Парэз загартаванай сталі з PCBN разаком
Працаванне загартаванай сталі разаком PCBN
У апошняе дзесяцігоддзе дакладнае нарэзка канавок дэталяў з загартаванай сталі з полікрышталічным кубічным нітрыдам бору (PCBN) паступова замяніла традыцыйнае шліфаванне. Тайлер Эканоман, менеджэр па пытаннях тэндэраў у Index, ЗША, сказаў: «Увогуле, шліфоўка канаў з'яўляецца больш стабільным працэсам, які забяспечвае больш высокую дакладнасць памераў, чым канавок. Тым не менш, людзі ўсё роўна хочуць мець магчымасць завяршыць нарыхтоўку на такарным станку. Патрабуецца разнастайная апрацоўка».
Розныя матэрыялы нарыхтоўкі, якія прайшлі загартоўку, уключаюць хуткарэзную сталь, сталь для штампоўкі, апорную сталь і легіраваную сталь. Гартаваць можна толькі чорныя металы, і працэсы загартоўкі звычайна прымяняюцца да нізкавугляродзістых сталей. Дзякуючы апрацоўцы загартоўкі знешнюю цвёрдасць нарыхтоўкі можна зрабіць больш высокай і прыдатнай для насіць, у той час як унутраная мае лепшую трываласць. Да дэталяў, вырабленых з загартаванай сталі, адносяцца апраўкі, восі, раздымы, вядучыя колы, размеркавальныя валы, шасцярні, утулкі, прывадныя валы, падшыпнікі і да таго падобнае.
Аднак «цвёрдыя матэрыялы» — паняцце адноснае, якое змяняецца. Некаторыя людзі лічаць, што матэрыялы нарыхтоўкі з цвёрдасцю 40-55 HRC - гэта цвёрдыя матэрыялы; іншыя лічаць, што цвёрдасць цвёрдых матэрыялаў павінна быць 58-60 HRC або вышэй. У гэтай катэгорыі могуць выкарыстоўвацца інструменты PCBN.
Пасля індукцыйнага зацвярдзення павярхоўны загартаваны пласт можа быць таўшчынёй да 1,5 мм, а цвёрдасць можа дасягаць 58-60 HRC, у той час як матэрыял пад павярхоўным пластом звычайна значна мякчэй. У гэтым выпадку важна сачыць за тым, каб большая частка рэзкі рабілася ніжэй павярхоўнага загартаванага пласта.
Станкі, якія валодаюць дастатковай магутнасцю і калянасцю, з'яўляюцца неабходнай умовай для нарэзкі пазаў загартаваных дэталяў. Па словах Economan, «Чым лепшая калянасць станка і вышэйшая магутнасць, тым больш эфектыўна канавок загартаванага матэрыялу. Для матэрыялаў нарыхтоўкі з цвёрдасцю больш за 50 HRC многія лёгкія станкі не адпавядаюць неабходным умовам рэзання. Калі магутнасць машыны (магутнасць, крутоўны момант і асабліва калянасць) перавышана, апрацоўка не можа быць завершана паспяхова».
Жорсткасць вельмі важная для прылады ўтрымання нарыхтоўкі, таму што паверхня кантакту рэжучай абзы з нарыхтоўкай вялікая ў працэсе нарыхтоўкі канавок, і інструмент аказвае вялікі ціск на нарыхтоўку. Пры зацісканні дэталяў з загартаванай сталі можна выкарыстоўваць шырокі заціск для разгону заціскной паверхні. Пол Рацкі, менеджэр па маркетынгу кампаніі Sumitomo Electric Hard Alloy Co., сказаў: «Дзеталі, якія будуць апрацоўвацца, павінны быць цвёрда падтрымліваюцца. Пры апрацоўцы загартаваных матэрыялаў вібрацыя і ціск інструмента, якія ўтвараюцца, значна большыя, чым пры апрацоўцы звычайных дэталяў, што можа прывесці да заціскання дэталі. Немагчыма вылецець з машыны або выклікаць сколы або нават зламанне ляза CBN».
Хваставік, які трымае пласцінку для паза, павінен быць як мага карацей, каб мінімізаваць выступ і павялічыць калянасць інструмента. Мэцью Шмітц, менеджэр па вырабах GRIP у Isca, адзначае, што ў цэлым маналітныя інструменты больш падыходзяць для нарэзкі канавок загартаваных матэрыялаў. Тым не менш, кампанія таксама прапануе модульную сістэму канавок. «Модульны хваставік можна выкарыстоўваць у сітуацыях апрацоўкі, калі інструмент схільны раптоўным паломкам», - кажа ён. «Вам не трэба замяняць увесь хваставік, вам проста трэба замяніць менш дарагі кампанент. Модульны хваставік таксама прапануе мноства варыянтаў апрацоўкі. Модульная сістэма Iskar Grip можа ўсталёўвацца ў розныя прадукты. Вы можаце выкарыстоўваць трымальнік інструмента з 7 рознымі лязамі для 7 лінейак прадуктаў або любую колькасць лёзаў для рознай апрацоўкі. Адна і тая ж лінейка прадуктаў з шырынёй прарэзаў».
Трымальнікі Sumitomo Electric для захопу пласцін тыпу CGA выкарыстоўваюць метад верхняга заціску, які цягне лязо назад у трымальнік. Гэты трымальнік таксама мае бакавы крапежны шруба, які дапамагае палепшыць стабільнасць захопу і падоўжыць тэрмін службы інструмента. Багаты Матон, памочнікменеджэр канструктарскага аддзела кампаніі, сказаў: "Гэты трымальнік інструмента прызначаны для канавок загартаваных дэталяў. Калі лязо перамяшчаецца ў трымальніку, лязо з цягам часу зношваецца і змяняецца тэрмін службы інструмента. Для патрабаванняў аўтамабілебудавання да высокай прадукцыйнасці механічнай апрацоўкі прамысловасці (напрыклад, 50-100 або 150 нарыхтовак на рэжучую абзу), прадказальнасць тэрміну службы інструмента асабліва важная, і змены ў тэрміне службы інструмента могуць аказаць значны ўплыў на вытворчасць».
Згодна з паведамленнямі, модульная сістэма канавок Tri-Lock серыі GY ад Mitsubishi Materials параўнальная па калянасці з суцэльнымі патронамі ляза. Сістэма надзейна захоплівае ляза для канавок з трох напрамкаў (перыферыйны, пярэдні і верхні). Яго дзве структурныя канструкцыі прадухіляюць зрушэнне ляза падчас канавок: V-вобразны выступ прадухіляе перасоўванне ляза ў бакі; ключ бяспекі выключае перамяшчэнне ляза наперад, выкліканае сілай рэзання падчас апрацоўкі пазоў.
Звычайна выкарыстоўваюцца пласцінкі для канавок для дэталяў з загартаванай сталі ўключаюць простыя квадратныя ўстаўкі, фармавальныя ўстаўкі, шчылінныя ўстаўкі і да таго падобнае. Як правіла, нарэзаныя пазы павінны мець добрае аздабленне паверхні, таму што яны маюць стыкуемую частку, а некаторыя з іх з'яўляюцца ўшчыльняльнымі кольцамі або канаўкамі для стопорных кольцаў. Па словах Марка Менконі, спецыяліста па прадуктах кампаніі Mitsubishi Materials, «гэтыя працэсы можна падзяліць на апрацоўку паза з унутраным дыяметрам і апрацоўку пазы вонкавага дыяметра, але большасць аперацый па нарэзцы канавок патрабуе тонкай рэзкі, у тым ліку з лёгкай дакладнасцю дакрананняў з глыбінёй рэзання прыкладна 0,25 мм. поўны разрэз з глыбінёй каля 0,5 мм».
Нарыхтоўка канавок з загартаванай сталі патрабуе выкарыстання інструментаў з больш высокай цвёрдасцю, лепшай зносаўстойлівасцю і адпаведнай геаметрыяй. Галоўнае, каб высветліць, ці варта выкарыстоўваць цвёрдасплаўныя ўстаўкі, керамічныя або PCBN. Шмітц сказаў: «Я амаль заўсёды выбіраю цвёрдасплаўныя пласціны пры апрацоўцы дэталяў з цвёрдасцю ніжэй за 50 HRC. Для вырабаў з цвёрдасцю 50-58 HRC керамічныя ўстаўкі з'яўляюцца вельмі эканамічным выбарам. Толькі пры нарыхтоўцы CBN ўстаўкі варта ўлічваць для цвёрдасці да 58 HRC. Пласціны CBN асабліва падыходзяць для апрацоўкі такіх матэрыялаў высокай цвёрдасці, таму што механізм апрацоўкі - гэта не рэжучы матэрыял, а інтэрфейс інструмент / дэталь. Растопліваюць матэрыял.
Для нарэзкі канавок загартаваных сталёвых дэталяў з цвёрдасцю больш за 58 HRC кантроль сколаў не з'яўляецца праблемай. Паколькі звычайна выкарыстоўваецца сухая канаўка, чыпсы больш падобныя на пыл або вельмі дробныя часціцы і іх можна выдаліць ударам рукамі. Матон з Sumitomo Electric сказаў: «Звычайна такая стружка ламаецца і распадаецца, калі яна патрапіць на што-небудзь, таму кантакт стружкі з нарыхтоўкай не пашкодзіць нарыхтоўку. Калі вы захопіце стружку, яна разаб'ецца ў вашай руцэ».
Адна з прычын, па якой пласціны CBN падыходзяць для сухой рэзкі, заключаецца ў тым, што, хоць іх тэрмаўстойлівасць вельмі добрая, прадукцыйнасць апрацоўкі значна зніжаецца ў выпадку ваганняў тэмператур. Economan кажа: «На самай справе, калі ўстаўка CBN знаходзіцца ў кантакце з матэрыялам нарыхтоўкі, яна вырабляе цяпло рэзання на кончыку, але паколькі CBN ўстаўка менш прыстасоўваецца да перападаў тэмператур, яе цяжка дастаткова астудзіць, каб падтрымліваць пастаяннае тэмпература. Дзяржава. CBN вельмі цвёрды, але ён таксама вельмі далікатны і можа разарвацца з-за перападаў тэмператур».
Пры рэзанні сталёвых дэталяў з нізкай цвёрдасцю (напрыклад, 45-50 HRC) з цэментаванымі карбіднымі, керамічнымі або PCBN ўстаўкамі генераваныя сколы павінны быць як мага карацейшыя. Гэта эфектыўна выдаляе цеплыню рэзання ў матэрыяле інструмента ў працэсе рэзкі, таму што стружка можа выносіць вялікую колькасць цяпла.
Кампанія Iskar's Schmitz таксама рэкамендуе апрацоўваць інструмент у «перавернутым» стане. Ён патлумачыў: «Пры ўсталёўцы інструмента на станок пераважны інструмент вытворцам станкоў усталёўваецца шляхам разразання ляза асабовым бокам уверх, паколькі гэта дазваляекручэнне нарыхтоўкі, каб аказваць ціск уніз на рэйку машыны, каб трымаць станок стабільным. Аднак пры ўрэзцы ляза ў матэрыял нарыхтоўкі ўтварыліся сколы могуць застацца на лязе і нарыхтоўцы. Калі трымальнік інструмента перавярнуць і ўсталяваць інструмент уверх дном, ляза не будзе бачна, і струмень стружки аўтаматычна выйдзе з зоны рэзання пад дзеяннем сілы цяжару».
Павярхоўнае загартоўка - гэта просты метад павышэння цвёрдасці нізкавугляродзістай сталі. Прынцып заключаецца ў павелічэнні ўтрымання вугляроду на пэўнай глыбіні пад паверхняй матэрыялу. Калі глыбіня канавок перавышае таўшчыню павярхоўнага загартаванага пласта, могуць узнікнуць некаторыя праблемы з-за змены ляза для канаўкі з больш цвёрдага матэрыялу на больш мяккі. З гэтай мэтай вытворцы інструментаў распрацавалі некалькі марак ляза для розных тыпаў матэрыялаў нарыхтоўкі.
Дуэйн Дрэйп, менеджэр па продажах у Horn (ЗША), сказаў: «Пры пераходзе з больш цвёрдага матэрыялу на больш мяккі, карыстальнік не заўсёды хоча мяняць лязо, таму мы павінны знайсці лепшы інструмент для гэтага тыпу апрацоўкі. . Калі выкарыстоўваецца пласцінка з цэментаванага карбіду, яна сутыкнецца з праблемай празмернага зносу, калі лязо разразае цвёрдую паверхню. Калі для рэзкі мяккай дэталі выкарыстоўваецца пласцінка CBN, прыдатная для рэзкі высокацвёрдых матэрыялаў, лёгка пашкодзіць лязо. Мы можам выкарыстоўваць кампраміс: цвёрдасплаўныя пласціны высокай цвёрдасці + пакрыццё з суперзмазкай або адносна мяккія гатункі пласцін CBN + рэжучыя пласціны, прыдатныя для рэзкі звычайных матэрыялаў (а не для жорсткай механічнай апрацоўкі)».
Дрэйп сказаў: «Вы можаце выкарыстоўваць пласцінкі CBN для эфектыўнай рэзкі матэрыялаў нарыхтоўкі з цвёрдасцю 45-50 HRC, але геаметрыю ляза неабходна адрэгуляваць. Тыповыя пласцінкі CBN маюць адмоўную фаску на рэжучай абзе. Гэтая ўстаўка з адмоўнай фаскай CBN мякчэй паддаецца апрацоўцы. Калі выкарыстоўваецца матэрыял нарыхтоўкі, матэрыял будзе мець эфект выцягвання і тэрмін службы інструмента будзе скарочаны. Калі выкарыстоўваецца марка CBN з меншай цвёрдасцю і зменена геаметрыя рэжучай абзы, можна паспяхова рэзаць матэрыял нарыхтоўкі цвёрдасцю 45-50 HRC».
У распрацаванай кампаніяй канаўцы S117 HORN выкарыстоўваецца наканечнік з PCBN, а глыбіня рэзкі складае каля 0,15-0,2 мм, калі шырыня шасцярэнькі дакладна нарэзаная. Для дасягнення добрай аздаблення паверхні лязо мае плоскасць саскрабання на кожнай з рэжучых беражкоў з абодвух бакоў.
Іншы варыянт - змяніць параметры рэзкі. Па словах Index's Economan, «Пасля прарэзкі загартаванага пласта можна выкарыстоўваць большыя параметры рэзкі. Калі загартаваная глыбіня складае ўсяго 0,13 мм або 0,25 мм, пасля рэзкі гэтай глыбіні альбо замяняюцца розныя ляза, альбо ўсё роўна выкарыстоўвайце тое ж лязо, але павялічце параметры рэзкі да адпаведнага ўзроўню».
Для таго, каб ахапіць больш шырокі дыяпазон апрацоўкі, гатункі ляза PCBN павялічваюцца. Больш высокія класы цвёрдасці дазваляюць атрымаць больш высокую хуткасць рэзкі, у той час як маркі з лепшай глейкасцю могуць выкарыстоўвацца ў больш нестабільных умовах апрацоўкі. Для бесперапыннага або перапыненага рэзання таксама могуць выкарыстоўвацца розныя маркі пласцін PCBN. Матон з Sumitomo Electric адзначыў, што з-за далікатнасці інструментаў з PCBN вострыя рэжучыя краю схільныя сколам пры апрацоўцы загартаванай сталі. «Мы павінны абараніць рэжучую абзу, асабліва пры перапыненым рэзанні, рэжучая абза павінна быць падрыхтавана больш, чым пры бесперапыннай рэзанні, і кут рэзання павінен быць большым».
Нядаўна распрацаваныя маркі Iskar IB10H і IB20H яшчэ больш пашыраюць лінейку прадуктаў Groove Turn PCBN. IB10H - гэта дробназярністая марка PCBN для сярэдняй і высокай хуткасці бесперапыннай рэзкі загартаванай сталі; у той час як IB20H складаецца з дробных і сярэдніх зерняў PCBN, забяспечваючы добрую зносаўстойлівасць і ўдаратрываласць. Баланс можа вытрымаць больш жорсткія ўмовы рэзкі з загартаванай сталі. Нармальным рэжымам адмовы інструмента PCBN павінна быць зношванне рэжучай абзыа не раптоўна трэснуць або трэснуць.
Марка PCBN з пакрыццём BNC30G, уведзеная Sumitomo Electric, выкарыстоўваецца для нарыхтоўкі канавок з загартаванай сталі. Для бесперапыннага вырабу канавок кампанія рэкамендуе свой універсальны клас ляза BN250. Матон сказаў: «Пры бесперапынным рэзанні лязо рэжацца на працягу доўгага часу, што будзе генераваць шмат цяпла рэзкі. Таму неабходна выкарыстоўваць лязо з добрай зносаўстойлівасцю. У выпадку перарывістага канавок лязо бесперапынна ўваходзіць і выходзіць з рэзкі. Гэта аказвае вялікі ўплыў на кончык. Такім чынам, неабходна выкарыстоўваць лязо з добрай глейкасцю і можа вытрымліваць перыядычныя ўдары. Акрамя таго, пакрыццё ляза таксама дапамагае падоўжыць тэрмін службы інструмента».
Незалежна ад тыпу пазы, якая апрацоўваецца, майстэрні, якія раней выкарыстоўвалі шліфоўку для аздаблення загартаваных сталёвых дэталяў, могуць быць пераўтвораны ў канаўку з дапамогай інструментаў PCBN для павышэння прадукцыйнасці. Жорсткая канаўка дазваляе дасягнуць дакладнасці памераў, параўнальнай з шліфаваннем, пры гэтым значна скарачаецца час апрацоўкі.
