Siivuttava ja trokoidijyrsintä

Siivuttava jyrsintä ja trokoidijyrsintä kehitettiin alunperin vaikeasti lastuttavien materiaalien, kuten kovien terästen (ISO H), kuumalujien superseosten ja muiden ISO S -materiaalien, rouhintaan ja puolikarkeaan koneistukseen, mutta ne soveltuvat myös muiden aineiden ja eritoten värinäalttiiden työkappaleiden jyrsintään.

Trokoidijyrsintää käytetään lähinnä urien koneistukseen.

Siivuttavaa menetelmää käytetään lähinnä nurkkien puolikarkeaan koneistukseen.

Molemmat menetelmät ovat osoittautuneet erittäin varmoiksi ja tuottaviksi.

Menetelmät perustuvat pieneen radiaaliseen lastuamissyvyyteen, a_e, jolla saadaan seuraavat edut:

• Radiaaliset lastuamisvoimat ovat pienet, joten tukevuusvaatimukset ovat vähäisemmät, ja lastuamissyvyys, a_p, voi olla suuri.
• Vain yksi terä kerrallaan lastuaa, mikä minimoi värinäalttiuden
• Teräsärmän lämpötila alenee, kosketus on lyhempi, joten lastuamisnopeus voi olla suurempi
• Lastunpaksuus, h_ex, on pieni, mutta syöttö, f_z, on iso.

Työkalun valinta

”Siivuttaviin” menetelmiin soveltuu myös siilijyrsin, jossa yhdistyvät pieni radiaalinen lastuamissyvyys, a_e, ja iso kokonaislastuamissyvyys, a_p.

Siivutuksen ja trokoidijyrsinnän käyttö

Siivuttavissa menetelmissä käytetään isoa lastuamisnopeutta, v_c, ja aksiaalista lastuamissyvyyttä, a_p, mutta pientä radiaalista lastuamissyvyyttä, a_e, ja teräsyöttöä, f_z. Tämän mahdollistavat seuraavat tekijät:

• Tekijä Ohut lastuLyhyt kosketuspituus
• Vaikutus Pienet lastuamisvoimat/pieni taipumaAlhainen lämpötila lastuamisalueella
• Etu Suuri aksiaalinen lastuamissyvyysSuuri lastuamisnopeus

TrokoidijyrsintäKäyttöalue

Erinomainen menetelmä uranjyrsintään, kun ongelmana on värinäalttius; soveltuu myös ahtaiden syvennysten, taskujen ja urien rouhintaan.Määritelmä

Trokoidijyrsintä voidaan määritellä ympyräinterpolaation ja sivuttaisen syöttöliikkeen yhdistelmäksi. Jyrsin lastuaa työkappaleesta ”siivuja” radiaalisuunnassa peräkkäisten spiraalien muodostamalla radalla.

Ohjelmoinnille ja koneelle asetetaan erityisiä vaatimuksia.

Työstörataan ohjelmoidaan kaarevat lähestymis- ja irrotusliikkeet, joiden radiaalinen porrastus, w, pidetään pienenä. Toisin sanoen:

• Lyhyen kosketuspituuden ansiosta lastuamisvoimat ovat pieniä ja voidaan käyttää suurempaa aksiaalista lastuamissyvyyttä
• Teräsärmän koko pituus hyödynnetään, jolloin lämmönmuodostus ja kuluminen on tasaista. Terän kestoikä on siten pidempi kuin perinteisessä uranjyrsinnässä
• Lyhyen kosketuspituuden ansiosta voidaan käyttää moniteräisiä työkaluja, jolloin pöytäsyöttö muodostuu suureksi ja työkalun kestoikä pitenee
• Suurin radiaalinen lastuamissyvyys, a_e, saa olla korkeintaan 20 % jyrsimen halkaisijasta

a_p ≤ 2 x Dc

a_e = pieni

v_f = iso

v_c = jopa 10 kertaa suurempi kuin tavanomaisissa menetelmissä

Uran leveys alle 2 x D_c

Työkalulle ohjelmoidaan jatkuva radiaalisuuntainen spiraalirata, jolla ura tai muoto koneistetaan. Syöttö pysyy samana ja radiaalinen lastuamissyvyys vaihtelee. Jyrsin lastuaa vain puolet ajasta.Huomioon otettavaa

1) Radiaalinen lastuamissyvyys vaihtelee jatkuvasti ja on suurimmillaan isompi kuin ohjelmoitu porrastus, w.

2) Jyrsimen halkaisija saa olla korkeintaan 70 % uran leveydestä, ja porrastus, w, korkeintaan 10 % halkaisijasta D_c.

3) Syöttö on jatkuvasti sama, mutta arvo työkalun keskiössä, v_f, on eri kuin sen kehällä, v_fm. Jos ohjelmoitu syöttö on keskiösyöttö, kehäsyöttö on laskettava erikseen.

Lastuamisarvot

• Jyrsimen maks. halkaisija D_c = 70 % uran leveydestä
• Radiaaliporrastusw = maks. 10 % D_c
• Radiaalinen lastuamissyvyys maks.a_e = 20 % D_c
• Aksiaalinen lastuamissyvyys a_p = maks. 2 x D_c
• Teräkohtainen aloitussyöttö, f_z = 0.1 mm

Ohjelmoidun syötön (v_f) laskeminen

Vinkkejä trokoidijyrsintään

Trokoidijyrsinnän etuja perinteiseen uran- tai pistojyrsintään verrattuna ovat varmempi prosessi, pidempi terän kestoikä ja pienemmät työkalukustannukset, koska 12 mm:n jyrsin voidaan korvata 8 mm:n jyrsimellä.Uran leveys yli 2 x Dc

Ohjelmoidaan samoin kuin edellisessä esimerkissä spiraalirata, jolloin terä lastuaa puolet ajasta. Rata voidaan optimoida, kun ura on leveämpi:

1. Lähestymiskaari – ohjelmoitu säde (rad_m) = 50 % D_c:stä.
2. G1, kun a_e = 0.1 x D_c.
3. Poistumiskaari – ohjelmoitu säde (rad_m) = 50 % D_c:stä.
4. Pikaliike seuraavaan aloitusasemaan.
5. Työkierto toistuu.

Siivutus – nurkan jyrsintä usealla ylimenolla

Käyttöalue

Siivutus eli nurkan jyrsintä usealla ylimenolla on puolikarkea menetelmä, jolla poistetaan isommalta jyrsimeltä jäänyt aine.Määritelmä

Toisin kuin trokoidijyrsinnässä, menetelmässä ei tarvita lähestymis- ja irrotuskaarta, koska radiaalinen lastuamissyvyys kasvaa alun nollasta maksimiarvoon keskellä ja pienenee jälleen nollaan.

Usealla ylimenolla voidaan poistaa tehokkaasti ainetta ja radiaalinen lastuamispituus ja kulma sekä lastuamisvoimat pysyvät pieninä.Huomioon otettavaa:

Syötön pienentäminen nurkissa:

• Kuten aina sädettä koneistettaessa, keskiösyöttöä, v_f, on pienennettävä suhteessa kehäsyöttöön, v_fm, jotta teräkohtainen syöttö säilyy vakiona.
• Lastuamissyvyys voi jyrsimen halkaisijan ja nurkan säteen välisestä suhteesta riippuen kasvaa niin suureksi, että suoraviivaisessa jyrsinnässä käytettävä syöttö on liian suuri.
• Työstöradan ohjelmointihalkaisijan, D_vf, ja reiän halkaisijan, D_m, välinen suhde kuitenkin kasvaa jatkuvasti lähestyttäessä valmista nurkan sädettä, joten syöttöä on pienennettävä jokaisella ylimenolla.
• Lastuaminen ei ole enää tukevaa ja jyrsin alkaa väristä
• Dynaamisesti tukeva kone ja jyrsimen keskisyötön hallittu pienentäminen ovat nurkkien tehokkaan jyrsinnän perustekijöitä

Siivutus

Perinteinen

D_vf ja v_f pienenevät jokaisella ylimenolla

w = radiaaliporrastus

rad_m = kappaleen loppusäde

rad_w = kappaleen alkusäde

Vaikka aloitus- ja loppusäde ovat samoja, ylimenojen määrä vaihtelee nurkan kulmasta riippuen. Jos kulma on alle 60º, pisto jyrsimellä tai pistoporalla voi olla hyvä ratkaisu.Nurkan kulma