Slotting Ya Chuma Kigumu Na PCBN Cutter

Slotting ya chuma kigumu na PCBN cutter

Katika muongo mmoja uliopita, upakuaji kwa usahihi wa sehemu za chuma ngumu kwa kuwekea za ujazo wa boroni nitridi ya polycrystalline (PCBN) kumechukua nafasi ya usagaji wa jadi. Tyler Economan, meneja wa uhandisi wa zabuni katika Index, Marekani, alisema, "Kwa ujumla, grooves ya kusaga ni mchakato thabiti zaidi ambao hutoa usahihi wa hali ya juu kuliko uchakataji. Walakini, watu bado wanataka kuwa na uwezo wa kukamilisha kazi kwenye lathe. Uchakataji mbalimbali unahitajika."

Nyenzo mbalimbali za kazi ambazo zimeimarishwa ni pamoja na chuma cha kasi ya juu, chuma cha kufa, chuma cha kuzaa na chuma cha alloy. Metali tu za feri zinaweza kuwa ngumu, na michakato ya ugumu hutumiwa kwa vyuma vya chini vya kaboni. Kupitia matibabu ya ugumu, ugumu wa nje wa workpiece unaweza kufanywa juu na kuvaa, wakati mambo ya ndani yana ugumu bora. Sehemu zilizofanywa kwa chuma ngumu ni pamoja na mandrels, axles, viunganishi, magurudumu ya kuendesha gari, camshafts, gia, bushings, shafts, fani, na kadhalika.

Hata hivyo, "vifaa vya ngumu" ni jamaa, kubadilisha dhana. Watu wengine wanafikiri kuwa vifaa vya workpiece na ugumu wa 40-55 HRC ni nyenzo ngumu; wengine wanaamini kuwa ugumu wa nyenzo ngumu unapaswa kuwa 58-60 HRC au zaidi. Katika kitengo hiki, zana za PCBN zinaweza kutumika.

Baada ya ugumu wa induction, safu ya uso iliyoimarishwa inaweza kuwa hadi 1.5mm nene na ugumu unaweza kufikia 58-60 HRC, wakati nyenzo chini ya safu ya uso ni kawaida zaidi laini. Katika kesi hiyo, ni muhimu kuhakikisha kwamba wengi wa kukata hufanyika chini ya safu ya uso ngumu.

Vifaa vya mashine na nguvu ya kutosha na rigidity ni hali ya lazima kwa grooving ya sehemu ngumu. Kulingana na Economan, “Kadiri ugumu wa chombo cha mashine unavyoboreka na kadiri nguvu inavyokuwa juu, ndivyo uchakataji wa nyenzo ngumu ulivyo kwa ufanisi zaidi. Kwa vifaa vya workpiece na ugumu wa zaidi ya 50 HRC, zana nyingi za mashine za mwanga hazipatikani hali zinazohitajika za kukata. Ikiwa uwezo wa mashine (nguvu, torque, na hasa ugumu) umepitwa, uchakataji hauwezi kukamilika kwa mafanikio."

Rigidity ni muhimu sana kwa kifaa cha kushikilia workpiece kwa sababu uso wa kuwasiliana wa makali ya kukata na workpiece ni kubwa wakati wa mchakato wa grooving, na chombo kina shinikizo kubwa kwenye workpiece. Wakati wa kushikilia vifaa vya kazi vya chuma ngumu, clamp pana inaweza kutumika kutawanya uso wa kushinikiza. Paul Ratzki, meneja masoko wa Sumitomo Electric Hard Alloy Co., alisema, "Sehemu zitakazotengenezwa lazima ziungwe mkono kwa dhati. Wakati wa kutengeneza nyenzo ngumu, mtetemo na shinikizo la chombo kinachozalishwa ni kubwa zaidi kuliko wakati wa kutengeneza vifaa vya kawaida vya kazi, ambayo inaweza kusababisha kubana kwa kazi. Haiwezi kuruka nje ya mashine, au kusababisha blade ya CBN kukatika au hata kuvunjika."

Shank ambayo inashikilia kuingiza grooving inapaswa kuwa fupi iwezekanavyo ili kupunguza overhang na kuongeza rigidity ya chombo. Matthew Schmitz, meneja wa bidhaa za GRIP huko Isca, anaonyesha kuwa kwa ujumla, zana za monolithic zinafaa zaidi kwa grooving ya nyenzo ngumu. Hata hivyo, kampuni pia inatoa mfumo wa grooving wa kawaida. "Shank ya kawaida inaweza kutumika katika hali ya machining ambapo chombo kinakabiliwa na kushindwa ghafla," anasema. "Sio lazima ubadilishe shank nzima, unahitaji tu kubadilisha sehemu ya bei ya chini. Shank ya msimu pia hutoa chaguzi mbalimbali za machining. Mfumo wa moduli wa Grip wa Iskar unaweza kusakinishwa katika aina mbalimbali za bidhaa. Unaweza kutumia kishikilia zana chenye vile 7 tofauti kwa laini 7 za bidhaa au idadi yoyote ya viunzi kwa usindikaji tofauti Laini ya bidhaa sawa na upana wa nafasi."

Vishikilia zana vya Sumitomo Electric kwa kushika vichochezi vya aina ya CGA hutumia mbinu ya kubana juu ambayo huvuta ubao nyuma kwenye kishikilia. Kishikiliaji hiki pia kina skrubu ya kufunga pembeni ili kusaidia kuboresha uthabiti wa mshiko na kupanua maisha ya zana. Rich Maton, msaidizimeneja wa idara ya usanifu wa kampuni hiyo, alisema, "Kimiliki hiki cha zana kimeundwa kwa ajili ya uchakataji wa vipande vya kazi vilivyoimarishwa. Ikiwa blade itasogea kwenye kishikilia, blade huchakaa kwa muda na maisha ya chombo hubadilika. Kwa mahitaji ya uchakataji wa hali ya juu ya gari. sekta (kama vile vipengee 50-100 au 150 kwa kila makali), utabiri wa maisha ya zana ni muhimu sana, na mabadiliko katika maisha ya zana yanaweza kuwa na athari kubwa katika uzalishaji."

Kulingana na ripoti, Mitsubishi Materials' GY mfululizo wa Tri-Lock mfumo wa moduli wa grooving unalinganishwa kwa uthabiti na chupi za blade muhimu. Mfumo huo unashikilia kwa uaminifu blade za grooving kutoka pande tatu (pembeni, mbele na juu). Muundo wake wa miundo miwili huzuia blade kuhamishwa wakati wa grooving: makadirio ya V-umbo huzuia blade kusonga kwa pande; ufunguo wa usalama huondoa harakati ya mbele ya blade inayosababishwa na nguvu ya kukata wakati wa machining yanayopangwa.

Viingilio vya kawaida vinavyotumika kwa sehemu za chuma ngumu ni pamoja na viingilio rahisi vya mraba, viingilio vya kutengeneza, viingilizi vilivyofungwa, na kadhalika. Kwa ujumla, grooves zilizokatwa zinahitajika kuwa na uso mzuri wa kumaliza kwa sababu zina sehemu ya kuunganisha, na baadhi ni O-pete au snap ring grooves. Kulingana na Mark Menconi, mtaalamu wa bidhaa katika Mitsubishi Materials, "Michakato hii inaweza kugawanywa katika machining ya groove ya kipenyo cha ndani na usindikaji wa kipenyo cha nje, lakini shughuli nyingi za grooving zinahitaji kukata vizuri, ikiwa ni pamoja na usahihi wa kugusa mwanga kutoka kwa kina cha 0.25 mm. Kata hadi kata kamili na kina cha karibu 0.5mm."

Grooving ya chuma ngumu inahitaji matumizi ya zana na ugumu wa juu, upinzani bora wa kuvaa na jiometri inayofaa. Jambo kuu ni kubaini ikiwa kichocheo cha carbudi, kiingilizi cha kauri au kiingizi cha PCBN kinapaswa kutumika. Schmitz alisema, "Takriban kila mara mimi huchagua vichochezi vya carbide wakati wa kutengeneza vifaa vya kazi vyenye ugumu chini ya 50 HRC. Kwa kazi za kazi na ugumu wa 50-58 HRC, kuingiza kauri ni chaguo la kiuchumi sana. Ni wakati tu kiwekezo cha CBN kinapaswa kuzingatiwa kwa ugumu hadi 58 HRC. Viingilio vya CBN vinafaa hasa kwa kutengeneza nyenzo zenye ugumu wa hali ya juu kwa sababu utenaji si nyenzo ya kukatia bali ni kiolesura cha zana/sehemu. Kuyeyusha nyenzo.

Kwa grooving ya sehemu za chuma ngumu na ugumu wa zaidi ya 58 HRC, udhibiti wa chip sio tatizo. Kwa kuwa grooving kavu kawaida hutumiwa, chips ni zaidi kama vumbi au chembe ndogo sana na zinaweza kuondolewa kwa kupigwa kwa mkono. Maton wa Sumitomo Electric alisema, "Kawaida, aina hii ya swarf itavunjika na kutengana inapogonga chochote, kwa hivyo mguso wa swarf na kifaa cha kazi hautaharibu sehemu ya kazi. Ukinyakua swarf, watakuvunja mkononi mwako."

Mojawapo ya sababu kwa nini uwekaji wa CBN unafaa kwa kukata kavu ni kwamba ingawa upinzani wao wa joto ni mzuri sana, utendaji wa usindikaji hupunguzwa sana katika kesi ya kushuka kwa joto. Economan anasema, "Kwa kweli, wakati kiingilio cha CBN kinapogusana na nyenzo za kazi, hutoa joto la kukata kwenye ncha, lakini kwa sababu kichocheo cha CBN hakiwezi kubadilika kwa mabadiliko ya joto, ni ngumu kuponya vya kutosha ili kudumisha hali ya kudumu. joto. Jimbo. CBN ni ngumu sana, lakini pia ni brittle sana na inaweza kupasuka kutokana na mabadiliko ya joto."

Wakati wa kukata sehemu za chuma na ugumu wa chini (kama vile 45-50 HRC) na carbudi ya saruji, kauri au viingilizi vya PCBN, chips zinazozalishwa zinapaswa kuwa fupi iwezekanavyo. Hii kwa ufanisi huondoa joto la kukata katika nyenzo za chombo wakati wa mchakato wa kukata kwa sababu chips zinaweza kubeba kiasi kikubwa cha joto.

Iskar's Schmitz pia inapendekeza kwamba chombo kichakatwa katika hali ya "inverted". Alifafanua, “Wakati wa kusakinisha chombo kwenye chombo cha mashine, chombo anachopendelea wajenzi wa mashine huwekwa kwa kukata blade kuelekea juu, kwani hii inaruhusumzunguko wa workpiece kutoa shinikizo la chini kwenye reli ya mashine ili kuweka mashine imara. Hata hivyo, wakati blade imekatwa kwenye nyenzo za workpiece, chips zilizoundwa zinaweza kubaki kwenye blade na workpiece. Ikiwa kishikilia zana kimegeuzwa na chombo kikawekwa juu chini, blade haitaonekana, na mtiririko wa chip utatoka kiotomatiki kutoka kwa eneo la kukata chini ya hatua ya mvuto."

Ugumu wa uso ni njia rahisi ya kuboresha ugumu wa chuma cha chini cha kaboni. Kanuni ni kuongeza maudhui ya kaboni kwa kina fulani chini ya uso wa nyenzo. Wakati kina cha grooving kinazidi unene wa safu ngumu ya uso, matatizo fulani yanaweza kutokea kutokana na mabadiliko ya blade ya grooving kutoka kwa nyenzo ngumu hadi nyenzo laini. Ili kufikia mwisho huu, watengenezaji wa zana wameunda darasa kadhaa za blade kwa aina tofauti za vifaa vya kazi.

Duane Drape, meneja mauzo katika Horn (Marekani), alisema, "Wakati wa kubadilisha kutoka nyenzo ngumu hadi nyenzo laini, mtumiaji hataki kubadilisha blade kila wakati, kwa hivyo lazima tutafute zana bora zaidi ya aina hii ya utengenezaji. Iwapo kichocheo cha carbudi kilichotiwa simiti kitatumika, kitakabiliwa na tatizo la uchakavu wa kupindukia wakati blade inakata uso mgumu.Iwapo kichocheo cha CBN kinachofaa kukata nyenzo zenye ugumu wa juu kinatumika kukata sehemu laini, ni rahisi kuharibu blade. Tunaweza kutumia maelewano: viingilio vya CARBIDE vya ugumu wa hali ya juu + mipako iliyotiwa mafuta mengi, au alama laini za kuingiza za CBN + vichochezi vya kukata vinavyofaa kwa kukata nyenzo za kawaida (badala ya usindikaji ngumu)."

Drape alisema, "Unaweza kutumia viingilio vya CBN ili kukata nyenzo za kazi kwa ugumu wa 45-50 HRC, lakini jiometri ya blade lazima irekebishwe. Uingizaji wa kawaida wa CBN una chamfer hasi kwenye makali ya kukata. Ingizo hili la chamfer hasi la CBN ni laini kwa mashine. Wakati nyenzo za workpiece zinatumiwa, nyenzo zitakuwa na athari ya kuvuta na maisha ya chombo yatafupishwa. Ikiwa daraja la CBN lenye ugumu wa chini linatumiwa na jiometri ya makali ya kukata inabadilishwa, nyenzo za workpiece na ugumu wa 45-50 HRC zinaweza kukatwa kwa ufanisi."

Uingizaji wa grooving wa S117 HORN uliotengenezwa na kampuni hutumia ncha ya PCBN, na kina cha kukata ni karibu 0.15-0.2 mm wakati upana wa gear umekatwa kwa usahihi. Ili kufikia uso mzuri wa uso, blade ina ndege ya kufuta kwenye kila kando ya kukata pande zote mbili.

Chaguo jingine ni kubadilisha vigezo vya kukata. Kulingana na Index's Economan, “Baada ya kukata tabaka gumu, vigezo vikubwa vya kukata vinaweza kutumika. Ikiwa kina kigumu ni 0.13mm au 0.25mm tu, baada ya kukata kwa kina hiki, ama vile vile tofauti hubadilishwa au bado Tumia blade sawa, lakini ongeza vigezo vya kukata kwa kiwango kinachofaa."

Ili kufidia anuwai pana ya uchakataji, alama za blade za PCBN zinaongezeka. Alama za ugumu wa juu huruhusu kasi ya kukata haraka, ilhali alama zenye ukakamavu bora zinaweza kutumika katika mazingira yasiyo thabiti zaidi ya uchakataji. Kwa ukataji unaoendelea au uliokatizwa, alama tofauti za kuingiza PCBN pia zinaweza kutumika. Maton wa Sumitomo Electric alisema kuwa kwa sababu ya ugumu wa zana za PCBN, kingo zenye ncha kali zinaweza kukatwa wakati wa kutengeneza chuma ngumu. "Lazima tulinde makali ya kukata, haswa katika ukataji ulioingiliwa, makali ya kukata yanapaswa kutayarishwa zaidi kuliko katika ukataji unaoendelea, na pembe ya kukata inapaswa kuwa kubwa."

Alama mpya za Iskar za IB10H na IB20H zinapanua zaidi laini yake ya bidhaa ya Groove Turn PCBN. IB10H ni daraja nzuri la PCBN kwa kukata kwa kasi ya kati hadi ya juu ya chuma ngumu; wakati IB20H inajumuisha nafaka nzuri na za kati za PCBN, kutoa upinzani mzuri wa kuvaa na upinzani wa athari. Usawa unaweza kuhimili hali ngumu ya kukata chuma ngumu kuingiliwa. Hali ya kawaida ya kushindwa kwa chombo cha PCBN inapaswa kuwa kwamba makali ya kukata huishabadala ya kupasuka au kupasuka ghafla.

Daraja la PCBN lililofunikwa la BNC30G lililoletwa na Sumitomo Electric hutumika kwa uchakachuaji ulioingiliwa wa vifaa vya chuma ngumu. Kwa uchakataji unaoendelea, kampuni inapendekeza daraja lake la BN250 la blade zima. Maton alisema, "Wakati wa kukata mfululizo, blade hukatwa kwa muda mrefu, ambayo itatoa joto nyingi la kukata. Kwa hiyo, ni muhimu kutumia blade na upinzani mzuri wa kuvaa. Katika kesi ya grooving ya vipindi, blade huingia mara kwa mara na kutoka kwa kukata. Ina athari kubwa kwenye ncha. Kwa hiyo, ni muhimu kutumia blade na ugumu mzuri na inaweza kuhimili athari za vipindi. Kwa kuongeza, mipako ya blade pia husaidia kupanua maisha ya chombo."

Bila kujali aina ya groove inayotengenezwa, warsha ambazo hapo awali zilitegemea kusaga ili kumaliza sehemu za chuma ngumu zinaweza kubadilishwa kuwa grooving kwa zana za PCBN ili kuongeza tija. Uchimbaji mgumu unaweza kufikia usahihi wa dimensional kulinganishwa na kusaga, huku ukipunguza kwa kiasi kikubwa muda wa machining.