PCBN कटरसह कठोर स्टीलचे स्लॉटिंग

PCBN कटरसह कठोर स्टीलचे स्लॉटिंग

गेल्या दशकात, पॉलीक्रिस्टलाइन क्यूबिक बोरॉन नायट्राइड (पीसीबीएन) इन्सर्टसह कठोर स्टीलच्या भागांच्या अचूक खोबणीने हळूहळू पारंपारिक ग्राइंडिंगची जागा घेतली आहे. इंडेक्स, यूएसए मधील बिडिंग इंजिनीअरिंग मॅनेजर, टायलर इकॉनॉमन म्हणाले, “सर्वसाधारणपणे, ग्राइंडिंग ग्रूव्ह्ज ही अधिक स्थिर प्रक्रिया आहे जी ग्रूव्हिंगपेक्षा उच्च मितीय अचूकता प्रदान करते. तथापि, लोक अजूनही लेथवर वर्कपीस पूर्ण करण्यास सक्षम होऊ इच्छित आहेत. विविध प्रकारच्या प्रक्रियेची आवश्यकता आहे."

कठोर बनवलेल्या विविध वर्कपीस सामग्रीमध्ये हाय स्पीड स्टील, डाय स्टील, बेअरिंग स्टील आणि अलॉय स्टील यांचा समावेश होतो. केवळ फेरस धातूंनाच कठोर केले जाऊ शकते आणि कठोर प्रक्रिया सामान्यतः कमी कार्बन स्टील्सवर लागू केली जाते. हार्डनिंग ट्रीटमेंटद्वारे, वर्कपीसची बाह्य कडकपणा जास्त आणि घालण्यायोग्य बनवता येते, तर आतील भागात अधिक कडकपणा असतो. टणक पोलादापासून बनवलेल्या भागांमध्ये मँडरेल्स, एक्सल, कनेक्टर, ड्राईव्ह व्हील, कॅमशाफ्ट, गीअर्स, बुशिंग्स, ड्राईव्ह शाफ्ट्स, बेअरिंग्ज आणि यासारख्या गोष्टींचा समावेश होतो.

तथापि, "हार्ड मटेरियल" ही सापेक्ष, बदलणारी संकल्पना आहे. काही लोकांना असे वाटते की 40-55 HRC च्या कडकपणासह वर्कपीस सामग्री कठोर सामग्री आहे; इतरांचा असा विश्वास आहे की कठोर सामग्रीची कठोरता 58-60 HRC किंवा जास्त असावी. या श्रेणीमध्ये, PCBN साधने वापरली जाऊ शकतात.

इंडक्शन हार्डनिंगनंतर, पृष्ठभागाच्या कडकपणाची जाडी 1.5 मिमी पर्यंत असू शकते आणि कडकपणा 58-60 HRC पर्यंत पोहोचू शकतो, तर पृष्ठभागाच्या थराखालील सामग्री सामान्यतः जास्त मऊ असते. या प्रकरणात, हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की बहुतेक कटिंग पृष्ठभागाच्या कडक थराच्या खाली केले जाते.

पुरेशी शक्ती आणि कडकपणा असलेली मशीन टूल्स ही कठोर भागांच्या खोबणीसाठी आवश्यक स्थिती आहे. इकॉनॉमॅनच्या मते, “मशीन टूलची कडकपणा जितकी चांगली असेल आणि शक्ती जितकी जास्त असेल तितकी कठोर सामग्रीचे खोबणी अधिक कार्यक्षम असेल. 50 HRC पेक्षा जास्त कडकपणा असलेल्या वर्कपीस सामग्रीसाठी, अनेक हलकी मशीन टूल्स आवश्यक कटिंग अटी पूर्ण करत नाहीत. जर मशीनची क्षमता (पॉवर, टॉर्क आणि विशेषतः कडकपणा) ओलांडली असेल, तर मशीनिंग यशस्वीरित्या पूर्ण होऊ शकत नाही."

वर्कपीस होल्डिंग डिव्हाइससाठी कडकपणा खूप महत्वाचा आहे कारण वर्कपीससह कटिंग एजची संपर्क पृष्ठभाग ग्रूव्हिंग प्रक्रियेदरम्यान मोठी असते आणि टूल वर्कपीसवर खूप दबाव आणते. कडक स्टील वर्कपीस क्लॅम्पिंग करताना, क्लॅम्पिंग पृष्ठभाग विखुरण्यासाठी विस्तृत क्लॅम्प वापरला जाऊ शकतो. सुमितोमो इलेक्ट्रिक हार्ड अलॉय कंपनीचे मार्केटिंग मॅनेजर पॉल रॅट्झकी म्हणाले, “मशीन केले जाणारे भाग दृढपणे समर्थित असले पाहिजेत. कडक मटेरिअल मशीनिंग करताना, कंपन आणि टूलचा दाब सामान्य वर्कपीसच्या मशीनिंगपेक्षा खूप मोठा असतो, ज्यामुळे वर्कपीस क्लॅम्पिंग होऊ शकते. मशीनमधून उडू शकत नाही, किंवा CBN ब्लेड चिप करू शकत नाही किंवा तुटतो."

ओव्हरहॅंग कमी करण्यासाठी आणि टूलची कडकपणा वाढवण्यासाठी ग्रूव्हिंग इन्सर्ट ठेवणारी शँक शक्य तितकी लहान असावी. इस्का येथील GRIP उत्पादनांचे व्यवस्थापक मॅथ्यू श्मिट्झ यांनी नमूद केले की, सर्वसाधारणपणे, अखंड साधने कठोर सामग्रीच्या खोबणीसाठी अधिक योग्य असतात. तथापि, कंपनी मॉड्यूलर ग्रूव्हिंग सिस्टम देखील देते. "मॉड्युलर शँकचा वापर मशीनिंग परिस्थितीत केला जाऊ शकतो जेथे साधन अचानक बिघाड होण्याची शक्यता असते," ते म्हणतात. “तुम्हाला संपूर्ण शँक बदलण्याची गरज नाही, तुम्हाला फक्त कमी खर्चिक घटक बदलण्याची आवश्यकता आहे. मॉड्यूलर शॅंक विविध प्रकारचे मशीनिंग पर्याय देखील देते. इस्कारची ग्रिप मॉड्यूलर प्रणाली विविध उत्पादनांमध्ये स्थापित केली जाऊ शकते. तुम्ही 7 उत्पादन लाइनसाठी 7 भिन्न ब्लेडसह किंवा स्लॉटच्या रुंदीसह समान उत्पादन लाइन वेगवेगळ्या प्रक्रियेसाठी कितीही ब्लेडसह टूल होल्डर वापरू शकता.

CGA-प्रकार इन्सर्ट पकडण्यासाठी सुमितोमो इलेक्ट्रिकचे टूलहोल्डर्स टॉप-क्लॅम्पिंग पद्धत वापरतात जी ब्लेडला होल्डरमध्ये परत खेचते. या धारकामध्ये पकड स्थिरता सुधारण्यासाठी आणि टूलचे आयुष्य वाढविण्यात मदत करण्यासाठी साइड फास्टनिंग स्क्रू देखील आहे. रिच मॅटन, सहाय्यककंपनीच्या डिझाईन विभागाचे व्यवस्थापक म्हणाले, "हे टूल होल्डर कठोर वर्कपीसच्या खोबणीसाठी डिझाइन केलेले आहे. जर ब्लेड होल्डरमध्ये फिरत असेल, तर ब्लेड कालांतराने परिधान करतात आणि टूलचे आयुष्य बदलते. ऑटोमोटिव्हच्या उच्च-उत्पादक मशीनिंग आवश्यकतांसाठी उद्योग (जसे की प्रति कटिंग एज 50-100 किंवा 150 वर्कपीस), टूल लाइफचा अंदाज विशेषत: महत्त्वाचा आहे आणि टूल लाइफमधील बदल उत्पादनावर लक्षणीय परिणाम करू शकतात."

अहवालानुसार, मित्सुबिशी मटेरियल्सची GY मालिका ट्राय-लॉक मॉड्यूलर ग्रूव्हिंग सिस्टीम कठोरपणामध्ये इंटिग्रल ब्लेड चक्सशी तुलना करता येते. प्रणाली तीन दिशांनी (परीफेरल, समोर आणि वर) ग्रूव्हिंग ब्लेडला विश्वासार्हपणे पकडते. त्याची दोन संरचनात्मक रचना ब्लेडला ग्रूव्हिंग दरम्यान विस्थापित होण्यापासून प्रतिबंधित करते: व्ही-आकाराचे प्रोजेक्शन ब्लेडला बाजूंकडे जाण्यापासून प्रतिबंधित करते; सेफ्टी की स्लॉट मशीनिंग दरम्यान कटिंग फोर्समुळे ब्लेडची पुढे जाणारी हालचाल काढून टाकते.

कठोर स्टीलच्या भागांसाठी सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या ग्रूव्हिंग इन्सर्टमध्ये साधे स्क्वेअर इन्सर्ट, फॉर्मिंग इन्सर्ट, स्लॉटेड इन्सर्ट्स आणि यासारख्या गोष्टींचा समावेश होतो. सामान्यतः, कापलेल्या खोबणींना पृष्ठभाग चांगले असणे आवश्यक असते कारण त्यांच्यामध्ये एक वीण भाग असतो आणि काही ओ-रिंग किंवा स्नॅप रिंग ग्रूव्ह असतात. मित्सुबिशी मटेरियल्सचे उत्पादन विशेषज्ञ मार्क मेनकोनी यांच्या म्हणण्यानुसार, "या प्रक्रियांना अंतर्गत व्यासाचे ग्रूव्ह मशीनिंग आणि बाह्य व्यासाचे ग्रूव्ह मशीनिंगमध्ये विभागले जाऊ शकते, परंतु बहुतेक ग्रूव्हिंग ऑपरेशन्समध्ये 0.25 मिमी खोलीपर्यंत प्रकाश स्पर्श अचूकतेसह बारीक कटिंग आवश्यक असते. सुमारे 0.5 मिमी खोलीसह पूर्ण कट."

कडक पोलादाच्या खोबणीसाठी जास्त कडकपणा, उत्तम पोशाख प्रतिरोध आणि योग्य भूमिती असलेल्या साधनांचा वापर आवश्यक आहे. कार्बाइड इन्सर्ट, सिरेमिक इन्सर्ट किंवा PCBN इन्सर्ट वापरावे की नाही हे शोधणे ही मुख्य गोष्ट आहे. श्मिट्झ म्हणाले, “50 HRC पेक्षा कमी कडकपणा असलेल्या वर्कपीसची मशीनिंग करताना मी जवळजवळ नेहमीच कार्बाइड इन्सर्ट निवडतो. 50-58 HRC च्या कडकपणासह वर्कपीससाठी, सिरेमिक इन्सर्ट ही एक अतिशय किफायतशीर निवड आहे. जेव्हा वर्कपीस CBN घालते तेव्हाच 58 HRC पर्यंतच्या कडकपणासाठी विचारात घेतले पाहिजे. अशा उच्च-कठोर सामग्रीच्या मशीनिंगसाठी CBN इन्सर्ट विशेषतः योग्य आहेत कारण मशीनिंग यंत्रणा कटिंग सामग्री नसून एक टूल/वर्कपीस इंटरफेस आहे. साहित्य वितळणे.

58 HRC पेक्षा जास्त कडकपणा असलेल्या कठोर स्टीलच्या भागांच्या खोबणीसाठी, चिप नियंत्रण ही समस्या नाही. कोरड्या खोबणीचा वापर सहसा केला जात असल्याने, चिप्स धूळ किंवा अगदी लहान कणांसारखे असतात आणि हाताने मारून काढले जाऊ शकतात. सुमितोमो इलेक्ट्रिकचे मॅटन म्हणाले, "सामान्यतः, या प्रकारचा स्वॉर्फ कोणत्याही गोष्टीवर आदळला की तो तुटतो आणि विखुरतो, त्यामुळे वर्कपीसशी स्वार्फचा संपर्क वर्कपीसला इजा करणार नाही. जर तुम्ही स्वॅर्फ पकडला तर ते तुमच्या हातात तुटून पडतील."

कोरड्या कटिंगसाठी CBN इन्सर्ट योग्य असण्याचे एक कारण म्हणजे त्यांची उष्णता प्रतिरोधक क्षमता खूप चांगली असली तरी तापमान चढउतारांच्या बाबतीत प्रक्रियेची कार्यक्षमता खूप कमी होते. इकॉनॉमॅन म्हणतात, “खरं तर, जेव्हा सीबीएन इन्सर्ट वर्कपीस मटेरिअलच्या संपर्कात असतो, तेव्हा ते टोकावर कटिंगची उष्णता निर्माण करते, परंतु सीबीएन इन्सर्ट तापमान बदलांना कमी अनुकूल असल्यामुळे, स्थिरता राखण्यासाठी पुरेसे थंड होणे कठीण आहे. तापमान राज्य. CBN खूप कठीण आहे, परंतु ते खूप ठिसूळ आहे आणि तापमान बदलांमुळे ते फुटू शकते."

सिमेंटयुक्त कार्बाइड, सिरॅमिक किंवा PCBN इन्सर्टसह कमी कडकपणा (जसे की 45-50 HRC) स्टीलचे भाग कापताना, तयार केलेल्या चिप्स शक्य तितक्या लहान असाव्यात. हे कटिंग प्रक्रियेदरम्यान टूल मटेरियलमधील कटिंगची उष्णता प्रभावीपणे काढून टाकते कारण चिप्स मोठ्या प्रमाणात उष्णता वाहून नेऊ शकतात.

Iskar's Schmitz देखील शिफारस करतो की साधन "उलटे" स्थितीत प्रक्रिया करावी. त्यांनी स्पष्ट केले, “मशीन टूलवर टूल इन्स्टॉल करताना, मशीन टूल बिल्डरच्या पसंतीचे टूल ब्लेड फेस वर कापून स्थापित केले जाते, कारण यामुळेमशीन स्थिर ठेवण्यासाठी वर्कपीसचे रोटेशन मशीन रेल्वेवर खालच्या दिशेने दबाव आणण्यासाठी. तथापि, जेव्हा ब्लेड वर्कपीस सामग्रीमध्ये कापले जाते तेव्हा तयार झालेल्या चिप्स ब्लेड आणि वर्कपीसवर राहू शकतात. जर टूल होल्डर उलटला असेल आणि टूल उलटे बसवले असेल, तर ब्लेड दिसणार नाही आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली चिपचा प्रवाह आपोआप कटिंग क्षेत्रातून निघून जाईल."

कमी कार्बन स्टीलची कडकपणा सुधारण्यासाठी पृष्ठभाग कडक करणे ही एक सोपी पद्धत आहे. सामग्रीच्या पृष्ठभागाखाली विशिष्ट खोलीत कार्बन सामग्री वाढवणे हे तत्त्व आहे. जेव्हा खोबणीची खोली पृष्ठभागाच्या कठिण थराच्या जाडीपेक्षा जास्त असते, तेव्हा खोबणीचे ब्लेड कठोर सामग्रीपासून मऊ सामग्रीमध्ये बदलल्यामुळे काही समस्या उद्भवू शकतात. यासाठी, टूल उत्पादकांनी विविध प्रकारच्या वर्कपीस सामग्रीसाठी अनेक ब्लेड ग्रेड विकसित केले आहेत.

हॉर्न (यूएसए) चे सेल्स मॅनेजर ड्युएन ड्रेप म्हणाले, "कठीण मटेरियलमधून मऊ मटेरियलमध्ये बदल करताना, वापरकर्त्याला नेहमी ब्लेड बदलायचे नसते, त्यामुळे आम्हाला या प्रकारच्या मशीनिंगसाठी सर्वोत्तम साधन शोधावे लागेल. जर सिमेंटयुक्त कार्बाइड इन्सर्ट वापरला असेल, तर ब्लेडने कडक पृष्ठभाग कापल्यावर जास्त पोशाख होण्याची समस्या उद्भवते. जर उच्च-कठोर सामग्री कापण्यासाठी योग्य CBN इन्सर्ट मऊ भाग कापण्यासाठी वापरला गेला असेल, तर ते खराब करणे सोपे आहे. ब्लेड. आम्ही एक तडजोड वापरू शकतो: उच्च कठोरता कार्बाइड इन्सर्ट + सुपर ल्युब्रिकेटेड कोटिंग्स, किंवा तुलनेने सॉफ्ट CBN इन्सर्ट ग्रेड + सामान्य सामग्री कापण्यासाठी योग्य कटिंग इन्सर्ट (हार्ड मशीनिंग ऐवजी)."

ड्रेप म्हणाले, “तुम्ही 45-50 HRC च्या कडकपणासह वर्कपीस सामग्री प्रभावीपणे कापण्यासाठी CBN इन्सर्ट वापरू शकता, परंतु ब्लेडची भूमिती समायोजित करणे आवश्यक आहे. ठराविक CBN इन्सर्टमध्ये कटिंग एजवर नकारात्मक चेम्फर असतो. हे निगेटिव्ह चेम्फर सीबीएन इन्सर्ट मशीनसाठी मऊ आहे. जेव्हा वर्कपीस सामग्री वापरली जाते, तेव्हा सामग्रीवर पुल-आउट प्रभाव असतो आणि टूलचे आयुष्य कमी केले जाते. जर कमी कडकपणा असलेला CBN ग्रेड वापरला गेला आणि कटिंग एजची भूमिती बदलली, तर 45-50 HRC च्या कडकपणासह वर्कपीस सामग्री यशस्वीरित्या कापली जाऊ शकते."

कंपनीने विकसित केलेले S117 HORN ग्रूव्हिंग इन्सर्ट PCBN टीप वापरते आणि जेव्हा गीअरची रुंदी अचूकपणे कापली जाते तेव्हा कटची खोली सुमारे 0.15-0.2 मिमी असते. चांगली पृष्ठभाग पूर्ण करण्यासाठी, ब्लेडमध्ये दोन्ही बाजूंच्या प्रत्येक कटिंग किनारी एक स्क्रॅपिंग प्लेन आहे.

दुसरा पर्याय म्हणजे कटिंग पॅरामीटर्स बदलणे. इंडेक्सच्या इकॉनॉमॅननुसार, “कठोर थर कापल्यानंतर, मोठ्या कटिंग पॅरामीटर्सचा वापर केला जाऊ शकतो. जर कठोर खोली फक्त 0.13 मिमी किंवा 0.25 मिमी असेल, तर ही खोली कापल्यानंतर, एकतर भिन्न ब्लेड बदलले जातात किंवा तरीही समान ब्लेड वापरा, परंतु कटिंग पॅरामीटर्स योग्य पातळीपर्यंत वाढवा."

प्रक्रियेची विस्तृत श्रेणी कव्हर करण्यासाठी, PCBN ब्लेड ग्रेड वाढत आहेत. उच्च कडकपणाचे ग्रेड जलद कटिंग गतीसाठी अनुमती देतात, तर चांगल्या कडकपणासह ग्रेड अधिक अस्थिर प्रक्रिया वातावरणात वापरले जाऊ शकतात. सतत किंवा व्यत्यय असलेल्या कटिंगसाठी, भिन्न PCBN इन्सर्ट ग्रेड देखील वापरले जाऊ शकतात. सुमितोमो इलेक्ट्रिकच्या मॅटनने असे निदर्शनास आणले की PCBN टूल्सच्या ठिसूळपणामुळे, कडक स्टीलचे मशीनिंग करताना तीक्ष्ण कटिंग धार चिपकण्याची शक्यता असते. "आम्ही कटिंग एजचे संरक्षण केले पाहिजे, विशेषत: व्यत्यय असलेल्या कटिंगमध्ये, कटिंग एज सतत कटिंगपेक्षा जास्त तयार केली पाहिजे आणि कटिंग कोन मोठा असावा."

Iskar च्या नव्याने विकसित IB10H आणि IB20H ग्रेड त्याच्या ग्रूव्ह टर्न PCBN उत्पादन लाइनचा आणखी विस्तार करतात. IB10H हे कठोर स्टीलचे मध्यम ते उच्च गती सतत कटिंगसाठी सूक्ष्म-दाणेदार PCBN ग्रेड आहे; तर IB20H मध्ये बारीक आणि मध्यम आकाराच्या PCBN धान्यांचा समावेश आहे, जे चांगले पोशाख प्रतिरोध आणि प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करते. शिल्लक कठोर स्टीलच्या व्यत्यय कटिंगच्या कठोर परिस्थितीचा सामना करू शकते. PCBN टूलचा सामान्य बिघाड मोड असा असावा की कटिंग एज संपेलअचानक क्रॅक किंवा क्रॅक होण्याऐवजी.

सुमितोमो इलेक्ट्रिकने सादर केलेला BNC30G कोटेड PCBN ग्रेड कठोर स्टील वर्कपीसच्या व्यत्यय आणण्यासाठी वापरला जातो. सतत ग्रूव्हिंगसाठी, कंपनी त्याच्या BN250 युनिव्हर्सल ब्लेड ग्रेडची शिफारस करते. मॅटन म्हणाले, “सतत कापताना, ब्लेड बराच काळ कापला जातो, ज्यामुळे खूप कटिंग उष्णता निर्माण होते. म्हणून, चांगले पोशाख प्रतिकार असलेले ब्लेड वापरणे आवश्यक आहे. मधूनमधून खोबणीच्या बाबतीत, ब्लेड सतत आत प्रवेश करतो आणि कटिंगमधून बाहेर पडतो. त्याचा टिपवर मोठा प्रभाव पडतो. म्हणून, चांगल्या कडकपणासह ब्लेड वापरणे आवश्यक आहे आणि मधूनमधून प्रभाव सहन करू शकतो. याव्यतिरिक्त, ब्लेड कोटिंग टूलचे आयुष्य वाढवण्यास देखील मदत करते."

खोबणीच्या प्रकाराकडे दुर्लक्ष करून, पूर्वी कठोर स्टीलचे भाग पूर्ण करण्यासाठी ग्राइंडिंगवर अवलंबून असलेल्या कार्यशाळा उत्पादकता वाढवण्यासाठी PCBN टूल्ससह ग्रूव्हिंगमध्ये रूपांतरित केल्या जाऊ शकतात. हार्ड ग्रूव्हिंग ग्राइंडिंगच्या तुलनेत मितीय अचूकता प्राप्त करू शकते, तसेच मशीनिंगचा वेळ लक्षणीयरीत्या कमी करते.