CNC frezen is momenteel een van de meest veelzijdige processen in thermische bewerking. Het kan niet alleen worden gebruikt voor de productie van onderdelen die enkele dagen of weken zouden duren met traditionele methoden, maar het kan ook worden gebruikt voor de productie van elementen die onmogelijk te creëren zouden zijn met andere methoden. Microfrezen is een van de nieuwste prestaties in de metaalbewerkingsindustrie en wordt voornamelijk gebruikt voor het harden van staal.
In vergelijking met het conventionele proces biedt microfrezen grote voordelen bij het ontwikkelen van gehard staal, vooral op het gebied van oppervlakteafwerking en dimensionale nauwkeurigheid. Desondanks is deze methode van het verwerken van gehard staal een van de moeilijkste bewerkingen. Voor een succesvol projectverloop is het noodzakelijk om verschillende parameters te begrijpen die het hele bewerkingsproces beïnvloeden. Elke fout kan leiden tot snijfouten en zelfs tot permanente machine-uitval. Het is belangrijk om te weten hoe om te gaan met inductief gehard staal, wat de kenmerken zijn van isothermisch gehard nodulair gietijzer en wat de belangrijkste problemen zijn met laaggelegeerd staal. Daarom is dit artikel bedoeld om enkele belangrijke factoren uit te leggen die in overweging moeten worden genomen bij de implementatie van CNC-freestechnologie voor het bewerken van gehard staal in uw fabriek.
Wat te overwegen bij het toepassen van CNC thermische bewerking?
Producten en onderdelen gemaakt van gehard staal zijn gebruikelijk in vele industrieën, waaronder de auto-industrie, het leger en defensie, de medische sector, elektronica en halfgeleiders. Dit materiaal heeft de hoogste sterkte en hardheid en is ideaal voor gebruik in verschillende machine- en apparatenonderdelen. Het proces van microfrezen van gehard gereedschapsstaal is echter niet eenvoudig. Voordat u begint, moet u rekening houden met verschillende factoren met betrekking tot keramische platen, snijkanten, bewerkingsparameters en de inhoud van legeringstoevoegingen. Andere factoren die in overweging moeten worden genomen, worden hieronder vermeld:
- Tijdens de bewerking is de keuze van het juiste gereedschap van groot belang. Het is de moeite waard om een bewuste keuze te maken tussen kogelfrezen, cilindrische frezen en scherpe hoekfrezen om ze aan te passen aan het te bewerken object.
- Tijdens het frezen, vooral tijdens het frezen van snelstaal, is het handhaven van een constante chipbelasting op de snijkant van het gereedschap van cruciaal belang voor de duurzaamheid van het apparaat en de kwaliteit van de onderdelen.
- Machine chatter is een andere belangrijke, maar vaak over het hoofd geziene, aspect tijdens de hele operatie. Over het algemeen wordt de levensduur gehalveerd wanneer de chatter 0,0004 inch overschrijdt. Het minimaliseren van chatter wordt nog belangrijker bij het werken met zeer kleine gereedschappen.
- Het wordt afgeraden om te veel materiaal achter te laten voor de afwerkingsfrees. Voor frezen met een diameter van ongeveer 1/8 inch en groter, wordt aanbevolen om ongeveer 1% van de diameter achter te laten voor de eindbewerking.
De bovenstaande technologie wordt gebruikt voor het bewerken van gereedschappen van gehard staal. Als dit proces niet correct wordt uitgevoerd, kan dit resulteren in een slechte kwaliteit van het eindproduct. Er zijn veel bewerkingsbedrijven die CNC-freesdiensten aanbieden, maar het vinden van de juiste kan een uitdaging zijn. Een onbetrouwbaar bedrijf kost niet alleen kostbare tijd, maar kan ook werkende elementen beschadigen of defecte onderdelen veroorzaken. Daarom is het het beste om te kiezen voor een betaalbare leverancier van dergelijke oplossingen met uitstekende klantenservice en innovatieve mogelijkheden die aan uw productiebehoeften voldoen. Dankzij jarenlange ervaring in dit vakgebied, garandeert zo'n beslissing dat uw onderdelen perfect gefreesd en bewerkt worden. Bovendien is het een garantie voor veilig en efficiënt werken, snelle doorlooptijden en grotere precisie.
Welk substraat moet worden gebruikt voor het slijpen van gehard staal?
Bij het frezen van gehard staal HRc 50-70 is het niet mogelijk om standaard substraten van hardmetaaldeeltjes te gebruiken. Het te bewerken object is niet alleen erg hard, maar vaak wordt er droog gewerkt om temperatuurschommelingen op het gereedschap te verminderen. Hiervoor zijn apparaten nodig die hoogwaardige hardmetalen bevatten, zoals ultrafijnkorrelige (bijv. YG-1 X-Power) of nanokorrelige (bijv. YG-1 X5070). Deze soorten zijn dichter en dus beter bestand tegen slijtage en hoge temperaturen, waardoor ze ideaal zijn voor staal dat gehard is door kneuzing. In tegenstelling tot dit, slijt hard/gewoon gesinterd hardmetaal of snelstaal vrij snel door de gegenereerde extreme hitte.
Welk soort coatings zijn vereist voor gehard staal?
De coating van het gereedschap kan een grote invloed hebben op de prestaties ervan. Standaard TiAlN of TiCN coatings weerstaan temperaturen tot 800°C en slijten snel bij het bewerken van gehard staal. Speciaal voor dit probleem heeft YG-1 een aangepaste blauwe Y1200 coating ontwikkeld, die te vinden is op X5070 gereedschappen. Het heeft een zeer hoge temperatuurbest endigheid tot zelfs 1200°C! De combinatie van deze coating en nanokorrelig hardmetaal betekent dat onze X5070 gereedschappen extreem harde stalen tot 70 HRc kunnen bewerken bij extreem hoge snelheden en voedingen met ongelooflijke duurzaamheid! X5070 apparaten kunnen te hard zijn en de gereedschapsduurzaamheid kan ongelijk zijn wanneer ze zijn geconfigureerd met oudere machines, machines met langzamere spilsnelheden of die onderhevig zijn aan slijtage of trillingen. In dat geval zou een gereedschap met ultrafijne deeltjes, zoals de YG-1 X-Power snijder, meer geschikt zijn. Het is meer vergevingsgezind en kan werken met lagere snijsnelheden vanwege de hardheid van het hardmetalen substraat.
Moet je nat of droog werken bij het frezen van gehard staal?
De gereedschapsduurzaamheid is langer tijdens het frezen of draaien van gehard staal en is meer uniform droog (d.w.z. zonder koelmiddel). Voor de meeste ingenieurs is dit tegenstrijdig met de logica, omdat ze op school hebben geleerd dat hoe meer smeermiddel, hoe beter. Echter, apparaten gemaakt van gehard staal, zoals bijvoorbeeld de X5070, hebben coatings die veel hogere temperaturen weerstaan dan die gegenereerd door droog snijden. Het aanbrengen van koelmiddel op het gereedschap kan microscheurtjes in de coating veroorzaken, wat op zijn beurt kan leiden tot gemakkelijkere vernietiging en snellere slijtage. Het is vergelijkbaar met het gieten van koud water op een hete glas - het kan ook breken. Bij droog bewerken kan meestal een duurzaamheid van minstens 40% worden bereikt.
Kunnen verwisselbare frezen worden gebruikt voor het bewerken van hooggehard staal in CNC?
De meeste standaard gereedschapstypen kunnen gemakkelijk materialen tot 45 HRc bewerken. Wanneer we beginnen met het ontwikkelen van materialen met een hardheid boven 50 HRc, falen de meeste indexeerbare inserts omdat ze niet hard genoeg zijn en een onjuiste snijkantgeometrie hebben. Bijv. standaard verwisselbare 90 graden APMT/APKT frezen zijn nutteloos voor het frezen van hard staal - de rand is te zwak om te werken met een grote voeding en een kleine snijdiepte. Het ideale indexeerbare gereedschap voor gehard staal is een high-feed frees systeem, zoals de Korloy HRM Double of HFM High Feed Milling. Ze hebben een kleine snijdiepte (0,3-1,6 mm), maar werken met agressieve voedingssnelheden, ideaal voor het frezen van gehard staal (>1,2 mm per omwenteling). Uitstekende soorten voor gehard staal zijn PC2005, PC2010 of PC2015, met een platte plaat (zonder breker), die kan worden bewerkt tot HRc 65. Dit betekent dat gereedschappen met een diameter tot 200mm kunnen worden gebruikt voor het frezen van gehard staal!
Welk soort snijkantgeometrie is vereist voor gehard staal?
Gereedschappen voor het harden van materialen vereisen een speciale snijkantgeometrie om ze te versterken. Ze hebben meestal een geometrie die tegengesteld is aan gereedschappen van roestvrij staal. Gereedschappen van gehard staal hebben meestal een negatieve slijping, ondiepe groeven en dikke kernen. Dit type geometrie is zeer duurzaam en ontworpen voor hoge snelheden en kleine snijdiepten.
Welke gereedschapshoudermethode is het beste voor het frezen van gehard staal?
Na het kiezen van het juiste gereedschap is de volgende sleutel het correct monteren ervan. Als u problemen heeft met het investeren in een hoogwaardige frees, kan het gebruik van een universele houder de voordelen die het apparaat biedt, verminderen. Zijdelingse vergrendeling en ER-klemhulzen zijn geschikt voor algemeen frezen, maar moeten worden vermeden bij het bewerken van gehard staal.
Problemen met ER-handgrepen en zijdelingse vergrendeling
- Gebalanceerd - hoewel ze in de fabriek kunnen worden gebalanceerd tot 15.000 rpm of meer, gebeurt dit niet bij montage met klemhulzen en gereedschap.
- Chatter - chatter tot 10 micron bij een gereedschapslengte van 3xD. Echter, als de lengte 8xD is, zal het toenemen tot 50 micron. Voor een 5 mm gereedschap is dat een enorm aantal, wat leidt tot trillingen van het gereedschap en het te bewerken object. Bij het bewerken van harde materialen met even harde apparaten kunnen deze leiden tot voortijdige slijtage en lage betrouwbaarheid.
Thermische krimp houder in CNC
Thermische krimp hulzen zijn ideaal voor staal dat gehard is door kneuzing, met uitstekende concentriciteit en een nauwkeurige chatter van 3 micron om de balans te helpen behouden bij hoge snijsnelheden. Gereedschappen met een grote lengte presteren bijzonder goed in thermische krimp hulzen, en een extra voordeel is de smalle nek en dunne wanddikte, waardoor ze ideaal zijn voor het bewerken van zakken waar een smalle houder nodig is.
Hydraulische houder in CNC
Hydraulische houders zijn een andere goede optie voor het frezen van gehard staal. Ze hebben een uitstekende concentriciteit en een lage chatter, wat resulteert in een goede balans bij hoge snijsnelheden. Ze zijn ook zeer eenvoudig te gebruiken - het gereedschap wordt in de houder geplaatst en de hydraulische schroef wordt aangedraaid om het gereedschap vast te zetten. Ze hebben echter een grotere nek en wanddikte dan thermische krimp hulzen, waardoor ze minder geschikt zijn voor het bewerken van zakken waar een smalle houder nodig is.
Conclusie
Het frezen van gehard staal is een complex proces dat een grondige kennis van verschillende aspecten van CNC-bewerking vereist. Het is belangrijk om de juiste gereedschappen en technieken te kiezen om de beste resultaten te bereiken. Het is ook belangrijk om te begrijpen dat niet alle CNC-bewerkingsbedrijven dezelfde kwaliteit van diensten kunnen bieden. Het is daarom essentieel om een betrouwbare leverancier te kiezen die de nodige ervaring en expertise heeft om aan uw specifieke behoeften te voldoen. Met de juiste keuzes en voorbereidingen kunt u de kwaliteit en efficiëntie van uw CNC-bewerkingsprocessen aanzienlijk verbeteren.