Jak zlepšit povrchovou úpravu při soustružení

 

Během dokončovací fáze soustružnických operací je to poslední, co operátor chce, sešrotovat součást kvůli špatné povrchové úpravě. Výrobci musí zvážit různé faktory, aby zlepšili povrchovou úpravu a splnili požadavky zákazníků. Zatímco použití správných břitových destiček a řezných parametrů je zásadní, stejně důležitý je holistický přístup k dosažení lepší kvality povrchu.

 

▲ soustružení

 

Zaujímám holistický přístup

 

Je velmi důležité zvážit všechny kroky od hrubování po dokončování, protože jsou vzájemně propojené, související a vzájemně závislé. Například před zahájením hrubovacích operací musíte vzít v úvahu přídavek ponechaný pro dokončování a polodokončování.

 

Aby byla zajištěna vysoce kvalitní povrchová úprava, musí obsluha během hrubování a polodokončování odebrat přiměřené množství materiálu, aby proces dokončování mohl probíhat hladce a s minimálními chybami. Jakékoli problémy během těchto fází mohou vést ke špatné kvalitě povrchu.

 

Hrubování odstraní většinu materiálu, čímž se sníží namáhání dokončovacího nástroje. Správné přizpůsobení přídavku na hrubování také zabraňuje předčasnému poškození dokončovacího nástroje. Mnoho výrobců dává přednost použití agresivnějších parametrů posuvu během hrubování, což může způsobit velké otřepy na stěnách součásti, což ztěžuje jejich rozbití.

 

▲ odstraňte přiměřené množství materiálu

 

Pokud se tyto otřepy objeví při dokončovacích operacích, mohou být velmi tvrdé (vedoucí k nárůstu břitu), což vede k výrazně zkrácené životnosti destičky. Hrubovací nástroj by měl být naprogramován tak, aby odstraňoval vrubové otřepy a poskytoval dobře obrobený povrch pro dokončovací fázi.

 

▲ zastavěná hrana

 

Pokud pozorujete normálně fungující stroj nebo soustružení na měkké oceli, musí obsluha v raných fázích dosáhnout dostatečně dobré povrchové úpravy, aby dosáhla potřebné kvality povrchu. Pokud začnete analyzovat součásti z kalené oceli, povrchová úprava během hrubého válcování před tepelným zpracováním výrazně ovlivní výslednou kvalitu povrchu po tepelném zpracování.

 

 

II Výběr vhodného posuvu a rychlosti

 

Při dokončování použijete vyšší plošný posuv, což povede k vyšší rychlosti a nižší rychlosti posuvu. Kromě toho bude hloubka řezu obecně menší. Stejně důležité je však zajistit, aby rychlost posuvu odpovídala požadované povrchové úpravě. Pokud je rychlost posuvu příliš nízká, může to způsobit nadměrné tření a předčasné opotřebení břitové destičky, což má za následek špatnou kvalitu povrchu.

 

Vyšší rychlost řezání pomáhá mírně zvýšit teplotu, což může zlepšit kvalitu povrchu. Zabraňuje také přilnutí materiálu k horní části nebo povrchu nástroje. Ve srovnání s hrubovacími aplikacemi by měl operátor mírně zvýšit rychlost, ale ne příliš, protože by to mohlo mít opačný efekt. Pokud se na straně břitové destičky objeví nahromaděná hrana, je třeba zvýšit rychlost posuvu.

 

Mnoho značek má tendenci snižovat rychlost ve srovnání s hrubovacími aplikacemi, což je častá chyba při dokončovacích operacích. Zvýšení rychlosti je nezbytné pro dosažení vysoce kvalitní povrchové úpravy.

 

▲ Drážka držáku nástroje s nadměrnou rozměrovou tolerancí může zmenšit kontaktní plochu mezi destičkou (jako je destička WNMG) a drážkou, což vede k pohybu v drážce. To může způsobit mikrovibrace, které negativně ovlivňují povrchovou úpravu.

 

Určení správné hloubky řezu pomůže stabilizovat proces soustružení. Příliš malá hloubka řezu může způsobit, že rádius špičky nástroje vyvine veškerou sílu radiálně na součást, což může vést k vibracím a negativně ovlivnit jakost povrchu.

 

Je také důležité vyhnout se použití příliš velké hloubky řezu, protože většina materiálu by měla být odstraněna během hrubování a meziobrábění. Obvykle byste chtěli malou hloubku řezu a nižší rychlost posuvu.

 

 

III Výběr vhodných nástrojů značky

 

▲ značkové vložky

 

Použití značkových břitových destiček může pomoci dosáhnout lepšího řezného výkonu. Diskuse o nových aplikacích s výrobci břitových destiček navíc může pomoci při identifikaci, které břitové destičky budou produkovat vysoce kvalitní povrchovou úpravu během soustružnických operací, což umožní výběr vhodné břitové destičky. Podmínky obrábění a materiál součásti určují, který typ břitové destičky je vhodný, ale některé obecné charakteristiky lze doporučit během dokončovací fáze.

 

Pokud to geometrie součásti dovolí, jsou obecně preferovány větší poloměry při dokončování. Větší rádius pomáhá efektivněji vyhlazovat materiál, téměř jako stěrač. S větším poloměrem destičky můžete mírně zvýšit rychlost posuvu při zachování vysoké kvality povrchu. U tenkostěnných aplikací však menší poloměr břitové destičky snižuje radiální řezné síly, což může zabránit vychýlení a vibracím, čímž se zabrání negativním dopadům na kvalitu povrchu.

 

Tvar břitové destičky má významný vliv na počáteční tvorbu třísky a povrchovou úpravu.

 

 

IV Role stíracích břitových destiček při obrábění

 

Použití značkových břitových destiček může pomoci dosáhnout lepšího řezného výkonu. Diskuse o nových aplikacích s výrobci břitových destiček navíc může pomoci při identifikaci, které břitové destičky budou produkovat vysoce kvalitní povrchovou úpravu během soustružnických operací, což umožní výběr vhodné břitové destičky. Podmínky obrábění a materiál součásti určují, který typ břitové destičky je vhodný, ale některé obecné charakteristiky lze doporučit během dokončovací fáze.

 

Pokud to geometrie součásti dovolí, jsou obecně preferovány větší poloměry při dokončování. Větší rádius pomáhá efektivněji vyhlazovat materiál, téměř jako stěrač. S větším poloměrem destičky můžete mírně zvýšit rychlost posuvu při zachování vysoké kvality povrchu. U tenkostěnných aplikací však menší poloměr břitové destičky snižuje radiální řezné síly, což může zabránit vychýlení a vibracím, čímž se zabrání negativním dopadům na kvalitu povrchu.

 

Tvar břitové destičky má významný vliv na počáteční tvorbu třísky a povrchovou úpravu.

 

 

V Výběr vhodného lamače třísek

 

Rozhodující je také výběr vhodného utvařeče. Když se břitová destička zapojí do řezání, horní povrch břitové destičky přímo interaguje s obráběným materiálem a oblastí třísky. Pokud tedy používáte nižší rychlost posuvu pro dosažení malé hloubky řezu, bude utvařeč vypadat jinak než při použití vyšší rychlosti posuvu pro dosažení větší hloubky řezu. Musíte vybrat vhodný utvařeč třísky pro daný materiál, protože správné utváření třísky je nezbytné pro udržení konzistentní a dobré kvality povrchu, zejména u více dílů.

 

 

VI Tenčí nátěry jsou lepší

 

Jedním z často přehlížených aspektů tohoto procesu je, jak třída břitové destičky ovlivňuje povrchovou úpravu, zejména pokud jde o povlaky.

 

Při srovnávání fyzikálního nanášení z plynné fáze (PVD) s povlaky chemického nanášení z plynné fáze (CVD) jsou povlaky CVD často mnohem silnější než povlaky PVD. Silnější povlaky čelí stále větším výzvám při výrobě vysoce kvalitních povrchových úprav. Díky adhezivní povaze povlaku poskytuje PVD lepší povrchovou úpravu než povlaky CVD. PVD destičky mají kompletní povlak na všech površích, zatímco CVD může snížit povlak na mikrogeometriích, a tím změnit tvar mikrogeometrií.

 

 

VII Jak ovládat čipy

 

▲ vysokotlaká chladicí kapalina přímo na břitu

 

Pro většinu soustružnických operací se doporučuje nasměrovat vysokotlakou chladicí kapalinu přímo na řeznou hranu. To pomáhá odstraňovat třísky z oblasti řezání. Kontrola třísek je nezbytná pro udržení vysoce kvalitního povrchu. Odstranění třísek zabraňuje opětovnému záběru nástroje s nimi, což by mohlo poškodit řeznou hranu nástroje. Zabraňuje také tomu, aby se třísky kroutily kolem nástroje a pohybovaly se po povrchu obrobku, což by mohlo způsobit poškrábání nebo kazy při dokončování.

 

"Chladicí kapalina pomáhá udržovat součást i nástroj chladné, což vám umožňuje řezat vyšší rychlostí. Pokud není možné vysokotlaké chlazení, nejlepší alternativou je konvenční nebo vnitřní chlazení."

 

Chladicí kapalina se nedoporučuje pro všechny aplikace. Při soustružení tvrzených materiálů – čehokoli nad HRC50-nepoužívejte chladicí kapalinu s keramickými břitovými destičkami, protože má tendenci způsobit nástroji tepelný šok, který by mohl vést ke zlomení nástroje. Pokud je však materiál měkčí, lze s keramickými vložkami použít chladicí kapalinu.

 

Kontrola čipů je klíčová, protože v tomto procesu musíme čipy odvádět teplo. Potřebujete však také dostatečně velkou řeznou plochu. Pokud se řezná plocha zmenší, sníží se množství materiálu odvádějícího teplo z řezné zóny, což povede k chemickému opotřebení, opotřebení hřbetu a kráterovému opotřebení břitové destičky. Při zvažování povrchové úpravy se kontrola třísek stává skutečnou výzvou. Proto je nezbytné zvolit správnou geometrii a zachovat správné řezné parametry pro danou aplikaci.

 

 

VIII Tuhost je také důležitá

 

Mnozí se shodují, že držák nástroje a upínač hrají významnou roli při dosahování vysoce kvalitních povrchových úprav. Pokud přípravek postrádá tuhost, způsobí vibrace, které mohou ovlivnit povrchovou úpravu. Stejně tak je důležité zajistit, aby držák nástroje měl co nejkratší přesah, který pomůže udržet jeho tuhost. Obrobek i nástroj by měly být přiměřeně podepřeny, aby se eliminovaly vibrace při dokončování.

 

Jedním aspektem, který mnozí nemusí brát v úvahu, je způsob, jakým je břitová destička namontována v držáku nástroje. Konstrukce držáku nástroje může hrát zásadní roli. Příliš otevřená drážka držáku nástroje zmenšuje kontaktní plochu mezi destičkou a drážkou držáku nástroje (jako u destiček WNMG), čímž dochází k pohybu do drážky. To může vést k mikrovibracím, které negativně ovlivňují povrchovou úpravu.

 

Pohyb v nástroji také ztěžuje udržování rozměrových tolerancí součásti. Držák nástroje by měl odpovídat rozměrové toleranci břitové destičky a zůstat v dobrém stavu. Nemělo by docházet k opotřebení nebo deformaci, protože i sebemenší pohyb může mít nepříznivé následky.

 

 

IX Dodržujte správné postupy obrábění

 

Nejlepší způsob, jak dosáhnout dobré povrchové úpravy, je začít s doporučeními výrobce břitové destičky a řídit se jejich pokyny. To je dobrý výchozí bod. Úpravy lze provádět během zkušebních řezů, ale tato doporučení jsou nejvhodnější pro operátory s rozsáhlými zkušenostmi, takže je nezbytné pravidelně shromažďovat odborné znalosti.

 

Pro dokončovací operace je upřednostňován výběr břitových destiček s kladným úhlem čela. Kladný úhel čela pomáhá vytvořit ostrou řeznou hranu pro střih materiálu. Pro hrubování může být doporučen záporný úhel čela, protože bude vyvíjet větší sílu za řeznou hranou k odstranění více materiálu, což poskytuje lepší výchozí bod pro dokončování.

 

Dalším faktorem, který je třeba vzít v úvahu, je směrová síla. V závěrečných fázích chcete aplikovat co největší sílu axiálně podél součásti, protože to zajistí potřebnou stabilitu. Výběr břitové destičky s úhlem náběhu blízkým 0 stupňům vám umožní vyvinout větší axiální sílu, ale také musíte zvětšit vůli břitové destičky, abyste dosáhli vysoce kvalitní povrchové úpravy.

 

Tangenciální síla je důležitým faktorem při obrábění. Tangenciální síla, která kombinuje axiální a radiální síly, může být považována za konstantu při soustružnických operacích. Pokud obsluha zvýší axiální sílu, sníží dopad radiální síly, což jim umožní udržovat lepší tolerance a snížit mikrovibrace minimalizací přirozené nestability. To nemusí být zásadní faktor během hrubovacích a polodokončovacích fází procesu.

 

Nakonec si všimněte, že směr řezné síly je také důležitý. Musíte zajistit, aby provozní síla směřovala do dobře podepřené části obrobku. Obrábění mimo podpěru bude mít za následek vibrace, které mohou také ovlivnit životnost nástroje a zcela jistě to bude mít vliv na kvalitu vašeho povrchu.