Jó alkatrészminőség elérése esztergálás során

A jó minőségű esztergált alkatrészekhez a forgácskezelés az egyik legfontosabb tényező. Válassza ki a megfelelő forgácsolási adatokat, és kövesse alkalmazási tippjeinket a jó alkatrészminőség érdekében.

Sikeres forgácskezelés

A forgácsvezetés az egyik fontos tényező az esztergálásban, és három alapvető forgácstörési alternatíva létezik:

• Öntörés (például szürkeöntvény esetén)
• Forgácstörés a szerszámon
• Forgácstörés a munkadarabon

Öntörés

Forgácstörés a szerszámon

Forgácstörés a munkadarabon

A forgácstörést befolyásoló tényezők

• Lapkageometria: A forgácshorony szélességétől, valamint a mikro- és makrogeometria kialakításától függően a forgács nyílt vagy inkább kompaktabb lesz.
• Csúcssugár: A kisebb csúcssugár jobban irányítja a forgácsot, mint a nagyobb csúcssugár
• Belépési (bekezdési) szög: A szögtől függően a forgács irányítása eltérő; a váll felé vagy a válltól elfelé
• Fogásmélység: A munkadarab anyagától függően a nagyobb fogásmélység befolyásolja a forgácstörést, amely nagyobb erőkhöz vezet a forgács töréséhez és elvezetéséhez
• Előtolás: A nagyobb előtolás erősebb forgácsokat eredményez. Néhány esetben segíti a forgácstörést és a forgácskezelést
• Forgácsolási sebesség: A forgácsolási sebesség módosítása befolyásolhatja a forgácstörési teljesítményt
• Anyag: A rövid forgácsú anyag (pl. öntöttvas) általában könnyen megmunkálható. A kiváló mechanikai szilárdsággal és kúszással
  (a szilárd anyagok hajlama az igénybevétel alatti lassú mozgásra vagy deformációra, pl. Inconel) rendelkező anyagok esetén a forgácstörés fontosabb tényező

Forgácsolási adatok esztergáláshoz

Mindig vegye figyelembe a gépet, a szerszámot, a lapkát és az anyagot, amikor kiválasztja a megfelelő sebességeket és előtolást az esztergáláshoz.

• Kezdje kis előtolási sebességgel a lapka biztonsága és a felületi minőség érdekében, majd növelje az előtolási sebességet a forgácstörés javítása érdekében.
• Haladjon a csúcssugárnál nagyobb fogásmélységen. Ezzel minimalizálja a lapka radiális elhajlását, amely fontos a belső megmunkálásnál.
• Ha túl alacsonyra állítja a forgácsolási sebességet, az nem megfelelő éltartamhoz fog vezetni. Mindig használja az ajánlott forgácsolási sebességet, v_c m/perc (láb/perc)

Az esztergálási alkatrészminőség javítása hűtőközeg-hozzávezetéssel

A helyesen alkalmazott hűtőközeg-hozzávezetés növeli a folyamatbiztonságot, a szerszám teljesítményét és az alkatrészminőséget. Hűtőközeg alkalmazásakor vegye figyelembe a következőket:

• A simítási alkalmazásokhoz erősen ajánlott nagy pontosságú hűtőközeg-hozzávezetéssel rendelkező szerszámot használni
• A forgácstöréshez szükséges hűtőközegnyomás a fúvóka átmérőjétől (kivezetés), a megmunkált anyagtól, a fogásmélységtől és az előtolástól függ
• A szükséges hűtőközegáram a nyomástól és a hűtőközegfuratok teljes adagolási keresztmetszetétől függ
• Közepes és nagyoló alkalmazásoknál ajánlott alsó hűtőközeg-hozzávezetést használni
• Simítási műveletekhez ajánlott nagy pontosságú és alsó hűtőközeg-hozzávezetést használni.

Oldja meg a kihívásokat a megfelelően alkalmazott hűtőközeg-hozzávezetés segítségével

• Forgácskezeléssel kapcsolatos problémák: Használjon felső hűtőközeg-hozzávezetést.
• Méretproblémák: Általában a túl magas hőmérséklet okozza – használjon felső és alsó hűtőközeg-hozzávezetést is, és olyan nagy nyomást, amekkorát csak lehetséges
• Rossz felületi minőség: Használjon felső hűtőközeg-hozzávezetést, ha a hibát a forgács okozza
• Kiszámíthatatlan szerszáméltartam nagyolási műveletekben: Csak alsó hűtőközeg-hozzávezetést használjon.
• Kiszámíthatatlan szerszáméltartam simítási műveletekben: Használjon felső és alsó hűtőközeg-hozzávezetést is
• Rossz forgácselvezetés belső műveleteknél: Felső és alsó hűtőközeg-hozzávezetést is használjon, és olyan nagy nyomást, amekkorát csak lehetséges

Hűtő-kenő folyadék alkalmazása esztergálásban

Hogyan érhető el jó felületi minőség esztergált alkatrészeknél?

A felületi minőségre vonatkozó általános szabályok:

• A felületi minőség gyakran javítható nagyobb forgácsolási sebességgel
• A lapka geometriája (semleges, pozitív és negatív homlokszögek és pozitív hátszögek) befolyásolja a felületi minőséget
• A lapkatípusnak is van némi hatása a felületi minőségre.
• Rezgési hajlam esetén válasszon kisebb csúcssugarat

Wiper lapka

A wiper lapkák nagy előtolási sebességekkel is használhatók alkatrészek esztergálásához anélkül, hogy elveszítenék a jó felületi minőség előállítására, illetve a forgácstörésre való képességüket.

Általánosan elmondható: Kétszer akkora előtolás, azonos felületi minőség. Azonos előtolás – kétszer jobb felületi minőség.

A wiper lapkák kialakításuknál fogva simítják a felületet, amint a lapka halad előre a munkadarabban, így a „wiper” hatás főleg egyenes vonalú esztergáláshoz és homlokesztergáláshoz készült.

Standard sugár

Wiper sugár

A wiper geometria kiválasztása

Standard lapkák és wiper lapkák összehasonlítása előtolási sebesség alapján

Figyelem! A standard sugárra vonatkozó értékek elméleti számításon alapulnak. A Wiper-sugárra vonatkozó értékek kísérleti értékeken alapulnak gyengén ötvözött acélban.

1. Az 1,6 mm-es (0,06 col) sugárhoz tartozó értékek DNMX-lapkán alakulnak.

Alkalmazási tippek külső esztergáláshoz

Rezgésre hajlamos munkadarabok

Forgácsolás egy menetben (például cső)

Javasolt a teljes fogást egy menetben elvégezni az erő tokmányra/orsóra irányításával axiális irányban.

Példa:
Külső átmérő (OD) 25 mm (0,984 col)
Belső átmérő (ID) 15 mm (0,590 col)
Fogásmélység, a_p, is 4,3 mm (0,169 col)
Falvastagság = 0,7 mm (0,028 col)

90°-hoz közeli belépési szög (0°-os bekezdési szög) segítségével a forgácsolóerők axiális irányba vezethetők. Ez minimális hajlítóerőt okoz a munkadarabon.

Forgácsolás két menetben

A szinkronizált felső és alsó revolveres megmunkálás kiegyensúlyozza a radiális forgácsolóerőket, így elkerülhetők a rezgések és az alkatrész elhajlása.

Karcsú/vékony falú alkatrészek

Karcsú/vékony falú alkatrészek esztergálásánál vegye figyelembe a következőket:

• A belépési szög legyen közel 90°-os (0°-os bekezdési szög). Még egy kis változás (91/-1 és 95/-5 fokos szög között) is befolyásolja a forgácsolóerő irányát a megmunkálás során.
• A fogásmélységnek (a_p) a csúcssugárnál nagyobbnak kell lennie. A nagy a_p növeli az axiális erőt, Fz, és csökkenti a radiális forgácsolóerőt, F_x, amely rezgést okoz.
• Használjon éles lapkát kis csúcssugárral (RE), amely kis forgácsolóerőket generál
• Vegye fontolóra fémkerámia vagy PVD-minőség használatát a kopásállóság és az éles lapkaél biztosításához, amely ennél a műveletnél fontos.

Vállképzés/váll esztergálása

Kövesse az 1–5. lépéseket, hogy elkerülje a lapkaél károsodását. Ez a módszer igen előnyös a CVD-bevonatú lapkákhoz, és jelentősen csökkentheti a repedéseket.

1-4. lépés:

Az egyes lépések (1-4) távolságának az előtolási sebességgel kell egyeznie a forgácselakadás elkerüléséhez.

5. lépés:

A végső fogást egyetlen függőleges fogással kell megoldani a külső átmérőtől a belső felé haladva.

Problémák merülhetnek fel a feltekeredő forgácsokkal a sugáron, ha a belső átmérőtől a külső felé halad a váll homlokmarásánál. A szerszámút módosítása megfordíthatja a forgács irányát és megoldhatja a problémát.

Oldalazás

Kezdje a homlokmarással (1) és a letöréssel (2). Ha lehetséges, és a geometriai viszonyok a munkadarabon engedik, munkálja meg a letörést (3). A hosszirányú forgácsolás (4) az utolsó művelet, a lapka pedig finoman lép be és ki a fogásból a megmunkálás során.

A homlokesztergálás az első művelet a referenciapont meghatározásához a következő menethez.

A sorjaképződés gyakori probléma a fogás végén (a munkadarab elhagyásakor). Egy letörés vagy lekerekítés (egy sarok leélezése) minimalizálhatja vagy megszüntetheti a sorjaképződést.

Az élletörés a munkadarabon a lapkaél finomabb belépését eredményezi (homlokmaráskor és hosszirányú esztergálásnál is).

Megszakított forgácsolás

Megszakított forgácsoláskor:

• PVD-minőséggel élszívósságot biztosíthat az olyan alkalmazásokban, ahol gyors megszakítások vannak, pl. hatszögletű rudak.
• Szívós CVD-minőséggel tömör szívósságot érhet el nagy alkatrészeket és nehéz megszakításokat tartalmazó alkalmazásokban.
• Vegye fontolóra erős forgácstörő használatát, a megfelelő élkitöredezéssel szembeni ellenálló képesség biztosítása érdekében
• Érdemes lehet kikapcsolni a hűtőközeg-hozzávezetést a hőrepedések elkerülése érdekében.

Munkadarab simítása hátraköszörüléssel (visszaköszörülés)

Használja a lehető legnagyobb RE csúcssugarat a hosszirányú és homlokesztergáláshoz, amely a következőket eredményezi:

• Erős él és jobb megbízhatóság
• Jó felületi minőség
• Lehetőség nagy előtolás használatára

Ne haladja meg az aláesztergálás szélességét, és az utolsó műveletként végezze el a sorják eltávolításához.

Alkalmazási tippek belső esztergáláshoz

• Válassza a lehető legnagyobb késátmérőt, ugyanakkor biztosítsa, hogy elegendő hely legyen a forgácselvezetésnek a kés és a furat között.
• Biztosítsa, hogy a forgácselvezetés elegendő az alkalmazott forgácsolási adatokhoz, és hogy a megfelelő típusú forgácsok képződnek.
• Válassza a lehető legkisebb túlnyúlást, ugyanakkor biztosítsa, hogy a kiesztergálókés hossza lehetővé tegye az ajánlott befogási hossz alkalmazását. A befogási hossz soha ne legyen kisebb, mint a kés átmérőjének háromszorosa
• Használjon csillapított kiesztergálókéseket, ha rezgésre érzékeny alkatrészeket kell megmunkálni.
• Válasszon 90°-hoz legközelebb eső belépési szöget (0°-os bekezdési szög), hogy a forgácsolóerőket elvezethesse a kiesztergálókés mentén. A belépési szög soha ne legyen 75°-nál kisebb (-15°-os bekezdési szög).
• Első választásként a lapkának legyen pozitív alakja, illetve pozitív geometriája a szerszámkihajlás minimalizálásához.
• Válasszon olyan csúcssugarat, amely kisebb mint a fogásmélység.
• A forgácsolóél nem megfelelő fogása súrlódás okozta rezgést eredményezhet a forgácsolás során. Válasszon olyan fogásvételt, amely a csúcssugárnál nagyobb, hogy a forgácsolási művelet megfelelő legyen.
• A forgácsolóél nagyobb igénybevétele (nagyobb fogásmélység és/vagy előtolás) növeli a rezgési hajlamot a szerszám kihajlása miatt.
• A vékony bevonatú vagy bevonat nélküli lapkák normál esetben kisebb forgácsolóerőket generálnak, mint a vastag bevonatúak. Ez különösen fontos, ha a szerszámhossz/átmérő arány nagy. Az éles forgácsolóél normál esetben javítja a furatminőséget a rezgési hajlam minimalizálásának köszönhetően.
• A nyitott forgácstörővel rendelkező geometria gyakran előnyösebb lehet a belső esztergálásnál.
• A nagyobb szívósságú lapkatípusok jobban alkalmazhatók egyes műveletek során a forgácsfeltapadás vagy rezgések elkerülésére.
• Fontolja meg alternatív szerszámutak alkalmazását, ha javítani kell a forgácsképződésen.

Alkalmazási tanácsok edzett alkatrészek esztergálásához

Az általános esztergálási ajánlásokon túlmenően az edzett alkatrészek esztergálásakor figyelembe kell venni néhány alapvető fontosságú tényezőt (amennyiben a gyártási folyamat részeként az alkatrészt edzés előtt házon belül kell előkészíteni):

• Kerülje a sorjákat
• Tartson szűk mérettűréseket,
• Az élletöréseket és lekerekítéseket a lágy fázisban készítse el
• Ne lépjen be vagy ki fogásból hirtelen
• A be- és kilépésnél forduljon be és ki a fogásból.

Felületi méretek

X tengely: Alakzat hossza

Y tengely: Átmérőeltérés

Kritikus felület

Összeállítás

• A jó gépstabilitás, illetve a munkadarab befogása és beállítása alapvető fontosságúak.
• Iránymutatásként a 2:1 munkadarab hossz-átmérő arány elfogadható olyan munkadarabok esetén, amelyeket csak egyik végén fog be. Ha további szegnyerges megtámasztás is adott, az arány növelhető.
• Fontos, hogy egy hőmérsékletileg szimmetrikus orsószekrény-szegnyereg kialakítás extra méretstabilitást ad.
• Használja a Coromant Capto® rendszert
• Minimalizálja a kinyúlásokat a rendszermerevség maximalizálásához
• Használjon keményfém száras kiesztergálókéseket és Silent Tools szerszámokat a belső esztergáláshoz.

Lapka mikrogeometria

Az S-típus és a T-típus két jellemző élelőkészítés CBN-lapkák esetében.

• S-típus: A legjobb élvonal-szilárdsággal. Ellenálló a mikrocsorbulással szemben és konzisztens felületi minőséget ad.
• T-típus: A legjobb felületi minőség eléréséhez folyamatos forgácsolásnál és minimális sorjaképződéshez megszakított forgácsolásnál. Kisebb forgácsolási erők

S-típus

Élletörés enyhe dörzsköszörüléssel

T-típus

Élletörés dörzsköszörülés nélkül

Lapkacsúcs geometriája

• Ha a feltételek stabilak, mindig használjon wiper geometriát a legjobb felületi minőség érdekében.
• Magas termelékenységi követelmények esetén használjon lapkát kis belépési szögű megközelítéssel.
• Normál sugarú lapkát csak akkor érdemes használni, ha a stabilitás gyenge (karcsú munkadarab stb.).

Nedves vagy száraz megmunkálás

Az edzett alkatrészek esztergálása hűtőközeg nélkül az ideális megoldás, és teljesen elfogadott módszer. A CBN és kerámialapkák tűrik a magas hőmérsékletet, amellyel elkerülhetők a hűtőközeggel kapcsolatos költségek és nehézségek.

Egyes alkalmazásokhoz szükség lehet hűtőközegre, pl. a munkadarab hőstabilitásának megőrzéséhez. Ilyen esetekben biztosítson folyamatos hűtőközeg-áramlást a teljes esztergálási művelet során.

Általában a megmunkálás során keletkező hő eloszlása: forgács (80%), munkadarab (10%) és lapka (10%). Ez mutatja, milyen fontos a forgácsok eltávolítása a forgácsolóél zónájából.

Forgácsolási adatok és kopás

A nagy hő a forgácsolóél zónájában csökkenti a forgácsolóerőket. Ezért a túl alacsony forgácsolási sebesség kevesebb hőt fejleszt és lapkatörést okozhat.

A kráteres kopás fokozatosan befolyásolja a lapkaszilárdságot, de nincs jelentős hatással a felületi minőségre. Ezzel ellentétben a felületi kopás fokozatosan rontja a mérettűrést.

Az éltartam része a kopás meghatározásában
*) Hátkopás **) Kráteres kopás

Lapkacsere kritériumai

Az előre megadott felületi minőség (B) gyakori és praktikus lapkacsere-kritérium. A felületi minőség automatikus mérése külön állomáson történik és az adott felületi minőség egy értéket kap.

Az optimalizált és stabilabb folyamat érdekében állítson be lapkacsere-kritériumként egy előre meghatározott számú alkatrészt (A). Ennek az értéknek 10–20%-kal kisebbnek kell lennie, mint az előre meghatározott felületi minőség, a pontos értéket mindig az adott esetre vonatkozóan kell megállapítani.

A: Alkatrészek előre meghatározott száma

B: Előre meghatározott felületi minőség

X tengely: Alkatrészek száma

Y tengely: Felületi minőség

Kék vonal: Lapkakopás

Vörös vonal: Maximális R_a/R_z érték

Egyfogásos stratégia

Az egy fogásvételű fémeltávolítási stratégia külső és belső megmunkáláskor is használható. A stabil összeállítás fontos, és a szerszám kinyúlása nem haladhatja meg a késátmérőt belső esztergáláskor (1xD). Jó megmunkáláshoz élletört, enyhén dörzsköszörült lapkákat (S-típus), illetve mérsékelt sebességet és előtolást ajánlunk.

Előnyök

• A lehető leggyorsabb megmunkálási idő
• Egy szerszámpozíció

Hátrányok

• Nehézségek a szigorú mérettűrések elérésében
• Rövidebb éltartam (két fogásnál)
• Tűréseltérések a viszonylag gyors kopás miatt

Kétfogásos stratégia

A kétfogásos stratégia lehetővé teszi a jó minőségű felületek felügyelet nélküli megmunkálását. Nagyoló lapkákat ajánlunk 1,2 mm-es (0,047 col) sugárral, illetve simító lapkákat csak élletöréssel. Mindkét lapka legyen Wiper-geometriájú.

Előnyök

• Nagyoláshoz és elősimításhoz optimalizált szerszámozás
• Nagyobb biztonság, szűkebb tűrések és potenciálisan hosszabb menetek a szerszámváltások között

Hátrányok

• Két lapkát igényel
• Két szerszámpozíció
• Egy extra szerszámváltás