nyenzo ya workpiece inapotumiwa, nyenzo hiyo itakuwa na athari ya chini ya CBN na kupunguzwa kwa maisha. ugumu hutumiwa na jiometri ya makali ya kukata hubadilishwa, nyenzo za workpiece na ugumu wa 45-50 HRC zinaweza kukatwa kwa mafanikio."

Uingizaji wa grooving wa S117 HORN uliotengenezwa na kampuni hutumia ncha ya PCBN, na kina cha kukata ni karibu 0.15-0.2 mm wakati upana wa gear unakatwa kwa usahihi. Ili kufikia uso mzuri wa uso, blade ina ndege ya kufuta kwenye kila kando ya kukata pande zote mbili.

Chaguo jingine ni kubadilisha vigezo vya kukata. Kulingana na Index's Economan, "Baada ya kukata safu ngumu, vigezo vikubwa vya kukata vinaweza kutumika. Ikiwa kina kigumu ni 0.13mm au 0.25mm tu, baada ya kukata kwa kina hiki, ama vile vile tofauti hubadilishwa au bado Tumia blade sawa, lakini ongeza vigezo vya kukata kwa kiwango kinachofaa."

Ili kushughulikia anuwai pana ya uchakataji, alama za blade za PCBN zinaongezeka. Alama za ugumu wa juu huruhusu kasi ya kukata haraka, ilhali alama zenye ukakamavu bora zinaweza kutumika katika mazingira yasiyo thabiti zaidi ya uchakataji. Kwa ukataji unaoendelea au uliokatizwa, alama tofauti za kuingiza PCBN pia zinaweza kutumika. Maton wa Sumitomo Electric alisema kuwa kwa sababu ya ugumu wa zana za PCBN, kingo zenye ncha kali zinaweza kukatwa wakati wa kutengeneza chuma ngumu. "Lazima tulinde makali ya kukata, haswa katika ukataji ulioingiliwa, makali ya kukata yanapaswa kutayarishwa zaidi kuliko katika ukataji unaoendelea, na pembe ya kukata inapaswa kuwa kubwa."

Iskar'alama mpya za IB10H na IB20H zilizoundwa hivi karibuni zinapanua zaidi laini yake ya bidhaa ya Groove Turn PCBN. IB10H ni daraja nzuri la PCBN kwa kukata kwa kasi ya kati hadi ya juu ya chuma ngumu; wakati IB20H inajumuisha nafaka nzuri na za kati za PCBN, kutoa upinzani mzuri wa kuvaa na upinzani wa athari. Usawa unaweza kuhimili hali ngumu ya kukata chuma ngumu kuingiliwa. Hali ya kawaida ya kushindwa kwa chombo cha PCBN inapaswa kuwa kwamba makali ya kukata huvaa badala ya kupasuka kwa ghafla au kupasuka.

Daraja la PCBN lililofunikwa la BNC30G lililoletwa na Sumitomo Electric hutumika kwa uchakachuaji ulioingiliwa wa vifaa vya chuma ngumu. Kwa uchakataji unaoendelea, kampuni inapendekeza daraja lake la BN250 la blade zima. Maton alisema, "Wakati wa kukata mara kwa mara, blade hukatwa kwa muda mrefu, ambayo itazalisha joto la kukata. Kwa hiyo, ni muhimu kutumia blade yenye upinzani mzuri wa kuvaa. Katika kesi ya grooving ya vipindi, blade huingia mara kwa mara na kutoka kwa kukata. Ina athari kubwa juu ya ncha. Kwa hiyo, ni muhimu kutumia blade na blade inaweza kusimama kwa kuvumiliana vizuri. pia husaidia kupanua maisha ya zana."

Bila kujali aina ya groove inayotengenezwa, warsha ambazo hapo awali zilitegemea kusaga ili kumaliza sehemu za chuma ngumu zinaweza kubadilishwa kuwa grooving kwa zana za PCBN ili kuongeza tija. Uchimbaji mgumu unaweza kufikia usahihi wa dimensional kulinganishwa na kusaga, huku ukipunguza kwa kiasi kikubwa muda wa machining.