Пробивање на стврднат челик со PCBN машина
Пробивање на стврднат челик со PCBN секач
Во изминатата деценија, прецизното жлебување на стврднати челични делови со поликристални кубен бор нитрид (PCBN) влошки постепено го замени традиционалното брусење. Тајлер Економан, инженерски менаџер за наддавање во Индекс, САД, рече: „Генерално, жлебовите за мелење се постабилен процес кој обезбедува поголема прецизност на димензиите од жлебот. Сепак, луѓето сè уште сакаат да можат да го завршат работното парче на струг. Потребна е разновидна обработка“.
Различни материјали за обработени парчиња кои биле стврднати вклучуваат челик со голема брзина, челик со матрица, челик за лежиште и легиран челик. Само црните метали можат да се стврднат, а процесите на стврднување обично се применуваат на челици со низок јаглерод. Преку третманот на стврднување, надворешната цврстина на работното парче може да се направи повисока и погодна за носење, додека внатрешноста има подобра цврстина. Деловите направени од стврднат челик вклучуваат мандрели, оски, спојници, погонски тркала, брегасти вратила, запчаници, чаури, погонски вратила, лежишта и слично.
Сепак, „тврдите материјали“ се релативен, променлив концепт. Некои луѓе мислат дека материјалите за обработување со цврстина од 40-55 HRC се тврди материјали; други веруваат дека тврдоста на тврдите материјали треба да биде 58-60 HRC или повисока. Во оваа категорија, може да се користат PCBN алатки.
По индукциското стврднување, површинскиот стврднат слој може да биде дебел до 1,5 mm, а цврстината може да достигне 58-60 HRC, додека материјалот под површинскиот слој е обично многу помек. Во овој случај, важно е да се осигура дека поголемиот дел од сечењето е направено под површинскиот стврднат слој.
Машинските алати со доволна моќност и цврстина се неопходен услов за жлебување на стврднатите делови. Според Економан, „Колку е подобра ригидноста на машинскиот алат и колку е поголема моќноста, толку е поефикасно жлебувањето на стврднатиот материјал. За материјали за обработување со цврстина од повеќе од 50 HRC, многу лесни машински алати не ги исполнуваат бараните услови за сечење. Ако капацитетот на машината (моќност, вртежен момент и особено ригидност) е надминат, обработката не може успешно да се заврши“.
Ригидноста е многу важна за уредот за држење на работното парче бидејќи површината за контакт на сечилото со работното парче е голема за време на процесот на жлебување, а алатот врши голем притисок врз работното парче. Кога се стегаат работните парчиња од стврднат челик, може да се користи широка стегач за растурање на површината за стегање. Пол Рацки, маркетинг менаџер на Sumitomo Electric Hard Alloy Co., рече: „Деловите што треба да се обработуваат мора да бидат цврсто поддржани. Кога се обработуваат стврднати материјали, генерираните вибрации и притисокот на алатот се многу поголеми отколку при обработката на обичните работни парчиња, што може да резултира со стегање на работното парче. Не може да лета надвор од машината или да предизвика чипирање или дури и скршење на сечилото CBN“.
Стеблото што го држи влошката за жлебови треба да биде што е можно пократко за да се минимизира настрешницата и да се зголеми цврстината на алатот. Метју Шмиц, менаџер на производи GRIP во Isca, истакнува дека генерално, монолитните алатки се посоодветни за жлебување на стврднати материјали. Сепак, компанијата нуди и модуларен систем за жлебување. „Модуларното стебло може да се користи во ситуации на обработка каде што алатот е склон кон ненадеен дефект“, вели тој. „Не мора да го замените целото стебло, само треба да замените поевтина компонента. Модуларното стебло исто така нуди различни опции за обработка. Модуларниот систем на Iskar's Grip може да се инсталира во различни производи. Можете да користите држач за алат со 7 различни сечила за 7 производни линии или кој било број на сечила за различна обработка Истата линија на производи со ширина на отворот."
Држачите за алат на Sumitomo Electric за фаќање на влошки од типот CGA користат метод на горно стегање што го повлекува сечилото назад во држачот. Овој држач има и странична завртка за прицврстување што помага да се подобри стабилноста на стисокот и да се продолжи животниот век на алатот. Рич Матон, асистентменаџер на одделот за дизајн на компанијата, рече: „Овој држач за алат е дизајниран за жлебување на стврднати работни парчиња. Ако сечилото се движи во држачот, сечилото се троши со текот на времето и животниот век на алатот се менува. индустријата (како 50-100 или 150 работни парчиња по најсовремен раб), предвидливоста на векот на алатот е особено важна, а промените во векот на алатот може да имаат значително влијание врз производството.
Според извештаите, модуларниот систем за жлебување Tri-Lock од серијата GY на Mitsubishi Materials е споредлив по цврстина со интегралните лопатки. Системот сигурно ги фаќа сечилата за жлебови од три правци (периферна, предна и горна страна). Неговиот два структурен дизајн го спречува поместувањето на сечилото за време на жлебот: проекцијата во облик на V го спречува сечилото да се движи на страните; безбедносниот клуч го елиминира напредното движење на сечилото предизвикано од силата на сечење за време на обработката на слот.
Најчесто користените влошки за жлебови за стврднати челични делови вклучуваат едноставни квадратни влошки, влошки за формирање, влошки со дупчиња и слично. Општо земено, од исечените жлебови се бара да имаат добра завршна површина бидејќи имаат дел за парење, а некои се О-прстени или жлебови за прилепување на прстените. Според Марк Менкони, специјалист за производи во Mitsubishi Materials, „Овие процеси може да се поделат на обработка со жлеб со внатрешен дијаметар и обработка на жлебови со надворешен дијаметар, но повеќето операции на жлебови бараат фино сечење, вклучително и лесна прецизност на допир од околу 0,25 mm длабочина на сечење. целосен рез со длабочина од околу 0,5 мм“.
За жлебот на стврднатиот челик е потребна употреба на алати со поголема цврстина, подобра отпорност на абење и соодветна геометрија. Клучот е да откриете дали треба да се користи влошка од карбид, керамичка влошка или влошка за PCBN. Шмиц рече: „Речиси секогаш избирам карбидни влошки кога обработувам работни парчиња со цврстина под 50 HRC. За работните парчиња со цврстина од 50-58 HRC, керамичките влошки се многу економичен избор. Само кога CBN вметнувањата на работното парче треба да се земат предвид за цврстина до 58 HRC. Вметнувачите на CBN се особено погодни за обработка на такви високотврди материјали бидејќи механизмот за обработка не е материјал за сечење, туку интерфејс за алат/работно парче. Растопете го материјалот.
За жлебување на стврднати челични делови со цврстина над 58 HRC, контролата на чипот не е проблем. Бидејќи обично се користи суво жлебување, чиповите се повеќе како прашина или многу мали честички и може да се отстранат со рачно дување. Матон од Sumitomo Electric рече: „Обично, овој вид на џуџе ќе се скрши и ќе се распадне кога ќе удри во нешто, така што контактот на џуџето со работното парче нема да го оштети работното парче. Ако зграпчите џуџе, тие ќе се скршат во вашата рака“.
Една од причините зошто CBN влошките се погодни за суво сечење е тоа што иако нивната отпорност на топлина е многу добра, перформансите на обработка се значително намалени во случај на температурни флуктуации. Економан вели: „Всушност, кога влошката CBN е во контакт со материјалот на работното парче, произведува топлина на сечење на врвот, но бидејќи влошката CBN е помалку приспособлива на температурните промени, тешко е соодветно да се излади за да се одржи константа температура. држава. CBN е многу тврд, но исто така е многу кршлив и може да пукне поради температурните промени“.
При сечење челични делови со мала цврстина (како 45-50 HRC) со цементирани карбидни, керамички или PCBN влошки, создадените чипови треба да бидат што е можно пократки. Ова ефикасно ја отстранува топлината од сечењето во материјалот на алатот за време на процесот на сечење бидејќи чипсот може да однесе голема количина топлина.
Schmitz на Iskar исто така препорачува алатката да се обработува во „превртена“ состојба. Тој објасни: „При инсталирање алатка на машински алат, преферираната алатка на производителот на машински алати се инсталира со сечење на ножот со лицето нагоре, бидејќи тоа овозможуваротација на работното парче за да се изврши притисок надолу на машинската шина за да се одржи машината стабилна. Меѓутоа, кога сечилото се сече во материјалот на работното парче, формираните чипови може да останат на сечилото и на работното парче. Ако држачот за алат е превртен и алатот е монтиран наопаку, сечилото нема да биде видливо, а протокот на чипот автоматски ќе избега од областа за сечење под дејство на гравитацијата.
Површинското стврднување е едноставен метод за подобрување на цврстината на нискојаглероден челик. Принципот е да се зголеми содржината на јаглерод на одредена длабочина под површината на материјалот. Кога длабочината на жлебот ја надминува дебелината на површинскиот стврднат слој, може да настанат некои проблеми поради промената на сечилото за жлебување од потврд материјал во помек материјал. За таа цел, производителите на алат развија неколку оценки на сечилата за различни типови материјали за работното парче.
Дуан Дрејп, менаџер за продажба во Хорн (САД), рече: „Кога се менува од потврд материјал на помек материјал, корисникот не сака секогаш да го менува сечилото, па затоа мораме да ја најдеме најдобрата алатка за овој тип на обработка. Ако се користи цементиран карбид, тој ќе наиде на проблем со прекумерно абење кога сечилото пресече тврда површина. Сечилото. Можеме да користиме компромис: карбидни влошки со висока цврстина + супер подмачкани премази или релативно меки оценки за влошки CBN + влошки за сечење погодни за сечење вообичаени материјали (наместо тврда обработка).
Drape рече: „Можете да користите CBN влошки за ефикасно сечење на материјали за обработување со цврстина од 45-50 HRC, но геометријата на сечилото мора да се прилагоди. Вообичаените CBN влошки имаат негативен раб на сечењето. Овој негативен CBN влошка е помек за обработка. Кога се користи материјалот на работното парче, материјалот ќе има ефект на извлекување и животниот век на алатот ќе се скрати. Ако се користи степенот CBN со помала цврстина и се смени геометријата на сечинскиот раб, материјалот на работното парче со цврстина од 45-50 HRC може успешно да се исече.
Влезот за жлеб S117 HORN развиен од компанијата користи врв на PCBN, а длабочината на сечењето е околу 0,15-0,2 mm кога ширината на менувачот е прецизно исечена. Со цел да се постигне добра завршница на површината, сечилото има рамнина за стругање на секој од рабовите за сечење од двете страни.
Друга опција е да ги промените параметрите за сечење. Според Economan на Index, „По сечењето низ стврднатиот слој, може да се користат поголеми параметри за сечење. Ако зацврстената длабочина е само 0,13 мм или 0,25 мм, по сечењето низ оваа длабочина, или се заменуваат различните ножеви или сè уште користете го истото сечило, но зголемете ги параметрите за сечење на соодветното ниво.
Со цел да се покрие поширок опсег на обработка, оценките на сечилата на PCBN се зголемуваат. Повисоките степени на цврстина овозможуваат поголеми брзини на сечење, додека оценките со подобра цврстина може да се користат во понестабилни средини за обработка. За континуирано или прекинато сечење, може да се користат и различни степени на влошки за PCBN. Maton од Sumitomo Electric истакна дека поради кршливоста на PCBN алатките, острите рабови за сечење се склони кон чипсување при обработка на стврднат челик. „Мораме да го заштитиме сечилото, особено при прекинато сечење, сечењето треба да се подготвува повеќе отколку при континуирано сечење, а аголот на сечење треба да биде поголем“.
Новоразвиените оценки IB10H и IB20H на Iskar дополнително ја прошируваат својата линија на производи Groove Turn PCBN. IB10H е ситно-грануларен PCBN одделение за континуирано сечење со средна до голема брзина на стврднат челик; додека IB20H се состои од фини и средни зрнца PCBN, обезбедувајќи добра отпорност на абење и отпорност на удар. Рамнотежата може да ги издржи потешките услови на прекинато сечење од стврднат челик. Нормалниот режим на неуспех на PCBN-алатот треба да биде дека се истроши сечениот рабнаместо наеднаш пукање или пукање.
Оценката за PCBN обложена со BNC30G воведена од Sumitomo Electric се користи за прекинато жлебување на работните парчиња зацврстен челик. За континуирано жлебување, компанијата ја препорачува својата универзална класа на сечило BN250. Матон рече: „При континуирано сечење, сечилото се сече долго време, што ќе генерира многу топлина за сечење. Затоа, неопходно е да се користи сечило со добра отпорност на абење. Во случај на наизменично жлебување, сечилото постојано влегува и излегува од сечењето. Има големо влијание на врвот. Затоа, неопходно е да се користи сечило со добра цврстина и може да издржи периодично влијание. Покрај тоа, облогата на сечилото помага и за продолжување на животниот век на алатот“.
Без оглед на видот на жлебот што се обработува, работилниците кои претходно се потпираа на мелење за завршување на стврднати челични делови може да се претворат во жлебување со PCBN алатки за да се зголеми продуктивноста. Со тврдо жлебување може да се постигне димензионална точност споредлива со мелењето, а истовремено значително да се намали времето на обработка.
