Bearbeitung von Hartmetall Teilen
Anders als bei herkömmlichen Konzepten ist es nicht schwierig, ein abgeschrecktes Werkstück mit der richtigen Werkzeugmaschine und dem richtigen Werkzeug auf 5 μm zu bearbeiten. Gegenwärtig haben Werkzeuglieferanten neue Werkzeuge entwickelt, die solchen Bearbeitungsbedingungen standhalten. Hersteller von Werkzeugmaschinen haben auch CNC-Drehmaschinen hergestellt, die die für diese neuen Werkzeuge erforderliche Steifigkeit erfüllen. Gleichzeitig kann das Hartstoffdrehen die Produktion unter folgenden Gesichtspunkten fördern.
I. Hartstoffdrehen spart gegenüber Schleifen Zeit
Die endgültige Größenangabe ist weniger zeitaufwendig, da die Zerspanungsrate beim Drehen höher ist als beim Schleifen. Darüber hinaus können nach dem einmaligen Spannen des Werkstücks mehrere Prozesse bearbeitet werden. Der Bediener kann die gesamte Bearbeitung in einem Arbeitsgang erledigen und entladen, wodurch eine Just-in-Time-Produktion erreicht wird.
Kosten senken und Zeit sparen heißt Geld sparen. Darüber hinaus bedeutet die Verwendung einer Drehmaschine anstelle einer Schleifmaschine eine geringere Gesamtinvestition in die Werkzeugmaschine.
Das Drehen von Hartstoffen mit besserer Qualität ist in Bezug auf Maßgenauigkeit und Oberflächenrauheit viel besser als das Schleifen. Sie können die meisten harten Materialien mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,1 μm auf eine Gesamttoleranz von 5 μm drehen. Natürlich erfordert eine derart präzise Oberflächenqualität spezielle Maßnahmen, aber Ra 0,15 μm – Ra 0,2 μm ist ein Kinderspiel.
Das Drehen von weniger prozesshartem Material eliminiert viele Formen des Schleifens sowie des Polierens und anderer Endbearbeitungsvorgänge. Dies spart nicht nur Verarbeitungskosten, sondern erfordert auch kein Outsourcing von Teilen, um die Verarbeitung zu unterstützen.
Wenn weniger harte Materialien verschwendet werden, fällt beim Drehen nur sehr wenig Abfall an. Da das verwendete Kühlmittel das gleiche wie beim normalen Drehen ist, muss kein zusätzliches Kühlmittel hinzugefügt werden, was zu einem geringen Abfall führt. Darüber hinaus kann das Trockendrehen ohne Kühlmittel durchgeführt werden, um den Abfall von Kühlmittel und Werkstücken zu vermeiden. Das Hartstoffdrehen kann auch das Problem des Zerkleinerns von Abfallresten vermeiden, dh das mühsame und kostspielige Problem der Rückgewinnung und Entsorgung von Abfallresten.
II. Leistungs- und Steifigkeitsanforderungen
Um beim Drehen harter Werkstoffe die besten Ergebnisse zu erzielen, ist die richtige Kombination von Werkzeugmaschinen und Werkzeugen wichtig. Beispielsweise ist es in einem Grobdrehprozess bei Verwendung eines Keramikmessers und einer Schnittmenge von 0,28 mm / min und einer Schnitttiefe von 1,9 mm erforderlich, eine Last von 65% für einen 15 kW-Motor auszugeben. Die Drehmaschine dreht ein Ende des abgeschreckten Stahlstücks mit einem Durchmesser von 50 mm auf etwa 25 mm, während auch die Kegeloberfläche, der Bogenradius und andere komplexe Formen herausgedreht werden.
Obwohl für große Schnitttiefen eine hohe Leistung erforderlich ist, ist dies für viele Benutzer in den meisten Fällen nicht der Fall. Denn die Bearbeitung der meisten harten Materialien ist im Endeffekt. Im Allgemeinen kann es auf einer gewöhnlichen Schraubendrehmaschine grob gedreht werden, wobei ein Rand von 0,25 bis 0,38 mm verbleibt, und anschließend nach der Wärmebehandlung mit einer Hartstoffdrehtechnologie fertiggestellt werden. Eine weitere Anforderung für das Drehen von hartem Material ist die Steifheit, die an allen Stellen der Werkzeugmaschine, des Werkzeugs und des Werkstücks sowie der Werkzeugmaschine, an denen es an Steifheit mangelt, Zittern verursachen kann. Um Präzision und Maßtoleranzen gegenüber dem Schleifen erreichen zu können, muss die Maschine eine besonders hohe Steifigkeit gegenüber dem Bett aufweisen. Herkömmliche Gusseisenbetten sind im Vergleich zu Granitpolymeren nicht zum Hartdrehen geeignet. Das Granit-Polymerbett ist 20-mal vibrationsbeständiger als Gusseisen. Die Vibration auf der Hauptwelle beträgt nur 1/3 oder weniger der auf dem Gusseisenbett montierten Hauptwelle.
Das Reduzieren des Überhangs ist ein weiterer Weg, um Vibrationen zu reduzieren. Theoretisch sollte die Werkstückhaltevorrichtung das Werkstück so nahe wie möglich am Spindellager halten, und das Werkzeug sollte so nah wie möglich am Revolverkörper ohne den Auslegerzustand sein. Zu diesem Zweck dient eine Drehmaschine, bei der das Spannzangenfutter direkt in die Spindel eingespannt werden kann. Der Spannzangenhalter hält das Werkstück vom Spindellager fern, das nicht nur eine geringe Spannkraft hat, sondern auch die Vibrationsgefahr erhöht.
III. Neue Werkzeugvielfalt
Hartstahl lässt sich gut mit Keramikmessern und CBN-Werkzeugen bearbeiten. Diese Werkzeuge haben sich in kurzer Zeit rasant entwickelt, und einige Werkzeughersteller behaupten, dass:
Solange die Maschine richtig benutzt wird, kann ihr Werkzeug die Zeit um 300% verkürzen als beim Schleifen und die Schnittgenauigkeit verbessern.
Die von diesen Lieferanten empfohlenen Keramikmesser haben einen negativen Spanwinkel und eine große T-Fase, die nur an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkstück Druck ausübt. Im Gegensatz dazu kann das CBN eine solche ungünstige T-Fase aufweisen oder nicht, abhängig von den spezifischen Bedingungen des Werkstücks. Wenn zum Beispiel CBN für unterbrochenes Schneiden verwendet wird, ist eine große T-Fase erforderlich, um Vibrationen standzuhalten.
Die Verwendung von Keramikwerkzeugen wird aufgrund der geringeren Kosten und der größeren Schneidkanten häufiger als bei CBN. Sie sind jedoch extrem anfällig für Hitzerisse. Wenn das Messer nicht richtig geschliffen ist, ist es außerdem nicht ratsam, ein unterbrochenes Schneiden durchzuführen. CBN ist zwar viel teurer als Keramik, weist jedoch eine viel bessere Schneidleistung, eine höhere Verarbeitungsgenauigkeit und eine längere Lebensdauer auf.
Bei der Auswahl zwischen diesen beiden Werkzeugmaterialien werden das Werkstückmaterial, die Geometrie sowie die Schnittgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit angepasst. Einige Benutzer halten sich in der Regel nicht nacheinander an den Vergleich, sondern an die Kosten der gleichen Bearbeitung für das Tool und das Prinzip, wie viel Nutzen erzielt werden kann. Diese Benutzer verwenden ein billiges Keramikmesser, um die Schuppen und Schuppen, die bei der Wärmebehandlung verbleiben, grob zu schneiden. Beenden Sie den Vorgang mit einem besseren CBN-Werkzeug. Wenn die Härtungstiefe größer ist als die Tiefe des zu pflegenden Materials, empfiehlt sich im Allgemeinen die Verwendung von CBN.
IV. Wählen Sie die richtige Verarbeitungsmethode
Das Hartstoffdrehen ist aus praktischer Sicht ein Prozess, der eng mit den Eigenschaften des Werkstücks verbunden ist. Es eignet sich besonders zum Schneiden von Werkstücken mit komplexen Geometrien wie komplizierten Bögen, Winkeln und Radien. Mit einer Einspitzen-Programmierdrehmethode können Sie die Bearbeitung schnell und wirtschaftlich abschließen, ohne dafür ein Formrad kaufen zu müssen. Als Faustregel gilt, dass das Drehen des meisten harten Materials bei einer Schnittgeschwindigkeit von 91 bis 150 m / min und einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,05 bis 0,13 mm / min durchgeführt wird. Die Tiefe des Schneidmessers beträgt im Allgemeinen 0,08 bis 0,5 mm. Die Kontrolle der Reinheit des Materials sowie der Prozesse der Wärmebehandlung, des Schruppens und des Umformens vor dem Drehen ist daher der entscheidende Faktor für die Präzision, die durch diese Verarbeitung erzielt werden kann. Schwankt die Werkstückhärte beispielsweise nur um drei Rockwell-Härtewerte, ändert sich der Schneiddruck des Werkzeugs so stark, dass die Maßgenauigkeit von 5 μm nicht garantiert werden kann. Instabile Steifheit und ungleichmäßige Schnitttiefe können diesen Prozess beschädigen. Daher sollten qualifizierte Materialien verwendet werden, um eine konstante Zerspanungsrate zu gewährleisten und um sicherzustellen, dass die Wärmebehandlungshärte innerhalb von ± 1 oder ± 2 HRC liegt.
Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Werkstücks beeinflusst auch die Fähigkeit der Maschine, die Toleranzgenauigkeit aufrechtzuerhalten. Eine typische horizontale Drehmaschine erreicht im Allgemeinen eine ziemlich strenge Präzision, wenn der Reitstock für ein weiches Werkstück mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 5: 1 bis 6: 1 verwendet wird. Aufgrund der Härte des Werkstücks, des negativen Spanwinkels des Werkzeugs und der zum Schneiden des harten Materials erforderlichen T-Fase ist der Druck auf das Werkzeug ziemlich groß. Wenn das Werkstück ohne Reitstock abgestützt wird, muss das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Werkstücks daher auf 3: 1-4: 1 begrenzt werden.
Diese Einschränkung hängt natürlich vom jeweiligen Prozess ab, dh von den Anforderungen an Material, Härte, Rauheit und Genauigkeit des Werkstücks. Wir haben die Reitstockstütze bisher nicht verwendet und das Drehen des Werkstücks mit einem Durchmesser von 13 mm und einer Länge von 64 mm ist sehr ungenau.
Der Reitstock kann eine Rolle spielen, ist aber ein Allheilmittel für alle Probleme. Beispielsweise kann die Spitze ein Rattern eines Werkstücks mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Länge von 300 mm nicht verhindern. Für diese Art von Werkstück können Sie nur Schleifen verwenden. Um engere Toleranzen als 0,005 mm zu gewährleisten, ist es besser, das Schleifverfahren zu verwenden. Obwohl das Hartstoffdrehen das Schleifen nicht vollständig ersetzen kann. Aber es kann einen erheblichen Teil ersetzen. Insbesondere Werkstücke mit geringem Längen- und Durchmesserverhältnis und komplizierter Form.
