पीसीबीएन कटर के साथ कठोर स्टील का स्लॉटिंग

पीसीबीएन कटर के साथ कठोर स्टील का स्लॉटिंग

पिछले एक दशक में, पॉलीक्रिस्टलाइन क्यूबिक बोरॉन नाइट्राइड (पीसीबीएन) इंसर्ट के साथ कठोर स्टील के पुर्जों की सटीक ग्रूविंग ने धीरे-धीरे पारंपरिक पीस को बदल दिया है। इंडेक्स, यूएसए में बिडिंग इंजीनियरिंग मैनेजर टायलर इकोनॉमन ने कहा, "सामान्य तौर पर, ग्राइंडिंग ग्रूव्स एक अधिक स्थिर प्रक्रिया है जो ग्रूविंग की तुलना में उच्च आयामी सटीकता प्रदान करती है। हालांकि, लोग अभी भी खराद पर वर्कपीस को पूरा करने में सक्षम होना चाहते हैं। प्रसंस्करण की एक किस्म की आवश्यकता है।"

विभिन्न वर्कपीस सामग्री जिन्हें कठोर किया गया है उनमें उच्च गति स्टील, डाई स्टील, असर स्टील और मिश्र धातु इस्पात शामिल हैं। केवल लौह धातुओं को कठोर किया जा सकता है, और सख्त प्रक्रियाएं आमतौर पर कम कार्बन स्टील्स पर लागू होती हैं। सख्त उपचार के माध्यम से, वर्कपीस की बाहरी कठोरता को उच्च और पहनने योग्य बनाया जा सकता है, जबकि इंटीरियर में बेहतर क्रूरता होती है। कठोर स्टील से बने भागों में मैंड्रेल, एक्सल, कनेक्टर, ड्राइव व्हील, कैमशाफ्ट, गियर, बुशिंग, ड्राइव शाफ्ट, बेयरिंग और इसी तरह शामिल हैं।

हालांकि, "कठिन सामग्री" एक सापेक्ष, बदलती अवधारणा है। कुछ लोग सोचते हैं कि 40-55 एचआरसी की कठोरता वाली वर्कपीस सामग्री कठोर सामग्री है; दूसरों का मानना ​​है कि कठोर सामग्री की कठोरता 58-60 एचआरसी या उससे अधिक होनी चाहिए। इस श्रेणी में PCBN टूल्स का उपयोग किया जा सकता है।

प्रेरण सख्त होने के बाद, सतह की कठोर परत 1.5 मिमी तक मोटी हो सकती है और कठोरता 58-60 एचआरसी तक पहुंच सकती है, जबकि सतह परत के नीचे की सामग्री आमतौर पर बहुत नरम होती है। इस मामले में, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि अधिकांश कटाई सतह की कठोर परत के नीचे की जाती है।

कठोर भागों को ग्रो करने के लिए पर्याप्त शक्ति और कठोरता वाले मशीन टूल्स एक आवश्यक शर्त हैं। इकोनोमन के अनुसार, "मशीन उपकरण की कठोरता जितनी बेहतर होगी और शक्ति जितनी अधिक होगी, कठोर सामग्री की ग्रोइंग उतनी ही कुशल होगी। 50 से अधिक एचआरसी की कठोरता वाली वर्कपीस सामग्री के लिए, कई हल्के मशीन टूल्स आवश्यक काटने की शर्तों को पूरा नहीं करते हैं। यदि मशीन की क्षमता (शक्ति, टोक़ और विशेष रूप से कठोरता) से अधिक हो जाती है, तो मशीनिंग को सफलतापूर्वक पूरा नहीं किया जा सकता है।"

वर्कपीस होल्डिंग डिवाइस के लिए कठोरता बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि वर्कपीस के साथ कटिंग एज की संपर्क सतह ग्रूविंग प्रक्रिया के दौरान बड़ी होती है, और टूल वर्कपीस पर बहुत दबाव डालता है। कठोर स्टील वर्कपीस को क्लैंप करते समय, क्लैंपिंग सतह को फैलाने के लिए एक विस्तृत क्लैंप का उपयोग किया जा सकता है। सुमितोमो इलेक्ट्रिक हार्ड अलॉय कंपनी के मार्केटिंग मैनेजर पॉल रत्ज़की ने कहा, "मशीनीकृत किए जाने वाले पुर्जों को मजबूती से सहारा देना चाहिए। जब मशीनिंग कठोर सामग्री, उत्पन्न कंपन और उपकरण दबाव मशीनिंग सामान्य वर्कपीस की तुलना में बहुत बड़ा होता है, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस क्लैंपिंग हो सकती है। मशीन से बाहर नहीं उड़ सकता, या सीबीएन ब्लेड चिप या टूट भी नहीं सकता।"

ओवरहैंग को कम करने और टूल की कठोरता को बढ़ाने के लिए ग्रूविंग इंसर्ट रखने वाला टांग जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए। इस्का में जीआरआईपी उत्पादों के प्रबंधक मैथ्यू शमित्ज़ बताते हैं कि सामान्य तौर पर, कठोर सामग्री को ग्रो करने के लिए अखंड उपकरण अधिक उपयुक्त होते हैं। हालाँकि, कंपनी एक मॉड्यूलर ग्रूविंग सिस्टम भी प्रदान करती है। "मॉड्यूलर टांग का उपयोग मशीनिंग स्थितियों में किया जा सकता है जहां उपकरण अचानक विफलता के लिए प्रवण होता है," वे कहते हैं। "आपको पूरे टांग को बदलने की ज़रूरत नहीं है, आपको बस एक कम खर्चीले घटक को बदलने की ज़रूरत है। मॉड्यूलर टांग विभिन्न प्रकार के मशीनिंग विकल्प भी प्रदान करता है। इस्कर के ग्रिप मॉड्यूलर सिस्टम को विभिन्न प्रकार के विभिन्न उत्पादों में स्थापित किया जा सकता है। आप 7 उत्पाद लाइनों के लिए 7 अलग-अलग ब्लेड वाले टूल धारक का उपयोग कर सकते हैं या विभिन्न प्रसंस्करण के लिए ब्लेड की संख्या स्लॉट चौड़ाई के साथ एक ही उत्पाद लाइन का उपयोग कर सकते हैं।"

सुमितोमो इलेक्ट्रिक के टूलहोल्डर सीजीए-प्रकार के इंसर्ट को पकड़ने के लिए एक टॉप-क्लैम्पिंग विधि का उपयोग करते हैं जो ब्लेड को वापस धारक में खींचती है। इस धारक में ग्रिप स्थिरता में सुधार और टूल लाइफ को बढ़ाने में मदद करने के लिए एक साइड फास्टनिंग स्क्रू भी है। रिच मैटन, सहायककंपनी के डिजाइन विभाग के प्रबंधक ने कहा, "यह उपकरण धारक कठोर वर्कपीस को ग्रो करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि ब्लेड धारक में चलता है, तो ब्लेड समय के साथ खराब हो जाता है और उपकरण का जीवन बदल जाता है। ऑटोमोटिव की उच्च-उत्पादकता मशीनिंग आवश्यकताओं के लिए उद्योग (जैसे 50-100 या 150 वर्कपीस प्रति अत्याधुनिक), टूल लाइफ की भविष्यवाणी विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, और टूल लाइफ में बदलाव का उत्पादन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है।"

रिपोर्टों के अनुसार, मित्सुबिशी मैटेरियल्स की GY सीरीज़ ट्राई-लॉक ​​मॉड्यूलर ग्रूविंग सिस्टम कठोरता में इंटीग्रल ब्लेड चक के बराबर है। सिस्टम तीन दिशाओं (परिधीय, सामने और ऊपर) से ग्रूविंग ब्लेड को मज़बूती से पकड़ता है। इसके दो संरचनात्मक डिजाइन ब्लेड को ग्रूविंग के दौरान विस्थापित होने से रोकते हैं: वी-आकार का प्रक्षेपण ब्लेड को किनारों पर जाने से रोकता है; सुरक्षा कुंजी स्लॉट मशीनिंग के दौरान काटने वाले बल के कारण ब्लेड की आगे की गति को समाप्त करती है।

कठोर स्टील के पुर्जों के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ग्रोइंग इंसर्ट में साधारण स्क्वायर इंसर्ट, फॉर्मिंग इंसर्ट, स्लेटेड इंसर्ट, और इसी तरह शामिल हैं। आम तौर पर, कटे हुए खांचे को एक अच्छी सतह खत्म करने की आवश्यकता होती है क्योंकि उनके पास एक संभोग भाग होता है, और कुछ ओ-रिंग या स्नैप रिंग ग्रूव होते हैं। मित्सुबिशी मैटेरियल्स के उत्पाद विशेषज्ञ मार्क मेनकोनी के अनुसार, "इन प्रक्रियाओं को आंतरिक व्यास नाली मशीनिंग और बाहरी व्यास नाली मशीनिंग में विभाजित किया जा सकता है, लेकिन अधिकांश ग्रूविंग संचालन के लिए लगभग 0.25 मिमी की गहराई से हल्के स्पर्श परिशुद्धता सहित ठीक काटने की आवश्यकता होती है। कट से लगभग 0.5 मिमी की गहराई के साथ एक पूर्ण कट।"

कठोर स्टील के ग्रूविंग के लिए उच्च कठोरता, बेहतर पहनने के प्रतिरोध और उपयुक्त ज्यामिति वाले उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है। कुंजी यह पता लगाना है कि कार्बाइड डालने, सिरेमिक डालने या पीसीबीएन डालने का उपयोग किया जाना चाहिए या नहीं। शमित्ज़ ने कहा, "मैं लगभग हमेशा कार्बाइड आवेषण का चयन करता हूं जब मशीनिंग वर्कपीस 50 एचआरसी से नीचे कठोरता के साथ होती है। 50-58 एचआरसी की कठोरता वाले वर्कपीस के लिए, सिरेमिक इंसर्ट एक बहुत ही किफायती विकल्प है। केवल तभी जब वर्कपीस CBN इंसर्ट को 58 HRC तक की कठोरता के लिए माना जाना चाहिए। सीबीएन इंसर्ट विशेष रूप से ऐसी उच्च-कठिन सामग्रियों को मशीनिंग के लिए उपयुक्त हैं क्योंकि मशीनिंग तंत्र एक काटने की सामग्री नहीं बल्कि एक उपकरण / वर्कपीस इंटरफ़ेस है। सामग्री को पिघलाएं।

58 एचआरसी से अधिक की कठोरता वाले कठोर स्टील भागों को ग्रोइंग करने के लिए, चिप नियंत्रण कोई समस्या नहीं है। चूंकि आमतौर पर ड्राई ग्रूविंग का उपयोग किया जाता है, चिप्स धूल या बहुत छोटे कणों की तरह होते हैं और इन्हें हाथ से उड़ाकर हटाया जा सकता है। सुमितोमो इलेक्ट्रिक के मैटन ने कहा, "आमतौर पर, इस तरह का स्वारफ किसी भी चीज से टकराने पर टूट जाएगा और बिखर जाएगा, इसलिए वर्कपीस के साथ स्वार का संपर्क वर्कपीस को नुकसान नहीं पहुंचाएगा। अगर आप एक स्वारफ पकड़ते हैं, तो वे आपके हाथ में टूट जाएंगे।"

सीबीएन इंसर्ट के ड्राई कटिंग के लिए उपयुक्त होने के कारणों में से एक यह है कि हालांकि उनकी गर्मी प्रतिरोध बहुत अच्छा है, तापमान में उतार-चढ़ाव के मामले में प्रसंस्करण प्रदर्शन बहुत कम हो जाता है। इकोमैन कहते हैं, "वास्तव में, जब सीबीएन इंसर्ट वर्कपीस सामग्री के संपर्क में होता है, तो यह टिप पर काटने की गर्मी पैदा करता है, लेकिन क्योंकि सीबीएन इंसर्ट तापमान परिवर्तन के लिए कम अनुकूल है, इसलिए इसे बनाए रखने के लिए पर्याप्त रूप से ठंडा करना मुश्किल है। तापमान। राज्य। सीबीएन बहुत कठोर होता है, लेकिन यह बहुत भंगुर भी होता है और तापमान में बदलाव के कारण फट सकता है।"

सीमेंटेड कार्बाइड, सिरेमिक या पीसीबीएन इंसर्ट के साथ कम कठोरता (जैसे 45-50 एचआरसी) वाले स्टील के हिस्सों को काटते समय, उत्पन्न चिप्स जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए। यह काटने की प्रक्रिया के दौरान उपकरण सामग्री में काटने की गर्मी को प्रभावी ढंग से हटा देता है क्योंकि चिप्स बड़ी मात्रा में गर्मी को दूर कर सकते हैं।

Iskar's Schmitz भी अनुशंसा करता है कि उपकरण को "उल्टे" स्थिति में संसाधित किया जाए। उन्होंने समझाया, "मशीन टूल पर टूल इंस्टॉल करते समय, मशीन टूल बिल्डर का पसंदीदा टूल ब्लेड फेस अप को काटकर इंस्टॉल किया जाता है, क्योंकि यह अनुमति देता हैमशीन को स्थिर रखने के लिए मशीन रेल पर नीचे की ओर दबाव डालने के लिए वर्कपीस का रोटेशन। हालांकि, जब ब्लेड को वर्कपीस सामग्री में काटा जाता है, तो गठित चिप्स ब्लेड और वर्कपीस पर रह सकते हैं। यदि उपकरण धारक को पलट दिया जाता है और उपकरण को उल्टा रखा जाता है, तो ब्लेड दिखाई नहीं देगा, और चिप प्रवाह स्वचालित रूप से गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत काटने वाले क्षेत्र से बच जाएगा।"

कम कार्बन स्टील की कठोरता में सुधार करने के लिए सतह सख्त करना एक आसान तरीका है। सिद्धांत सामग्री की सतह के नीचे एक निश्चित गहराई पर कार्बन सामग्री को बढ़ाना है। जब ग्रोइंग की गहराई सतह की कठोर परत की मोटाई से अधिक हो जाती है, तो ग्रूविंग ब्लेड को सख्त सामग्री से नरम सामग्री में बदलने के कारण कुछ समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं। यह अंत करने के लिए, उपकरण निर्माताओं ने विभिन्न प्रकार की वर्कपीस सामग्री के लिए कई ब्लेड ग्रेड विकसित किए हैं।

हॉर्न (यूएसए) के बिक्री प्रबंधक डुआने ड्रेप ने कहा, "जब एक कठिन सामग्री से नरम सामग्री में बदलते हैं, तो उपयोगकर्ता हमेशा ब्लेड को बदलना नहीं चाहता है, इसलिए हमें इस प्रकार के मशीनिंग के लिए सबसे अच्छा उपकरण ढूंढना होगा। यदि एक सीमेंटेड कार्बाइड इंसर्ट का उपयोग किया जाता है, तो ब्लेड की कठोर सतह को काटने पर यह अत्यधिक पहनने की समस्या का सामना करेगा। यदि उच्च-कठोर सामग्री को काटने के लिए उपयुक्त CBN इंसर्ट का उपयोग नरम भाग को काटने के लिए किया जाता है, तो इसे नुकसान पहुंचाना आसान है ब्लेड। हम एक समझौता का उपयोग कर सकते हैं: उच्च कठोरता कार्बाइड आवेषण + सुपर लुब्रिकेटेड कोटिंग्स, या अपेक्षाकृत नरम सीबीएन सम्मिलित ग्रेड + सामान्य सामग्री (हार्ड मशीनिंग के बजाय) काटने के लिए उपयुक्त काटने वाले आवेषण।"

ड्रेप ने कहा, "आप 45-50 एचआरसी की कठोरता के साथ वर्कपीस सामग्री को प्रभावी ढंग से काटने के लिए सीबीएन आवेषण का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन ब्लेड ज्यामिति को समायोजित किया जाना चाहिए। विशिष्ट सीबीएन इंसर्ट में कटिंग एज पर नेगेटिव चम्फर होता है। यह नेगेटिव चम्फर CBN इंसर्ट मशीन के लिए सॉफ्ट है। जब वर्कपीस सामग्री का उपयोग किया जाता है, तो सामग्री का पुल-आउट प्रभाव होगा और उपकरण का जीवन छोटा हो जाएगा। यदि कम कठोरता वाले CBN ग्रेड का उपयोग किया जाता है और अत्याधुनिक की ज्यामिति को बदल दिया जाता है, तो 45-50 HRC की कठोरता वाली वर्कपीस सामग्री को सफलतापूर्वक काटा जा सकता है।"

कंपनी द्वारा विकसित S117 HORN ग्रूविंग इंसर्ट एक PCBN टिप का उपयोग करता है, और कट की गहराई लगभग 0.15-0.2 मिमी होती है जब गियर की चौड़ाई को ठीक से काटा जाता है। एक अच्छा सतह खत्म करने के लिए, ब्लेड के दोनों किनारों पर प्रत्येक काटने वाले किनारों पर एक स्क्रैपिंग विमान होता है।

एक अन्य विकल्प काटने के मापदंडों को बदलना है। इंडेक्स के इकोनॉमन के अनुसार, "कठोर परत को काटने के बाद, बड़े कटिंग मापदंडों का उपयोग किया जा सकता है। यदि कठोर गहराई केवल 0.13 मिमी या 0.25 मिमी है, तो इस गहराई को काटने के बाद, या तो अलग-अलग ब्लेड बदल दिए जाते हैं या फिर भी एक ही ब्लेड का उपयोग करते हैं, लेकिन काटने के मापदंडों को उचित स्तर तक बढ़ाएं।"

प्रसंस्करण की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करने के लिए, पीसीबीएन ब्लेड ग्रेड बढ़ रहे हैं। उच्च कठोरता ग्रेड तेजी से काटने की गति की अनुमति देते हैं, जबकि बेहतर क्रूरता वाले ग्रेड अधिक अस्थिर प्रसंस्करण वातावरण में उपयोग किए जा सकते हैं। निरंतर या बाधित कटिंग के लिए, विभिन्न PCBN इंसर्ट ग्रेड का भी उपयोग किया जा सकता है। सुमितोमो इलेक्ट्रिक के मैटन ने बताया कि पीसीबीएन टूल्स की भंगुरता के कारण, मशीनिंग कठोर स्टील के दौरान तेज काटने वाले किनारों को छिलने का खतरा होता है। "हमें कटिंग एज की रक्षा करनी चाहिए, विशेष रूप से बाधित कटिंग में, कटिंग एज को निरंतर कटिंग की तुलना में अधिक तैयार किया जाना चाहिए, और कटिंग एंगल बड़ा होना चाहिए।"

इस्कर के नव विकसित IB10H और IB20H ग्रेड अपनी Groove Turn PCBN उत्पाद लाइन का और विस्तार करते हैं। IB10H कठोर स्टील के मध्यम से उच्च गति निरंतर काटने के लिए एक बढ़िया पीसीबीएन ग्रेड है; जबकि IB20H में महीन और मध्यम आकार के PCBN अनाज होते हैं, जो अच्छे पहनने के प्रतिरोध और प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करते हैं। संतुलन कठोर स्टील बाधित काटने की कठोर परिस्थितियों का सामना कर सकता है। PCBN टूल का सामान्य विफलता मोड यह होना चाहिए कि अत्याधुनिक खराब हो जाएअचानक टूटने या टूटने के बजाय।

सुमितोमो इलेक्ट्रिक द्वारा पेश किया गया BNC30G लेपित PCBN ग्रेड कठोर स्टील वर्कपीस के बाधित ग्रूविंग के लिए उपयोग किया जाता है। निरंतर ग्रूविंग के लिए, कंपनी अपने BN250 यूनिवर्सल ब्लेड ग्रेड की सिफारिश करती है। मैटन ने कहा, "लगातार काटने पर ब्लेड को लंबे समय तक काटा जाता है, जिससे काटने की बहुत अधिक गर्मी पैदा होगी। इसलिए, अच्छे पहनने के प्रतिरोध वाले ब्लेड का उपयोग करना आवश्यक है। आंतरायिक ग्रूविंग के मामले में, ब्लेड लगातार काटने में प्रवेश करता है और बाहर निकलता है। इसका टिप पर बहुत प्रभाव पड़ता है। इसलिए, अच्छी क्रूरता के साथ ब्लेड का उपयोग करना आवश्यक है और आंतरायिक प्रभाव का सामना कर सकता है। इसके अलावा, ब्लेड कोटिंग उपकरण के जीवन को बढ़ाने में भी मदद करती है।"

खांचे के प्रकार के मशीनीकरण के बावजूद, वर्कशॉप जो पहले कठोर स्टील भागों को खत्म करने के लिए पीसने पर निर्भर थे, उत्पादकता बढ़ाने के लिए पीसीबीएन टूल्स के साथ ग्रूविंग में परिवर्तित किया जा सकता है। हार्ड ग्रूविंग पीसने की तुलना में आयामी सटीकता प्राप्त कर सकता है, जबकि मशीनिंग समय को काफी कम करता है।