Sleuf van Geharde Staal Met PCBN Snyer
Sleuf van geharde staal met PCBN snyer
In die afgelope dekade het presisie-groefsnywerk van geharde staalonderdele met polikristallyne kubieke boornitried (PCBN) insetsels geleidelik tradisionele slypwerk vervang. Tyler Economan, bodingenieursbestuurder by Index, VSA, het gesê: "Oor die algemeen is slypgroewe 'n meer stabiele proses wat hoër dimensionele akkuraatheid as gleufwerk verskaf. Mense wil egter steeds die werkstuk op 'n draaibank kan voltooi. 'n Verskeidenheid verwerking word vereis."
Verskeie werkstukmateriaal wat verhard is, sluit in hoëspoedstaal, matrijsstaal, draerstaal en legeringstaal. Slegs ysterhoudende metale kan verhard word, en verhardingsprosesse word gewoonlik op laekoolstofstaal toegepas. Deur die verhardingsbehandeling kan die uitwendige hardheid van die werkstuk hoër en draagbaar gemaak word, terwyl die binnekant beter taaiheid het. Onderdele wat van geharde staal gemaak word, sluit in deurne, asse, verbindings, dryfwiele, nokasse, ratte, busse, dryfasse, laers en dies meer.
"Harde materiale" is egter 'n relatiewe, veranderende konsep. Sommige mense dink dat werkstukmateriaal met 'n hardheid van 40-55 HRC harde materiale is; ander glo dat die hardheid van harde materiale 58-60 HRC of hoër moet wees. In hierdie kategorie kan PCBN-gereedskap gebruik word.
Na induksieverharding kan die oppervlakverharde laag tot 1,5 mm dik wees en die hardheid kan 58-60 HRC bereik, terwyl die materiaal onder die oppervlaklaag gewoonlik baie sagter is. In hierdie geval is dit belangrik om te verseker dat die meeste van die snywerk onder die oppervlak verharde laag gedoen word.
Masjiengereedskap met voldoende krag en styfheid is 'n noodsaaklike voorwaarde vir die groef van verharde dele. Volgens Economan, "Hoe beter die styfheid van die masjiengereedskap is en hoe hoër die krag, hoe doeltreffender is die groefwerk van die verharde materiaal. Vir werkstukmateriaal met 'n hardheid van meer as 50 HRC, voldoen baie ligte masjiengereedskap nie aan die vereiste snytoestande nie. As die masjienkapasiteit (krag, wringkrag en veral styfheid) oorskry word, kan die bewerking nie suksesvol voltooi word nie."
Rigiditeit is baie belangrik vir die werkstukhoutoestel omdat die kontakoppervlak van die snyrand met die werkstuk groot is tydens die groefproses, en die werktuig oefen 'n groot druk op die werkstuk uit. Wanneer geharde staal werkstukke vasgeklem word, kan 'n wye klem gebruik word om die klemoppervlak te versprei. Paul Ratzki, bemarkingsbestuurder van Sumitomo Electric Hard Alloy Co., het gesê: "Die onderdele wat gemasjineer moet word, moet stewig ondersteun word. Wanneer verharde materiale gemasjineer word, is die vibrasie en werktuigdruk wat gegenereer word baie groter as wanneer gewone werkstukke gemasjineer word, wat kan lei tot werkstukklem. Kan nie uit die masjien vlieg of die CBN-lem laat spaander of selfs breek nie."
Die steel wat die groef-insetsel vashou, moet so kort as moontlik wees om oorhang te verminder en die styfheid van die gereedskap te verhoog. Matthew Schmitz, bestuurder van GRIP-produkte by Isca, wys daarop dat monolitiese gereedskap oor die algemeen meer geskik is vir groef van verharde materiale. Die maatskappy bied egter ook 'n modulêre groefstelsel aan. "Die modulêre skag kan gebruik word in bewerkingsituasies waar die werktuig geneig is tot skielike mislukking," sê hy. “Jy hoef nie die hele steel te vervang nie, jy moet net ’n goedkoper komponent vervang. Die modulêre skag bied ook 'n verskeidenheid bewerkingsopsies. Iskar's Grip modulêre stelsel kan in 'n verskeidenheid verskillende produkte geïnstalleer word. Jy kan 'n gereedskaphouer met 7 verskillende lemme vir 7 produklyne of enige aantal lemme vir verskillende verwerking gebruik. Dieselfde produklyn met gleufwydte."
Sumitomo Electric se gereedskaphouers om CGA-tipe insetsels vas te gryp, gebruik 'n bo-klemmetode wat die lem terug in die houer trek. Hierdie houer het ook 'n sy-bevestigingskroef om die greepstabiliteit te verbeter en die lewensduur van die gereedskap te verleng. Rich Maton, assistentbestuurder van die maatskappy se ontwerpafdeling, het gesê: "Hierdie gereedskaphouer is ontwerp vir groef van verharde werkstukke. As die lem in die houer beweeg, slyt die lem met verloop van tyd en die werktuiglewe verander. Vir die hoëproduktiwiteitsbewerkingsvereistes van die motor industrie (soos 50-100 of 150 werkstukke per snykant), is die voorspelbaarheid van werktuiglewe besonder belangrik, en veranderinge in werktuiglewe kan 'n beduidende impak op produksie hê."
Volgens berigte is Mitsubishi Materials se GY-reeks Tri-Lock modulêre groefstelsel in styfheid vergelykbaar met integrale lem-boorkoppe. Die stelsel gryp die groeflemme betroubaar vanuit drie rigtings (periferie, voor en bo). Sy twee strukturele ontwerp verhoed dat die lem verplaas word tydens groef: die V-vormige uitsteeksel verhoed dat die lem na die kante beweeg; die veiligheidssleutel skakel die voorwaartse beweging van die lem uit wat veroorsaak word deur die snykrag tydens gleufbewerking.
Algemeen gebruikte groef-insetsels vir geharde staalonderdele sluit in eenvoudige vierkantige inserts, vorm-insetsels, gleuf-insetsels, en dies meer. Oor die algemeen moet die gesnyde groewe 'n goeie oppervlakafwerking hê, want hulle het 'n bypassende gedeelte, en sommige is O-ringe of snapringgroewe. Volgens Mark Menconi, produkspesialis by Mitsubishi Materials, "Hierdie prosesse kan verdeel word in groefbewerking met binnedeursnee en groefbewerking met buitenste deursnee, maar die meeste groefbewerkings vereis fyn sny, insluitend ligte aanraking akkuraatheid vanaf ongeveer 0,25 mm diepte van sny. Sny tot 'n volle snit met 'n diepte van ongeveer 0,5 mm."
Die groef van geharde staal vereis die gebruik van gereedskap met hoër hardheid, beter slytweerstand en geskikte geometrie. Die sleutel is om uit te vind of 'n karbiedinsetsel, 'n keramiekinsetsel of 'n PCBN-insetsel gebruik moet word. Schmitz het gesê: “Ek kies byna altyd karbied-insetsels wanneer ek werkstukke met hardheid onder 50 HRC bewerk. Vir werkstukke met 'n hardheid van 50-58 HRC is keramiekinsetsels 'n baie ekonomiese keuse. Slegs wanneer die werkstuk CBN-insetsels moet oorweeg word vir hardheid tot 58 HRC. Die CBN-insetsels is veral geskik vir die bewerking van sulke hoë-harde materiale omdat die bewerkingsmeganisme nie 'n snymateriaal is nie, maar 'n werktuig/werkstuk-koppelvlak. Smelt die materiaal.
Vir die groef van geharde staalonderdele met 'n hardheid van meer as 58 HRC is spaanderbeheer nie 'n probleem nie. Aangesien droë groef gewoonlik gebruik word, is die skyfies meer soos stof of baie klein deeltjies en kan dit met die hand verwyder word. Sumitomo Electric se Maton het gesê: "Gewoonlik sal hierdie soort spen breek en disintegreer wanneer dit enigiets tref, so die kontak van die spen met die werkstuk sal nie die werkstuk beskadig nie. As jy 'n spen gryp, sal hulle in jou hand breek."
Een van die redes waarom CBN-insetsels geskik is vir droë sny, is dat alhoewel hul hittebestandheid baie goed is, die verwerkingsprestasie aansienlik verminder word in die geval van temperatuurskommelings. Economan sê, "In werklikheid, wanneer die CBN-insetsel in kontak is met die werkstukmateriaal, produseer dit hitte van sny op die punt, maar omdat die CBN-insetsel minder aanpasbaar is by temperatuurveranderinge, is dit moeilik om voldoende af te koel om 'n konstante temperatuur. Staat. CBN is baie hard, maar dit is ook baie bros en kan as gevolg van temperatuurveranderinge bars."
Wanneer staalonderdele met lae hardheid (soos 45-50 HRC) met gesementeerde karbied-, keramiek- of PCBN-insetsels gesny word, moet die gegenereerde skyfies so kort as moontlik wees. Dit verwyder effektief die hitte van snywerk in die gereedskapmateriaal tydens die snyproses omdat die skyfies 'n groot hoeveelheid hitte kan wegdra.
Iskar se Schmitz beveel ook aan dat die werktuig in 'n "omgekeerde" toestand verwerk word. Hy het verduidelik, “Wanneer 'n gereedskap op 'n masjiengereedskap geïnstalleer word, word die masjiengereedskapbouer se voorkeurgereedskap geïnstalleer deur die lem met die gesig na bo te sny, aangesien dit dierotasie van die werkstuk om afwaartse druk op die masjienreling uit te oefen om die masjien stabiel te hou. Wanneer die lem egter in die werkstukmateriaal gesny word, kan die gevormde skyfies op die lem en die werkstuk bly. As die gereedskaphouer omgedraai word en die gereedskap onderstebo gemonteer word, sal die lem nie sigbaar wees nie, en die spaandervloei sal outomaties onder die inwerking van swaartekrag uit die snyarea ontsnap."
Oppervlakverharding is 'n eenvoudige metode om die hardheid van laekoolstofstaal te verbeter. Die beginsel is om die koolstofinhoud op 'n sekere diepte onder die oppervlak van die materiaal te verhoog. Wanneer die groefdiepte die dikte van die oppervlakverharde laag oorskry, kan sommige probleme ontstaan as gevolg van die verandering van die groeflem van 'n harder materiaal na 'n sagter materiaal. Vir hierdie doel het gereedskapvervaardigers verskeie lemgrade vir verskillende soorte werkstukmateriaal ontwikkel.
Duane Drape, verkoopsbestuurder by Horn (VSA), het gesê: "Wanneer daar van 'n harder materiaal na 'n sagter materiaal verander word, wil die gebruiker nie altyd die lem verander nie, so ons moet die beste gereedskap vir hierdie tipe bewerking vind. As 'n hardmetaal-insetsel gebruik word, sal dit die probleem van oormatige slytasie ondervind wanneer die lem 'n harde oppervlak sny.As 'n CBN-insetsel wat geskik is vir die sny van hoë-harde materiale gebruik word om 'n sagte deel te sny, is dit maklik om die lem. Ons kan 'n kompromie gebruik: karbiedinsetsels met 'n hoë hardheid + supergesmeerde bedekkings, of relatief sagte CBN-insetselgrade + snyinsetsels wat geskik is vir die sny van algemene materiale (eerder as harde bewerking)."
Drape het gesê: "Jy kan CBN-insetsels gebruik om werkstukmateriaal met 'n hardheid van 45-50 HRC effektief te sny, maar die lemgeometrie moet aangepas word. Tipiese CBN-insetsels het 'n negatiewe afschuining op die snykant. Hierdie negatiewe afkante CBN-insetsel is sagter om te masjien. Wanneer die werkstukmateriaal gebruik word, sal die materiaal 'n uittrek-effek hê en die werktuiglewe sal verkort word. As die CBN-graad met laer hardheid gebruik word en die geometrie van die snykant word verander, kan die werkstukmateriaal met 'n hardheid van 45-50 HRC suksesvol gesny word."
Die S117 HORN-groef-insetsel wat deur die maatskappy ontwikkel is, gebruik 'n PCBN-punt, en die snydiepte is ongeveer 0,15-0,2 mm wanneer die ratwydte presies gesny is. Om 'n goeie oppervlakafwerking te verkry, het die lem 'n skraapvlak aan elk van die snykante aan beide kante.
Nog 'n opsie is om die snyparameters te verander. Volgens Index se Economan, “Nadat deur die verharde laag gesny is, kan groter snyparameters gebruik word. As die verharde diepte slegs 0,13 mm of 0,25 mm is, nadat deur hierdie diepte gesny is, word óf die verskillende lemme vervang óf Gebruik steeds dieselfde lem, maar verhoog die snyparameters tot die toepaslike vlak."
Om 'n wyer reeks verwerking te dek, neem PCBN-lemgrade toe. Hoër hardheidsgrade maak voorsiening vir vinniger snyspoed, terwyl grade met beter taaiheid in meer onstabiele verwerkingsomgewings gebruik kan word. Vir aaneenlopende of onderbroke sny, kan verskillende PCBN-insetselgrade ook gebruik word. Sumitomo Electric se Maton het daarop gewys dat as gevolg van die brosheid van PCBN-gereedskap, skerp snyrande geneig is om te skeur wanneer geharde staal gemasjineer word. "Ons moet die snykant beskerm, veral in onderbroke sny, die snykant moet meer voorberei word as in deurlopende sny, en die snyhoek moet groter wees."
Iskar se nuut ontwikkelde IB10H- en IB20H-grade brei sy Groove Turn PCBN-produkreeks verder uit. IB10H is 'n fynkorrelige PCBN-graad vir medium tot hoë spoed deurlopende sny van geharde staal; terwyl IB20H uit fyn- en mediumkorrelgrootte PCBN-korrels bestaan, wat goeie slytasieweerstand en slagweerstand bied. Die balans kan die moeiliker toestande van geharde staal onderbreek sny weerstaan. Die normale mislukkingsmodus van 'n PCBN-instrument moet wees dat die snykant verslyteerder as om skielik te kraak of te kraak.
Die BNC30G-bedekte PCBN-graad wat deur Sumitomo Electric bekendgestel is, word gebruik vir onderbroke groefwerk van geharde staalwerkstukke. Vir deurlopende groefwerk beveel die maatskappy sy BN250 universele lemgraad aan. Maton het gesê: “Wanneer jy deurlopend sny, word die lem vir 'n lang tyd gesny, wat baie snyhitte sal genereer. Daarom is dit nodig om 'n lem met goeie slytweerstand te gebruik. In die geval van intermitterende groef, gaan die lem voortdurend in en verlaat die sny. Dit het 'n groot impak op die punt. Daarom is dit nodig om 'n lem te gebruik met goeie taaiheid en kan intermitterende impak weerstaan. Daarbenewens help die lembedekking ook om die werktuiglewe te verleng."
Ongeag die tipe groef wat gemasjineer word, werkswinkels wat voorheen staatgemaak het op slyp om geharde staalonderdele af te werk, kan omgeskakel word na groefwerk met PCBN-gereedskap om produktiwiteit te verhoog. Harde groef kan dimensionele akkuraatheid bereik wat vergelykbaar is met slyp, terwyl bewerkingstyd aansienlik verminder word.
