VYMĚNITELNÉ BŘITOVÉ DESTIČKY CBN OD FIRMY WALTER S INOVATIVNÍ TECHNOLOGIÍ
Ačkoli jsou pro automobilový průmysl z důvodu snižování CO2 stále důležitější lehké materiály, jako je hliník nebo speciální slitiny, hlavní díly jako převodovky, ložiska, kardanové hřídele či hnací kola se stále vyrábějí primárně z tvrzené oceli (skupina ISO H). Tyto materiály nicméně mohou způsobovat selhání obráběcích procesů. Ještě před několika lety bylo možné požadavky zákazníků na tolerance geometrie plnit výlučně broušením. V současné době však stále více zpracovatelů považuje za vhodnější obráběcí proces tvrdé soustružení. Tvrdé soustružení je díky kratší době přípravy, méně seřizování, kratší době obrábění a menší škodlivosti k životnímu prostředí, než je tomu u odpadu z broušení, efektivnější a tedy i úspornější proces než broušení. I zde lze však dosahovat dalšího zvyšování efektivity. Specialisté na nástroje Walter se svou novou generací vyměnitelných břitových destiček CBN přinášejí na trh inovativní řezné materiály, které dokážou opracovat dvakrát více obrobků na jednu destičku.
OBRÁBĚNÍ V EXTRÉMNÍCH PODMÍNKÁCH
Během tvrdého soustružení jsou řezné materiály vystaveny extrémní zátěži: stupeň tvrdosti těchto materiálů typicky dosahuje 55 až 65 HRC. Pro tyto účely použité řezné materiály se musí vyznačovat mimořádně vysokou stabilitou s ohledem na vývoj tepla, chemické reakce, plastickou deformaci a abrazi. Jediná látka, kterou lze pro tuto úlohu zvažovat, je kubický krystalický nitrid bóru, c-BN. Ve srovnání s polykrystalickým diamantem (PCD), který ztrácí tvrdost při 700 °C, zůstává tvrdost CBN i při 1 000 °C téměř nedotčena. Tento řezný materiál je rovněž do značné míry chemicky netečný i při působení tepla a nereaguje se slitinovými složkami tvrzených ocelí. Úběr materiálu, tzn. obráběný objem během tvrdého soustružení, závisí hlavně na správné teplotě řezné oblasti: při optimální kombinaci řezné rychlosti a geometrie nástroje dojde k roztavení vnějšího pláště obrobku, který bude následně obroben dle požadavků. Vývoj teploty na obrobku určují jednotlivé parametry, které se ovlivňují navzájem:
- mikrogeometrie řezné hrany vyměnitelné břitové destičky CBN během používání
- tvrdost materiálu
- posuv (f)
- řezná rychlost (vc)
- hloubka řezu (ap).
VYŠŠÍ NÁKLADOVÁ EFEKTIVITA V SÉRIOVÉ VÝROBĚ
Jedním ze zásadních prvků ovlivňujících efektivitu a spolehlivost procesu během tvrdého soustružení jsou vyměnitelné břitové destičky. Odborníci na obrábění ze společnosti Walter díky nové generaci s inovativním novým povlakem TiAlSiN a upravenou geometrií řezné hrany znovu výrazně zvýšili výkonnost vyměnitelných destiček CBN. Marco Axtmann, produktový manažer pro pokročilé materiály, k tomu říká: „Nová generace vyměnitelných destiček CBN demonstruje rozsáhlé znalosti a technickou odbornost, které specialista na nástroje Walter dosáhl díky svým vlastním odborným znalostem z oblasti povlakování. WBH10C je v současnosti technologicky nejpokročilejším řezným materiálem na tvrdé soustružení na trhu. To však samozřejmě není samoúčelné: v závislosti na aplikaci dokáže kombinace správného povlaku a geometrie zdvojnásobit životnost řezné hrany nástroje – s mimořádnou kvalitou povrchu během dokončování.“
Zkoušky s novými vyměnitelnými břitovými destičkami CBN v praxi přinesly stejné pozitivní výsledky. Životnost vyměnitelné břitové destičky CBN WBH20 během vnitřního soustružení planetového hřídele (materiál 17CrMoV5 s tvrdostí 60 HRC) se v porovnání s dříve používaným řezným materiálem více než zdvojnásobila a zvýšil se též počet obrobků ze tří na sedm. Parametry jako posuv (f ), řezná rychlost (vc) a hloubka řezu (ap) zůstaly neměnné.
INOVATIVNÍ POVLAK PRO MAXIMÁLNÍ ŘEZNOU RYCHLOST
Speciální vlastnosti nového povlaku TiAlSiN můžeme prozkoumat pod mikroskopem: vytváří mimořádně pravidelnou, jemnozrnnou povrchovou strukturu, charakteristickou svou mimořádnou hladkostí a velmi vysokou přilnavostí povlaku. Při používání během tvrdého soustružení tak vyměnitelné břitové destičky s povlakem TiAl- SiN WBH10C od firmy Walter vykazují odolnost vůči opotřebení, která dalece přesahuje konvenční řezné materiály CBN. Při dokončovacím řezání materiálu ISO H až do tvrdosti 65 HRC je možné dosahovat řezné rychlosti (vc) až 300 m/min. Řezný materiál CBN WBH10C od firmy Walter je tak zajímavý hlavně pro velkovýrobce, kteří musí dodržovat přísně definované tolerance a zároveň čelit značnému tlaku na náklady.
UTVÁŘEČ TŘÍSKY „M“ PRO VĚTŠÍ PROCESNÍ SPOLEHLIVOST
Tvorba třísky při tvrdém soustružení hraje často pouze vedlejší roli. Uživatelé se nicméně stále častěji setkávají s díly, které kombinují materiály s různými úrovněmi tvrdosti. Kvůli tomu se kontrola třísek stává důležitým úkolem: pokud by se v měkké části materiálu vyskytly dlouhé plynulé třísky, hrozilo by jejich stočení. Při nedostatečné kontrole tvorby třísek rovněž hrozí poškození součástky. Nové vyměnitelné břitové destičky Walter CBN jsou vybaveny utvářečem třísek „M“ v řezné geometrii, který zaručuje optimální lámání třísek. Díky tomu lze výrazně zlepšit spolehlivost a výnosnost tvrdého soustružení při velkovýrobě.
PRO OPTIMÁLNÍ JAKOST POVRCHU: VYMĚNITELNÉ BŘITOVÉ DESTIČKY S HLADICÍ GEOMETRIÍ
Hladicí geometrii již známe z konvenčního obrábění. Následující hladicí geometrie na poloměru vyhlazuje povrchovou drsnost vznikající při obrábění. Stejný princip platí též pro tvrdé soustružení: používáním vyměnitelné břitové destičky CBN s hladicím břitem se o polovinu sníží průměrná hodnota drsnosti (Ra) obráběného povrchu bez snížení posuvu. V praxi to tedy znamená: požadované jakosti povrchu (hodnota Ra) lze ve vztahu ke konvenční řezné geometrii dosáhnout s dvakrát rychlejším posuvem. Při stejné rychlosti posuvu je zajištěna lepší jakost povrchu ve srovnání s vyměnitelnými břitovými destičkami bez hladicího břitu – v praxi se tato hodnota pohybuje mezi Ra 0,2–0,5 μm. Výrobní procesy lze v závislosti na požadavcích součástky nastavit tak, aby byly mnohem efektivnější.
Nové vyměnitelné břitové destičky jsou dostupné ve třech variantách: WBH10C s povlakem TiAlSiN pro maximální produktivitu během dokončování, WBH10 pro nákladově efektivní obrábění při vysokých řezných rychlostech a WBH20 pro efektivní obrábění s krátkými přestávkami v obrábění při průměrné řezné rychlosti.
Obrazový doprovod: Walter AG