Miért határozza meg a szerszámgeometria és a forgácsvezérlés a felületi simítást és a ciklusidőt?

A legtöbb vásárló a gépre összpontosít, amikor értékeli aCNC esztergálásszállító. Orsó fordulatszám. Tengelyszám. Bar adagolási kapacitás. Ezek a dolgok számítanak. De nem ezek határozzák meg, hogy az alkatrész tükörfényes vagy szakadt felülettel jön-e ki. Nem ezek okoznak ütközést vagy törött szerszámot.

A különbség két olyan dologban van, ami ritkán jelenik meg a specifikációs lapon: a szerszámgeometriában és a forgácsvezérlésben. A derékszögű eszterga tisztán vág, és rövid, kezelhető forgácsot termel. Ugyanaz a nem megfelelő szögű eszterga dörzsöli, megkeményíti és a hosszú, szálas forgácsokat a szerszám köré tekeri. Az alkatrész még mindig megfelel a tűréshatárnak, de a felületi minőség romlik, a szerszám élettartama csökken, és a ciklusidő megnő.

A Nuote Metalsnál a szerszámválasztást és a forgácskezelést alapvető mérnöki döntésnek tekintjük, nem pedig a kezelői preferenciáknak. InCNC esztergálás, ez a két tényező dönti el, hogy az alkatrészt nyereségesen vagy veszteségesen állítják elő.

Szerszámgeometria – A vágási minőséget meghatározó szögek

Az esztergalapka nem egy általános keményfém darab. Meghatározott szögei határozzák meg, hogyan kerül be az anyagba, hogyan töri el a forgácsot és hogyan osztja el a hőt. Itt vannak a legfontosabb szögek:

Rake szög.A dőlésszög szabályozza, hogy a szerszám milyen agresszíven vágjon. A pozitív dőlésszögnek éles éle van, amely belevág az anyagba – ideális puha, gumiszerű anyagokhoz, például alumíniumhoz és rézhez. A negatív dőlésszögnek tompa éle van, amely belenyomódik az anyagba – jobb a kemény, törékeny anyagokhoz, mint például az edzett acél és az öntöttvas. Ha nem megfelelő dőlésszöget használ a nem megfelelő anyagon, az élek felhalmozódását, rossz felületkezelést vagy a szerszám törését okozza.

Távolsági szög.A hézagszög megakadályozza, hogy a szerszám hozzádörzsölődjön a munkadarabhoz. Túl kicsi, és a szerszám súrlódik, hőt termel, és megkeményíti a felületet. Túl nagy, és a vágóél gyengül, és hajlamos a forgácsolásra. A rozsdamentes acél esetében nagyobb hézagszöget alkalmazunk, hogy csökkentsük a dörzsölődést és a megmunkálási keményedést.

Az orr sugara.Az orrsugár befolyásolja a felületi minőséget és a szerszám szilárdságát. A nagyobb orrsugár simább felületet eredményez, de növeli a vágási erőket, és vibrációt okozhat a vékony falú részeken. A kisebb orrsugár csökkenti az erőhatásokat, de durvább felületet hagy. A passzok befejezéséhez nagyobb orr sugarat használunk; nagyoláshoz egy kisebb.

Forgácstörő geometriája.Ez az a tulajdonság, amely meghatározza a forgács alakját. A túl agresszív forgácstörő rövid forgácsokat termel, amelyek elakadhatnak a szerszámban. Túl passzív, és a forgács az alkatrész köré tekered. A forgácstörő geometriáját az anyag, a vágásmélység és az előtolás alapján választjuk ki – nem csak a szerszámtartóban lévőket.

Chip Control – Miért kerülnek pénzbe a hosszú chipek?

A szerszám vagy az alkatrész köré tekeredő forgács nem csak kellemetlenséget jelent. Háromféleképpen kerül pénzbe:

Felületi sérülés.A kész felületen áthúzott hosszú szálas forgács megkarcolja. A tömítőfelületen vagy a csapágycsapon ez a karc szivárgássá vagy kopási ponttá válik. Az eloxált vagy bevonattal ellátott alkatrészeknél a karcos felület a bevonat után látható hibává válik.

Szerszámhiba.A szerszám szárát körülvevő forgács szigeteli a vágóélt, növeli a hőmérsékletet és gyorsítja a kopást. Súlyos esetekben a forgács a betétzsebbe tömörül, és megreped a betét.

Kezelői beavatkozás.Az a gép, amely néhány percenként megáll, hogy eltávolítsa a forgácsot, nem gyárt alkatrészeket. Nagy volumenű gyártásnál a forgácsvezérlés a különbség a stabil folyamat és az állandó megszakítás között.

A chipeket három változón keresztül vezéreljük:

Előtolási sebesség:A nagyobb előtolási sebesség vastagabb forgácsot eredményez, amely könnyebben törik.

Vágásmélység:Túl sekély, és a forgács nyírás helyett súrlódik.

Hűtőfolyadék nyomás:A vágóélre irányított nagynyomású hűtőfolyadék (70-100 bar) letöri a forgácsot és kiöblíti a munkaterületről.

Hogyan illesztjük a szerszámokat az anyagokhoz

A különböző anyagok eltérő szerszámozási stratégiát igényelnek. Így közelítjük meg a leggyakoribb anyagokatCNC esztergálás:

Valódi példa – Rozsdamentes acél tengely forgácsszabályozási problémával

Egy észak-amerikai hidraulikus berendezésgyártónak 316-os rozsdamentes tengelyre volt szüksége, 0,01 mm átmérőjű tűréshatárral és Ra 0,8 μm felületkezeléssel. Előző beszállítójuk szakadt felületű és inkonzisztens felületű alkatrészeket szállított – a forgácsok a szerszám köré tekeredtek, és megkarcolták az alkatrészt esztergálás közben.

Amit másképp csináltunk:

• Átváltott nagy pozitív hatású, AlCrN bevonatú gereblye lapkákra – élesebb él, kevesebb dörzsölés a 316-on.
• Megnövelt előtolás a forgács vastagabbá tétele és a törés elősegítése érdekében.
• Nagynyomású hűtőfolyadék 70 bar nyomással a vágóél felé irányítva.
• 4000 darabot szállítottak nulla felületi hibával. Az ügyfél megszüntette a bejövő polírozást, és 6 nappal csökkentette az átfutási időt.

Gyakran ismételt kérdések a CNC esztergálásról

1. kérdés: Miért van az esztergált alkatrészem felülete szakadt vagy elkenődött?

V: A beszakadt vagy elkenődött felületet általában a megépült él vagy dörzsölés okozza. A szerszám nem vág tisztán – nyomja vagy hegeszti az anyagot. A gyakori okok közé tartozik a rossz dőlésszög, a kopott betét, az elégtelen hűtőfolyadék vagy a túl alacsony előtolás. A gumiszerű anyagokhoz, mint az alumínium és a réz, használjon erősen pozitív gereblyét és bevonat nélküli polírozott betéteket. Rozsdamentes acél esetén használjon éles peremet nagynyomású hűtőfolyadékkal. A Nuote Metalsnál a szerszám geometriáját az anyaghoz igazítjuk, hogy megelőzzük ezeket a hibákat a forrásnál – ez alapvető mindenCNC esztergálásfolyamat.

2. kérdés: Honnan tudhatom, hogy az esztergaszállítóm a megfelelő szerszámokat használja-e?

V: Tegyél fel három kérdést: (1) Milyen szöget használsz ezen az anyagon? (2) Milyen a forgácstörő geometriája? (3) Milyen hűtőfolyadék nyomás? Az a beszállító, aki nem tud válaszolni ezekre a kérdésekre, nem irányítja a sajátjaitCNC esztergálásfolyamat. Az a beszállító, aki általános választ ad – „mindenre pozitív értékelést alkalmazunk” –, nem illeszti össze a szerszámokat az anyaggal. A Nuote Metals minden cikkszámhoz dokumentálja a szerszámválasztást, és tartalmazza a beállítási lapon.

3. kérdés: A szerszámgeometria csökkentheti a ciklusidőt?

V: Igen. A megfelelő geometriájú szerszám gyorsabban vág, mert meghibásodás nélkül képes mélyebb fogásmélységet és nagyobb előtolást elérni. A rossz geometriájú szerszám lassításra kényszeríti a kezelőt, hogy elkerülje a csattanást vagy a szerszám törését. Egy tipikus rozsdamentes acél alkatrészhez, optimalizálja a szerszám geometriájátCNC esztergálás15-25%-kal csökkentheti a ciklusidőt. Ez közvetlenül csökkenti az egységköltséget. A Nuote Metals a folyamattervezés során tekinti át a szerszámozási stratégiát – nem az első tétel lassú lefutása után.