חריץ של פלדה מוקשה עם חותך PCBN

חריץ של פלדה מוקשה עם חותך PCBN

בעשור האחרון, חריצים מדויקים של חלקי פלדה מוקשחים עם תוספות בורון ניטריד פוליקריסטליות (PCBN) החליף בהדרגה את השחזה המסורתית. טיילר אקונמן, מנהל הנדסת הצעת מחיר באינדקס, ארה"ב, אמר: "באופן כללי, חריצים הם תהליך יציב יותר המספק דיוק ממדי גבוה יותר מאשר חריצים. עם זאת, אנשים עדיין רוצים להיות מסוגלים להשלים את חומר העבודה על מחרטה. נדרש מגוון עיבודים".

חומרי עבודה שונים שהוקשו כוללים פלדה במהירות גבוהה, פלדת מתכת, פלדת נושאת וסגסוגת פלדה. ניתן להקשיח רק מתכות ברזליות, ותהליכי התקשות מיושמים בדרך כלל על פלדות דלות פחמן. באמצעות טיפול ההתקשות, ניתן להפוך את הקשיות החיצונית של חומר העבודה לגבוהה יותר וללבישה, בעוד שלפנים יש קשיחות טובה יותר. חלקים העשויים מפלדה מוקשחת כוללים מדרלים, צירים, מחברים, גלגלי הנעה, גלי זיזים, גלגלי שיניים, תותבים, צירי הנעה, מיסבים וכדומה.

עם זאת, "חומרים קשים" הוא מושג יחסי, משתנה. יש אנשים שחושבים שחומרי עבודה עם קשיות של 40-55 HRC הם חומרים קשים; אחרים מאמינים שהקשיות של חומרים קשים צריכה להיות 58-60 HRC ומעלה. בקטגוריה זו ניתן להשתמש בכלי PCBN.

לאחר התקשות אינדוקציה, השכבה המוקשה על פני השטח יכולה להיות בעובי של עד 1.5 מ"מ והקשיות יכולה להגיע ל-58-60 HRC, בעוד שהחומר מתחת לשכבת פני השטח בדרך כלל רך הרבה יותר. במקרה זה, חשוב לוודא שרוב החיתוך נעשה מתחת לשכבת המשטח המוקשה.

מכונות בעלות כוח וקשיחות מספקות הן תנאי הכרחי לחריצים של חלקים מוקשים. לדברי אקונמן, "ככל שהקשיחות של כלי המכונה טובה יותר וככל שההספק גבוה יותר, כך החריצים של החומר המוקשה יעילים יותר. עבור חומרי עבודה בעלי קשיות של יותר מ-50 HRC, כלי מכונות קלים רבים אינם עומדים בתנאי החיתוך הנדרשים. אם חריגה מיכולת המכונה (הספק, מומנט ובעיקר קשיחות), לא ניתן להשלים את העיבוד בהצלחה".

קשיחות חשובה מאוד עבור התקן החזקת חלקי העבודה מכיוון שמשטח המגע של קצה החיתוך עם חלק העבודה הוא גדול במהלך תהליך החריץ, והכלי מפעיל לחץ גדול על חלק העבודה. כאשר מהדקים חלקי עבודה מפלדה מוקשה, ניתן להשתמש במהדק רחב לפיזור משטח ההידוק. פול רצקי, מנהל השיווק של Sumitomo Electric Hard Alloy Co., אמר: "יש לתמוך בחוזקה בחלקים שיש לעבד אותם. בעת עיבוד חומרים מוקשים, הרטט ולחץ הכלים הנוצרים גדולים בהרבה מאשר בעת עיבוד של חלקי עבודה רגילים, מה שעלול לגרום להידוק חלקי העבודה. לא יכול לעוף מהמכונה, או לגרום ללהב ה-CBN להישבר או אפילו להישבר."

השוק שמחזיק את תוספת החריצים צריכה להיות קצרה ככל האפשר כדי למזער את התלייה ולהגדיל את קשיחות הכלי. מתיו שמיץ, מנהל מוצרי GRIP ב-Isca, מציין שבאופן כללי, כלים מונוליטיים מתאימים יותר לחריצים של חומרים מוקשים. עם זאת, החברה מציעה גם מערכת חריצים מודולרית. "השוק המודולרי יכול לשמש במצבי עיבוד שבבי שבהם הכלי נוטה לכשל פתאומי", הוא אומר. "אתה לא צריך להחליף את כל השוק, אתה רק צריך להחליף רכיב פחות יקר. השוק המודולרי מציע גם מגוון אפשרויות עיבוד. ניתן להתקין את המערכת המודולרית של Iskar Grip במגוון מוצרים שונים. ניתן להשתמש במחזיק כלים עם 7 להבים שונים ל-7 קווי מוצרים או בכל מספר להבים לעיבוד שונה אותו קו מוצרים עם רוחב חריץ".

מחזיקי הכלים של Sumitomo Electric לאחיזה בתוספות מסוג CGA משתמשים בשיטת הידוק עליון המושכת את הלהב בחזרה לתוך המחזיק. מחזיק זה כולל גם בורג הידוק צדדי כדי לעזור לשפר את יציבות האחיזה ולהאריך את חיי הכלי. ריץ' מאטון, עוזרמנהל מחלקת העיצוב של החברה, אמר, "מחזיק כלי זה מיועד לחריצים של חלקי עבודה מוקשים. אם הלהב זז בתוך המחזיק, הלהב נשחק עם הזמן וחיי הכלי משתנה. לדרישות העיבוד הפרודוקטיביות של הרכב בתעשייה (כגון 50-100 או 150 חלקי עבודה לכל קצה חיתוך), יכולת הניבוי של חיי הכלי חשובה במיוחד, ולשינויים בחיי הכלי יכולה להיות השפעה משמעותית על הייצור."

על פי דיווחים, מערכת החריצים המודולרית Tri-Lock מסדרת GY של Mitsubishi Materials ניתנת להשוואה בקשיחותה לתושבת להב אינטגרלית. המערכת אוחזת באופן אמין את להבי החריצים משלושה כיוונים (היקפי, קדמי ולמעלה). שני העיצוב המבני שלו מונע את עקירת הלהב במהלך החריצים: ההקרנה בצורת V מונעת מהלהב לנוע לצדדים; מפתח הבטיחות מבטל את התנועה קדימה של הלהב הנגרמת מכוח החיתוך במהלך עיבוד חריצים.

תוספות חריצים נפוצות עבור חלקי פלדה מוקשחים כוללים תוספות מרובעות פשוטות, תוספות יצירתיות, תוספות מחורצות וכדומה. בדרך כלל, החריצים החתוכים נדרשים להיות בעלי גימור משטח טוב מכיוון שיש להם חלק התאמת, וחלקם הם טבעות O או חריצי טבעת הצמדה. לדברי מארק מנקוני, מומחה מוצר בחברת מיצובישי חומרים, "ניתן לחלק את התהליכים הללו לעיבוד חריץ בקוטר פנימי ועיבוד חריץ בקוטר חיצוני, אך רוב פעולות החריצים דורשות חיתוך עדין, כולל דיוק מגע קל מעומק חיתוך של כ-0.25 מ"מ. חתך מלא עם עומק של כ-0.5 מ"מ."

החריצים של פלדה מוקשה מצריכים שימוש בכלים בעלי קשיות גבוהה יותר, עמידות בפני שחיקה טובה יותר וגיאומטריה מתאימה. המפתח הוא להבין האם יש להשתמש במוסיף קרביד, מוסיף קרמי או מוסיף PCBN. שמיץ אמר, "אני כמעט תמיד בוחר בתוספות קרביד בעת עיבוד של חלקי עבודה עם קשיות מתחת ל-50 HRC. עבור חלקי עבודה עם קשיות של 50-58 HRC, תוספות קרמיות הן בחירה חסכונית מאוד. רק כאשר יש לקחת בחשבון את תוספות ה-CBN של חומר העבודה עבור קשיות של עד 58 HRC. תוספות ה-CBN מתאימות במיוחד לעיבוד חומרים כה קשים מכיוון שמנגנון העיבוד אינו חומר חיתוך אלא ממשק כלי/חומר עבודה. ממיסים את החומר.

עבור חריצים של חלקי פלדה מוקשים עם קשיות של מעל 58 HRC, בקרת שבבים אינה מהווה בעיה. מכיוון שבדרך כלל משתמשים בחריצים יבשים, השבבים דומים יותר לאבק או לחלקיקים קטנים מאוד וניתן להסירם במכה ידנית. Maton של Sumitomo Electric אמר, "בדרך כלל, סוג זה של סמרב ישבר ויתפרק כאשר הוא פוגע במשהו, כך שהמגע של הסמרב עם חלק העבודה לא יפגע בחומר העבודה. אם אתה תופס סבבה, הם יתנפצו ביד שלך."

אחת הסיבות לכך שחומרי CBN מתאימים לחיתוך יבש היא שלמרות שעמידות החום שלהם טובה מאוד, ביצועי העיבוד מופחתים במידה ניכרת במקרה של תנודות בטמפרטורה. אקונמן אומר, "למעשה, כאשר מוסיף ה-CBN נמצא במגע עם חומר היצירה, הוא מייצר חום של חיתוך על הקצה, אך מכיוון שתוספת ה-CBN פחות מותאמת לשינויי טמפרטורה, קשה לקרר בצורה מספקת כדי לשמור על חום קבוע טֶמפֶּרָטוּרָה. מדינה. CBN קשה מאוד, אבל הוא גם שביר מאוד ועלול להיקרע עקב שינויי טמפרטורה".

בעת חיתוך חלקי פלדה עם קשיות נמוכה (כגון 45-50 HRC) עם תוספות קרביד מוצק, קרמיקה או PCBN, השבבים שנוצרו צריכים להיות קצרים ככל האפשר. זה מסיר ביעילות את חום החיתוך בחומר הכלי במהלך תהליך החיתוך מכיוון שהשבבים יכולים לסחוב כמות גדולה של חום.

שמיץ של ישקר ממליץ גם לעבד את הכלי במצב "הפוך". הוא הסביר, "בעת התקנת כלי על כלי מכונה, הכלי המועדף על בונה הכלים מותקן על ידי חיתוך הלהב עם הפנים כלפי מעלה, שכן הדבר מאפשר אתסיבוב של חומר העבודה כדי להפעיל לחץ כלפי מטה על מסילת המכונה כדי לשמור על יציבות המכונה. עם זאת, כאשר הלהב נחתך לתוך חומר העבודה, השבבים הנוצרים עשויים להישאר על הלהב ועל חומר העבודה. אם מחזיק הכלי הופך והכלי מותקן הפוך, הלהב לא ייראה, וזרימת השבבים תברח אוטומטית מאזור החיתוך בפעולת הכבידה".

התקשות פני השטח היא שיטה פשוטה לשיפור הקשיות של פלדה דלת פחמן. העיקרון הוא להגדיל את תכולת הפחמן בעומק מסוים מתחת לפני השטח של החומר. כאשר עומק החריץ עולה על עובי השכבה המוקשה על פני השטח, עלולות להיווצר בעיות מסוימות עקב שינוי להב החריץ מחומר קשה יותר לחומר רך יותר. לשם כך, יצרני כלים פיתחו כמה דרגות להבים עבור סוגים שונים של חומרי עבודה.

דואן דרייפ, מנהל מכירות בהורן (ארה"ב), אמר, "כאשר עוברים מחומר קשה יותר לחומר רך יותר, המשתמש לא תמיד רוצה להחליף את הלהב, ולכן עלינו למצוא את הכלי הטוב ביותר עבור סוג זה של עיבוד שבבי. אם נעשה שימוש במכנס קרביד מוצק, הוא יתקל בבעיית בלאי יתר כאשר הלהב חותך משטח קשה. אם משתמשים בתוסף CBN המתאים לחיתוך חומרים קשים במיוחד לחיתוך חלק רך, קל לפגוע ב להב. אנחנו יכולים להשתמש בפשרה: תוספות קרביד בקשיחות גבוהה + ציפויים משומנים במיוחד, או דרגות תוספות CBN רכות יחסית + תוספות חיתוך המתאימים לחיתוך חומרים נפוצים (ולא עיבוד שבבי קשה)."

דרייפ אמר, "אתה יכול להשתמש בתוספות CBN כדי לחתוך ביעילות חומרי עבודה עם קשיות של 45-50 HRC, אבל יש להתאים את גיאומטריית הלהב. לתוספות CBN אופייניות יש שיפוע שלילי על קצה החיתוך. הכנס CBN שלילי זה רך יותר לעיבוד. כאשר נעשה שימוש בחומר העבודה, לחומר יהיה אפקט שליפה וחיי הכלי יתקצרו. אם נעשה שימוש בדרגת CBN עם קשיות נמוכה יותר והגיאומטריה של קצה החיתוך משתנה, ניתן לחתוך בהצלחה את חומר העבודה עם קשיות של 45-50 HRC."

מוסיף החריצים S117 HORN שפותח על ידי החברה משתמש בקצה PCBN, ועומק החיתוך הוא כ-0.15-0.2 מ"מ כאשר רוחב ההילוכים נחתך במדויק. על מנת להגיע לגימור משטח טוב, ללהב יש מישור גירוד בכל אחד מקצוות החיתוך משני הצדדים.

אפשרות נוספת היא לשנות את פרמטרי החיתוך. לפי Economan של אינדקס, "לאחר חיתוך השכבה המוקשה, ניתן להשתמש בפרמטרי חיתוך גדולים יותר. אם העומק המוקשה הוא רק 0.13 מ"מ או 0.25 מ"מ, לאחר חיתוך בעומק זה, או שהלהבים השונים מוחלפים או שעדיין השתמש באותו להב, אך הגדל את פרמטרי החיתוך לרמה המתאימה."

על מנת לכסות מגוון רחב יותר של עיבוד, ציוני להבי PCBN הולכים וגדלים. דרגות קשיות גבוהות יותר מאפשרות מהירויות חיתוך מהירות יותר, בעוד שניתן להשתמש בדרגות עם קשיחות טובה יותר בסביבות עיבוד לא יציבות יותר. עבור חיתוך מתמשך או מופרע, ניתן להשתמש גם בדרגות הוספת PCBN שונות. Maton של Sumitomo Electric ציין כי בשל שבירותם של כלי PCBN, קצוות חיתוך חדים נוטים להישבר בעת עיבוד פלדה מוקשה. "עלינו להגן על קצה החיתוך, במיוחד בחיתוך מופרע, יש להכין את קצה החיתוך יותר מאשר בחיתוך מתמשך, וזווית החיתוך צריכה להיות גדולה יותר."

הציונים החדשים של Iskar IB10H ו-IB20H מרחיבים עוד יותר את קו מוצרי Groove Turn PCBN שלה. IB10H הוא דרגת PCBN עדינה לחיתוך רציף במהירות בינונית עד גבוהה של פלדה מוקשה; בעוד ש-IB20H מורכב מגרגרי PCBN עדינים ובינוניים, המספקים עמידות טובה לבלאי ועמידות בפני פגיעות. האיזון יכול לעמוד בתנאים הקשים יותר של חיתוך מופרע של פלדה מוקשה. מצב הכשל הרגיל של כלי PCBN צריך להיות שקצה החיתוך נשחקבמקום להיסדק או להיסדק פתאום.

דרגת ה-PCBN המצופה BNC30G שהוצגה על ידי Sumitomo Electric משמשת לחריצים מופרעים של חלקי עבודה מפלדה מוקשה. עבור חריצים מתמשכים, החברה ממליצה על דרגת הלהב האוניברסלי שלה BN250. מאטון אמר, "בעת חיתוך רציף, הלהב נחתך לאורך זמן, מה שיגרום לחום חיתוך רב. לכן, יש צורך להשתמש בלהב בעל עמידות בפני שחיקה טובה. במקרה של חריצים לסירוגין, הלהב נכנס ויוצא ברציפות מהחיתוך. יש לזה השפעה גדולה על הטיפ. לכן, יש צורך להשתמש בלהב בעל קשיחות טובה ויכול לעמוד בפני השפעה לסירוגין. בנוסף, ציפוי הלהב גם עוזר להאריך את חיי הכלי".

ללא קשר לסוג החריץ המעובד, ניתן להמיר סדנאות שבעבר הסתמכו על השחזה לגימור חלקי פלדה מוקשים לחריצים עם כלי PCBN כדי להגדיל את הפרודוקטיביות. חריצים קשים יכולים להשיג דיוק ממדי השווה לטחינה, תוך צמצום משמעותי של זמן העיבוד.