Ndarja e çelikut të ngurtësuar me prerës PCBN

Ndarja e çelikut të ngurtësuar me prerës PCBN

Në dekadën e kaluar, brazda precize e pjesëve të çelikut të ngurtësuar me futje polikristaline të nitridit të borit kub (PCBN) ka zëvendësuar gradualisht bluarjen tradicionale. Tyler Economan, menaxher inxhinierik ofertues në Index, SHBA, tha: “Në përgjithësi, brazda bluarëse janë një proces më i qëndrueshëm që siguron saktësi më të madhe dimensionale sesa brazda. Megjithatë, njerëzit ende duan të jenë në gjendje të përfundojnë pjesën e punës në një torno. Kërkohet një shumëllojshmëri përpunimi."

Materialet e ndryshme të pjesës së punës që janë ngurtësuar përfshijnë çelikun me shpejtësi të lartë, çelikun e prerjes, çelikun mbajtës dhe çelikun e aliazhuar. Vetëm metalet me ngjyra mund të ngurtësohen, dhe proceset e ngurtësimit zakonisht aplikohen për çeliqet me karbon të ulët. Nëpërmjet trajtimit të ngurtësimit, fortësia e jashtme e pjesës së punës mund të bëhet më e lartë dhe e veshshme, ndërsa pjesa e brendshme ka rezistencë më të mirë. Pjesët e bëra prej çeliku të ngurtësuar përfshijnë mandrelat, boshtet, lidhësit, rrotat lëvizëse, boshtet me gunga, ingranazhet, tufat, boshtet lëvizëse, kushinetat dhe të ngjashme.

Megjithatë, "materialet e forta" është një koncept relativ, në ndryshim. Disa njerëz mendojnë se materialet e pjesës së punës me fortësi 40-55 HRC janë materiale të forta; të tjerë besojnë se ngurtësia e materialeve të forta duhet të jetë 58-60 HRC ose më e lartë. Në këtë kategori mund të përdoren mjete PCBN.

Pas forcimit me induksion, shtresa e ngurtësuar sipërfaqësore mund të jetë deri në 1.5 mm e trashë dhe fortësia mund të arrijë 58-60 HRC, ndërsa materiali nën shtresën sipërfaqësore është zakonisht shumë më i butë. Në këtë rast, është e rëndësishme të siguroheni që pjesa më e madhe e prerjes të bëhet nën shtresën e ngurtësuar të sipërfaqes.

Makineritë me fuqi dhe ngurtësi të mjaftueshme janë kusht i domosdoshëm për brazimin e pjesëve të ngurtësuara. Sipas Economan, “Sa më i fortë të jetë ngurtësia e veglës së makinës dhe sa më e lartë të jetë fuqia, aq më efikas është brazda e materialit të ngurtësuar. Për materialet e pjesës së punës me një fortësi prej më shumë se 50 HRC, shumë vegla makinerie të lehta nuk plotësojnë kushtet e kërkuara të prerjes. Nëse kapaciteti i makinës (fuqia, çift rrotullimi dhe veçanërisht ngurtësia) tejkalohet, përpunimi nuk mund të përfundojë me sukses."

Ngurtësia është shumë e rëndësishme për pajisjen mbajtëse të pjesës së punës, sepse sipërfaqja e kontaktit të skajit të prerjes me pjesën e punës është e madhe gjatë procesit të brazdës dhe mjeti ushtron një presion të madh mbi pjesën e punës. Kur shtrëngoni pjesët e punës të çelikut të ngurtësuar, mund të përdoret një kapëse e gjerë për të shpërndarë sipërfaqen e shtrëngimit. Paul Ratzki, menaxher marketingu i Sumitomo Electric Hard Alloy Co., tha: “Pjesët që do të përpunohen duhet të mbështeten fort. Gjatë përpunimit të materialeve të ngurtësuara, dridhja dhe presioni i instrumentit të krijuar janë shumë më të mëdha se kur përpunohen pjesët e zakonshme të punës, gjë që mund të rezultojë në shtrëngimin e pjesës së punës. Nuk mund të fluturojë nga makina, ose të bëjë që tehu CBN të copëtohet apo edhe të thyhet."

Boshti që mban futjen e brazdës duhet të jetë sa më i shkurtër që të jetë e mundur për të minimizuar mbingarkesën dhe për të rritur ngurtësinë e mjetit. Matthew Schmitz, menaxher i produkteve GRIP në Isca, thekson se në përgjithësi, veglat monolitike janë më të përshtatshme për brazda të materialeve të ngurtësuara. Megjithatë, kompania ofron gjithashtu një sistem grooving modular. "Buxhari modular mund të përdoret në situata të përpunimit ku mjeti është i prirur ndaj dështimit të papritur," thotë ai. “Nuk keni nevojë të zëvendësoni të gjithë boshtin, thjesht duhet të zëvendësoni një komponent më pak të shtrenjtë. Boshti modular ofron gjithashtu një shumëllojshmëri opsionesh përpunimi. Sistemi modular i Iskar's Grip mund të instalohet në produkte të ndryshme. Ju mund të përdorni një mbajtës veglash me 7 tehe të ndryshme për 7 linja produktesh ose çdo numër tehesh për përpunim të ndryshëm. Të njëjtën linjë produkti me gjerësi të çarsheve."

Mbajtësit e veglave të Sumitomo Electric për kapjen e futjeve të tipit CGA përdorin një metodë shtrëngimi të sipërm që e tërheq tehun përsëri në mbajtës. Kjo mbajtëse përmban gjithashtu një vidë fikse anësore për të ndihmuar në përmirësimin e qëndrueshmërisë së kapjes dhe zgjatjen e jetëgjatësisë së mjetit. Rich Maton, asistentmenaxher i departamentit të projektimit të kompanisë, tha: "Kjo mbajtëse veglash është projektuar për brazdë të pjesëve të punës të ngurtësuara. Nëse tehu lëviz në mbajtëse, tehu konsumohet me kalimin e kohës dhe jeta e veglës ndryshon. Për kërkesat e përpunimit me produktivitet të lartë të automobilave industria (si p.sh. 50-100 ose 150 copa pune për buzë prerëse), parashikueshmëria e jetëgjatësisë së veglave është veçanërisht e rëndësishme dhe ndryshimet në jetëgjatësinë e veglave mund të kenë një ndikim të rëndësishëm në prodhim."

Sipas raporteve, sistemi i gërvishtjes modulare Tri-Lock i serisë GY të Mitsubishi Materials është i krahasueshëm për nga ngurtësia me kapëset integrale të tehut. Sistemi mbërthen në mënyrë të besueshme tehut e brazdës nga tre drejtime (periferike, përpara dhe sipër). Dizajni i tij me dy struktura parandalon zhvendosjen e tehut gjatë brazdës: projeksioni në formë V parandalon lëvizjen e tehut në anët; çelësi i sigurisë eliminon lëvizjen përpara të tehut të shkaktuar nga forca prerëse gjatë përpunimit me slot.

Futjet me brazdë të përdorura zakonisht për pjesët e ngurtësuara të çelikut përfshijnë futje të thjeshta katrore, futje formuese, futje me vrima dhe të ngjashme. Në përgjithësi, brazdat e prera duhet të kenë një përfundim të mirë të sipërfaqes, sepse ato kanë një pjesë të çiftëzimit, dhe disa janë unaza O ose unaza të parakohshme. Sipas Mark Menconi, specialist i produktit në Mitsubishi Materials, "Këto procese mund të ndahen në përpunimin e brazdës me diametër të brendshëm dhe përpunimin me brazdë me diametër të jashtëm, por shumica e operacioneve të brazdës kërkojnë prerje të imët, duke përfshirë saktësinë e lehtë të prekjes nga rreth 0.25 mm thellësia e prerjes. një prerje e plotë me një thellësi prej rreth 0.5 mm."

Gërshetimi i çelikut të ngurtësuar kërkon përdorimin e mjeteve me fortësi më të lartë, rezistencë më të mirë ndaj konsumit dhe gjeometri të përshtatshme. Çelësi është të kuptoni nëse duhet të përdoret një futje karabit, një futje qeramike ose një futje PCBN. Schmitz tha, "Unë pothuajse gjithmonë zgjedh futje karabit kur përpunoj pjesët e punës me fortësi nën 50 HRC. Për pjesët e punës me fortësi 50-58 HRC, futjet e qeramikës janë një zgjedhje shumë ekonomike. Vetëm kur futjet CBN të pjesës së punës duhet të merren parasysh për fortësi deri në 58 HRC. Futjet CBN janë veçanërisht të përshtatshme për përpunimin e materialeve të tilla me fortësi të lartë, sepse mekanizmi i përpunimit nuk është një material prerës, por një ndërfaqe mjeti/pjese pune. Shkrini materialin.

Për brazda të pjesëve të çelikut të ngurtësuar me fortësi mbi 58 HRC, kontrolli i çipave nuk është problem. Meqenëse zakonisht përdoret brazda e thatë, patate të skuqura janë më shumë si pluhur ose grimca shumë të vogla dhe mund të hiqen me goditje me dorë. Maton i Sumitomo Electric tha: "Zakonisht, ky lloj sfungjeri do të thyhet dhe shpërbëhet kur godet ndonjë gjë, kështu që kontakti i sfumit me pjesën e punës nuk do ta dëmtojë pjesën e punës. Nëse kapni një shtizë, ata do të thyhen në dorën tuaj."

Një nga arsyet pse futjet CBN janë të përshtatshme për prerje të thatë është se megjithëse rezistenca e tyre ndaj nxehtësisë është shumë e mirë, performanca e përpunimit zvogëlohet shumë në rastin e luhatjeve të temperaturës. Economan thotë, “Në fakt, kur futja CBN është në kontakt me materialin e pjesës së punës, prodhon nxehtësi të prerjes në majë, por për shkak se futja CBN është më pak e adaptueshme ndaj ndryshimeve të temperaturës, është e vështirë të ftohet në mënyrë adekuate për të mbajtur një konstante temperatura. shteti. CBN është shumë e fortë, por është gjithashtu shumë e brishtë dhe mund të çahet për shkak të ndryshimeve të temperaturës."

Gjatë prerjes së pjesëve të çelikut me fortësi të ulët (si p.sh. 45-50 HRC) me karabit të çimentuar, qeramikë ose futje PCBN, çipat e krijuar duhet të jenë sa më të shkurtra. Kjo heq në mënyrë efektive nxehtësinë e prerjes në materialin e veglës gjatë procesit të prerjes, sepse patate të skuqura mund të largojnë një sasi të madhe nxehtësie.

Iskar's Schmitz gjithashtu rekomandon që mjeti të përpunohet në një gjendje "të përmbysur". Ai shpjegoi, “Kur instaloni një mjet në një vegël makine, mjeti i preferuar i ndërtuesit të veglave të makinerisë instalohet duke prerë tehun me fytyrë lart, pasi kjo lejonrrotullimi i pjesës së punës për të ushtruar presion në rënie në shiritin e makinës për ta mbajtur makinën të qëndrueshme. Megjithatë, kur tehu pritet në materialin e pjesës së punës, grilat e formuara mund të mbeten në teh dhe në pjesën e punës. Nëse mbajtësi i veglës kthehet përmbys dhe mjeti është montuar me kokë poshtë, tehu nuk do të jetë i dukshëm dhe rrjedha e çipit do të largohet automatikisht nga zona e prerjes nën ndikimin e gravitetit."

Forcimi i sipërfaqes është një metodë e thjeshtë për të përmirësuar fortësinë e çelikut me karbon të ulët. Parimi është të rritet përmbajtja e karbonit në një thellësi të caktuar nën sipërfaqen e materialit. Kur thellësia e brazdës tejkalon trashësinë e shtresës së ngurtësuar sipërfaqësore, mund të shfaqen disa probleme për shkak të ndryshimit të tehut të brazdës nga një material më i fortë në një material më të butë. Për këtë qëllim, prodhuesit e veglave kanë zhvilluar disa kategori tehe për lloje të ndryshme materialesh të pjesës së punës.

Duane Drape, menaxher i shitjeve në Horn (SHBA), tha: "Kur ndryshoni nga një material më i fortë në një material më të butë, përdoruesi nuk dëshiron gjithmonë të ndryshojë tehun, kështu që ne duhet të gjejmë mjetin më të mirë për këtë lloj përpunimi Nëse përdoret një futje karabit i çimentuar, do të ndeshet me problemin e konsumimit të tepërt kur tehu pret një sipërfaqe të fortë. Nëse përdoret një futje CBN e përshtatshme për prerjen e materialeve me fortësi të lartë për të prerë një pjesë të butë, është e lehtë të dëmtohet Teh. Ne mund të përdorim një kompromis: futje karabit me fortësi të lartë + veshje super të lubrifikuara, ose shkallë relativisht të buta të futjeve CBN + futje prerëse të përshtatshme për prerjen e materialeve të zakonshme (në vend të përpunimit të fortë).

Drape tha, "Mund të përdorni futje CBN për të prerë në mënyrë efektive materialet e pjesës së punës me një fortësi prej 45-50 HRC, por gjeometria e tehut duhet të rregullohet. Futjet tipike CBN kanë një anim negativ në skajin e prerjes. Kjo futje CBN e kthesës negative është më e butë në makineri. Kur përdoret materiali i pjesës së punës, materiali do të ketë një efekt tërheqës dhe jetëgjatësia e mjetit do të shkurtohet. Nëse përdoret grada CBN me fortësi më të ulët dhe ndryshohet gjeometria e skajit të prerjes, materiali i pjesës së punës me fortësi 45-50 HRC mund të pritet me sukses."

Futja e groove S117 HORN e zhvilluar nga kompania përdor një majë PCBN dhe thellësia e prerjes është rreth 0,15-0,2 mm kur gjerësia e marsheve është prerë saktësisht. Për të arritur një përfundim të mirë të sipërfaqes, tehu ka një rrafsh kruarje në secilën nga skajet e prerjes në të dy anët.

Një tjetër mundësi është ndryshimi i parametrave të prerjes. Sipas Index's Economan, “Pas prerjes së shtresës së ngurtësuar, mund të përdoren parametra më të mëdhenj të prerjes. Nëse thellësia e ngurtësuar është vetëm 0,13 mm ose 0,25 mm, pas prerjes përmes kësaj thellësie, ose zëvendësohen tehet e ndryshme ose përdorni ende të njëjtën teh, por rrisni parametrat e prerjes në nivelin e duhur."

Për të mbuluar një gamë më të gjerë të përpunimit, notat e tehut PCBN po rriten. Notat më të larta të fortësisë lejojnë shpejtësi më të shpejta prerjeje, ndërsa notat me rezistencë më të mirë mund të përdoren në mjedise më të paqëndrueshme përpunimi. Për prerje të vazhdueshme ose të ndërprerë, mund të përdoren gjithashtu shkallë të ndryshme të futjeve PCBN. Maton i Sumitomo Electric vuri në dukje se për shkak të brishtësisë së veglave PCBN, skajet e mprehta prerëse janë të prirura për copëtim kur përpunohet çeliku i ngurtësuar. "Ne duhet të mbrojmë skajin e prerjes, veçanërisht në prerjen e ndërprerë, buza e prerjes duhet të përgatitet më shumë se në prerjen e vazhdueshme dhe këndi i prerjes duhet të jetë më i madh."

Notat IB10H dhe IB20H të zhvilluara rishtazi nga Iskar zgjerojnë më tej linjën e tij të produkteve Groove Turn PCBN. IB10H është një klasë PCBN me kokrriza të imta për prerje të vazhdueshme me shpejtësi mesatare dhe të lartë të çelikut të ngurtësuar; ndërsa IB20H përbëhet nga kokrriza PCBN me madhësi të imët dhe mesatare, duke siguruar rezistencë të mirë ndaj konsumit dhe rezistencë ndaj goditjes. Bilanci mund të përballojë kushtet më të vështira të prerjes së ndërprerë të çelikut të ngurtësuar. Mënyra normale e dështimit të një mjeti PCBN duhet të jetë që skaji i prerjes të konsumohetnë vend që të plasaritet ose të plasaritet papritur.

Nota PCBN e veshur me BNC30G e prezantuar nga Sumitomo Electric përdoret për brazda të ndërprera të pjesëve të punës të çelikut të ngurtësuar. Për brazda të vazhdueshme, kompania rekomandon klasën e saj universale të tehut BN250. Maton tha, “Kur prehet vazhdimisht, tehu pritet për një kohë të gjatë, gjë që do të gjenerojë shumë nxehtësi prerëse. Prandaj, është e nevojshme të përdorni një teh me rezistencë të mirë ndaj konsumit. Në rastin e brazdës së ndërprerë, tehu hyn dhe del vazhdimisht nga prerja. Ka një ndikim të madh në majë. Prandaj, është e nevojshme të përdorni një teh me rezistencë të mirë dhe mund t'i rezistojë ndikimit të ndërprerë. Përveç kësaj, veshja e tehut gjithashtu ndihmon në zgjatjen e jetëgjatësisë së veglave."

Pavarësisht nga lloji i brazdës që përpunohet, punëtoritë që më parë mbështeteshin në bluarjen për të përfunduar pjesët e ngurtësuara të çelikut mund të shndërrohen në brazdë me mjete PCBN për të rritur produktivitetin. Prerja e fortë mund të arrijë saktësi dimensionale të krahasueshme me bluarjen, duke reduktuar ndjeshëm kohën e përpunimit.