Обробка заготовок із загартованих металів
Шліфувальні кола малих діаметрів для внутрішніх операцій виявляються дорогими, потребують частого відновлення, боронітридної пластини, вставленої в свердло або фрезу, може вистачити буквально на сотні деталей. Хоча обробка поверхні, що здійснюється шляхом твердого точення, може бути в чомусь споріднена з шліфуванням, важливо відзначити, що самі оброблені таким чином поверхні відрізняються. Коли деталь відшліфована, на поверхні залишається випадковий візерунок, якому не властиві певні напрямки мікрослідів інструменту.
Якщо ж деталь жорстко обточена, її поверхню покриває спіральний візерунок. У деяких деталях це може створювати проблеми ущільнення. При цьому аспект вибору матеріалу обробного інструменту тим важливіше, чим твердіше матеріал, що обробляється. Вибирати ж, як правило, доводиться між вуглецевою сталлю, керамікою або нітридом бору.
Інструментом з вуглецевої сталі можна різати метал твердістю до 55 за Рокуеллом, але швидкість різання має бути значно знижена. Невелика при цьому довговічність інструменту. Однак пластини з вуглецевої сталі є найбільшнедорогими із трьох названих варіантів. Керамічні пластини добре працюють в діапазоні від 50 до 55 по Рокуеллу, при цьому параметри різання можна порівняти з такими, що забезпечуються боронітридним інструментом. Використовуючи керамічні пластини, можна розвивати вищі швидкості обертання шпинделя, але за вищою ціною, ніж з вуглецевими пластинами.
Коли ж твердість металу заготовки перевищує 60 за Рокуеллом, найкращим вибором є боронитридні пластини, тому що вони можуть працювати на найвищій швидкості шпинделя токарного верстата. Доступні як пластини з єдиною ріжучою кромкою, так і багатолезові пластини, і це найдорожчий варіант. Має значення геометрія пластин. Більшість боронітридних пластин виготовляється з невеликим негативним хоном на ріжучій кромці для забезпечення міцності, необхідної для цієї операції. Кут і розмір хона можуть змінюватись для різних операцій, таких, як, наприклад, переривчасте різання.
Стружка, що утворюється під час обробки загартованих деталей, відрізняється від традиційної м'якої токарної стружки. У цьому випадку утворюється дуже тонка стрічкоподібна стружка. Якщо пластина не оснащена стружколом, своєчасне видалення стружки може бути утруднено. У цьому випадку радять обробляти заготівлю при перевернутому положенні пластини, щоб стружки видалення сприяла гравітація. Іноді для цього використовують напір мастильно-охолоджувальної рідини, іноді стиснене повітря.
Недостатність контролю стружковидалення може викликати погіршення якості поверхні готової деталі внаслідок тертя її стружки. Результатом накопичення невдалої стружки буває перегрів оброблюваної заготовки. У крайніх випадках виходять із ладу пластини. Це відбувається, коли стружка потрапляєміж ріжучою кромкою та заготовкою. І, зрозуміло, у цих випадках також ушкоджуються деталі, що виготовляються. Темою, що широко обговорюється, є застосування мастильно-охолоджуючої рідини при твердому точенні.
На думку експертів Sandvik Coromant Canada, в даному випадку мастильно-охолодна рідина ніяк не впливає на збільшення довговічності інструменту життя. Проте вона може бути використана для виключення перегріву деталі, що необхідно для її точного вимірювання. І, як сказано вище, ця рідина може бути використана для стружковидалення. При твердому точенні більша частина тепла відводиться з стружкою, що видаляється, проте деяка його частина залишається в заготівлі та інструменті. Що ж до боронітридного інструменту, спеціально призначеного для роботи при дуже високих температурах, то ще й тому він є хорошим вибором при обробці твердих деталей.
Деякі виробники інструменту не тільки рекомендують використання охолоджуючої рідини як таке, але рекомендують її подачу у великих обсягах та під високим тиском. Так, представники Iscar Tools радять своїм клієнтам або взагалі не використовувати рідину або використовувати багато рідини. При твердому точінні немає ніякого зазору. Окремі металообробники працюють усуху, тому що їхні верстати не можуть бути налаштовані на роботу з високим тиском. Подача охолоджуючої рідини під високим тиском потребує таких верстатів, які можуть впоратися з об'ємом та тиском рідини, що надходить із насоса.
Так чи інакше, є позитивні результати, одержувані при подачі мастильно-охолоджувальної рідини під високим тиском, особливо на крайку. Виражаються вони у двох-триразовому прискоренні виробництва зі збільшенням терміну служби інструмента. Інженери Iscar створилипластини з боронітридними наконечниками та формувачами стружки для обробки матеріалу твердістю до 65 за Рокуеллом. Це не дозволяє особливо збільшити глибину різання, але суттєво полегшує керування стружкою. Правильне формування стружки є також фактором безпеки оператора. До того ж, він не відволікається на те, щоб своєчасно видаляти стружку.
Пластини з позитивною геометрією не можуть використовуватися при твердому точенні, тому на негативну поверхню пластини діє ударна сила. Чим твердіший матеріал, тим більші ці сили різання. Це має братися до уваги під час встановлення заготівлі, коли стабільність має вирішальне значення для досягнення бажаних результатів. Для того, щоб отримувати найкращі результати, токарний верстат має бути просторово точним, без усунення шпинделя щодо задньої бабки. Важливо й те, як затискається заготовка, особливо під час виготовлення несиметричної деталі.
Усі заготовки повинні закріплюватися гранично надійно, про величину сил різання, що виникають при твердому точенні, вже сказано. Як завжди, саме деталь диктує, який інструмент має бути використаний. Завжди виходять з того, якими є матеріал, його твердість, розмір і геометрія деталі. Одним із способів збільшення терміну служби інструменту при твердому гострінні є застосування відповідного покриття пластини. Це дозволяє працювати з більш високою швидкістю обертання шпинделя і навіть з більшою швидкістю подачі. Однак при обточуванні твердої заготовки не так важливо збільшення довговічності інструменту, як прогнозування терміну його служби.
Мають значення допуски та якість поверхні, тому інструмент повинен бути в змозі забезпечити жорсткі допуски, будучи використовуваним для різання протягом тривалогочасу. Як правило, термін служби боронітридної пластини більш передбачуваний, ніж керамічний. Передбачуваність довговічності інструменту надзвичайно важлива при обточуванні твердих деталей, оскільки твердими вони є, як правило, наприкінці циклу свого створення, коли деталь, що виготовляється, вже має певну цінність. Оператор повинен точно знати, як часто мають замінюватись пластини. Він не може допустити ризику поломки пластини та пошкодження деталі.
Це особливо важливо за довгих виробничих циклах. Хоч би який тип пластини використовувався, завжди дуже важливо стежити за інструментом. Якщо зношені пластини використовуються в інструменті після закінчення терміну придатності, не виключено, що вони негативно впливають на зовнішній шар матеріалу заготовок. Це виявляється у так званому перепалі зовнішньої поверхні заготівлі.
Щоб уникнути цього, пластини слід змінювати своєчасно і досить часто, щоб уникати надмірного їх зносу і надмірного тертя, що викликається цим. Якщо пластина зношена, ви більше не ріжете, а перегартуєте матеріал, кажуть фахівці Iscar. Ви більше не можете бути впевнені, що заготовка, що обробляється, має ту твердість, яку, як ви думаєте, вона повинна мати.