การกัดกลึงเหล็กหล่อไม่ถือเป็นปัญหาหลัก หลักฐานนี้ส่วนหนึ่งเป็นเพราะเนื้อกราไฟท์ที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็ก กราไฟท์ทำให้เศษที่เกิดขึ้นมีความเปราะและสั้นและมีคุณสมบัติลดแรงเสียดทานที่ทำให้มีการหล่อลื่นที่คมตัด และด้วยความสามารถในการดูดซับแรงสั่นสะเทือน กราไฟท์ยังช่วยปรับปรุงเสถียรภาพของการขึ้นรูป ในขณะที่ข้อได้เปรียบเหล่านี้อาจเสริมความแข็งแกร่งให้กับพื้นที่ตัดที่กล่าวข้างต้น แต่สิ่งที่เหมาะสมยิ่งของเหล็กหล่อ ต้องการการศึกษาที่มีรายละเอียดมากขึ้นในขั้นตอนนี้
สามารถขยายความได้จากชื่อ เหล็กหล่อนั้นมีไว้สำหรับการหล่อ การตัดเฉือนชิ้นส่วนเหล็กหล่อนั้นเกี่ยวข้องกับการกำจัดโลหะที่ไม่สม่ำเสมอและแปรผัน-ตัวอย่างเช่น การขัดทราย การหล่อผิว เป่าลม ใช้ความร้อน และข้อบกพร่องของการหล่ออื่น ๆ ซึ่งมีผลต่อเครื่องมือตัด จากมุมมองของการตัดเฉือน เนื้อกราไฟท์ที่สูงกว่ามีข้อเสียเช่นกัน : มันเร่งการสึกหรอ ซึ่งหมายความว่าเครื่องมือตัดจะต้องมีความต้านทานการสึกหรอที่ดีเพื่อให้ได้ผลผลิตที่สูง นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าคำว่า “ เหล็กหล่อ” อาจหมายถึงโลหะผสมประเภทต่าง ๆ ซึ่งความสามารถในการแปรรูปแตกต่างกันอย่างมาก ซึ่งมักจะถูกละเลยและนำไปสู่การเลือกเครื่องมือที่ไม่ถูกต้องของข้อมูลการตัด
เหล็กหล่อมีหลายประเภท สีเทา เหล็กเป็นก้อนกลมและเหล็กหล่ออ่อนเป็นกลุ่มการใช้งาน กลุ่ม K (สีประจำตัวสีแดง) ตามการจำแนกประเภท ISO 513 มาตรฐาน เหล็กหล่อชุบแข็งและเย็นเกี่ยวข้องกับกลุ่ม H (สีประจำตัวสีเทา) ข้อกำหนดเหล่านี้เสนอแนวทางที่ชัดเจนสำหรับผู้ผลิตเกี่ยวกับการใช้งานเครื่องมือตัด – วัสดุเครื่องมือที่ถูกต้องรูปทรงการตัดและการเลือกข้อมูลการตัด
โดยปกติ การตัดเหล็กหล่อ ISO K นั้นไม่ใช่ปัญหาสำหรับผู้ผลิต ยกตัวอย่างเช่นเหล็กหล่อเทาเฟอริติก เป็นวัสดุที่ง่ายต่อการตัด อย่างไรก็ตาม การตัดเหล็กหล่อ ISO H นั้นทำได้ยากกว่า แม้ว่าจะคล้ายกับเงื่อนไขสำหรับการตัดเหล็กแข็ง คุณลักษณะเฉพาะของวัสดุนั้นต้องการการแก้ปัญหาที่เหมาะสมจากผู้ผลิตเครื่องมือตัด นอกจากนี้ เหล็กหล่อบางประเภทแสดงให้เห็นถึงความเป็นคู่บางอย่างในการแปรรูปโดยเน้นความกว้างและความหลากหลายของคำจำกัดความ "เหล็กหล่อ"
ยกตัวอย่างเช่น ความสามารถในการแปรรูปของเหล็กหล่อ Ni-resist สามารถนำมาเปรียบเทียบกับเหล็กหล่อเทา; อย่างไรก็ตาม รูปทรงการตัดที่ต้องการนั้นเหมาะสมกว่าสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก ชิ้นงานจากเหล็กออสเทนนิติก (ADI) ถูกส่งมอบในสภาพวัสดุและระดับความแข็งที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลต่อการเลือกเครื่องมือตัดที่เหมาะสม ความสามารถในการตัดเฉือนของ ADI ก่อนการชุบแข็งมีความใกล้เคียงและคล้ายกับการตัดเหล็กโลหะผสมสูง อย่างไรก็ตาม หากเหล็กหล่อนี้ถูกตัดเฉือนในสภาพที่มีความแข็งสูงเครื่องมือเฉพาะสำหรับกลุ่มโปรแกรม ISO H เท่านั้นที่จะตอบสนองความต้องการของลูกค้า
ในสถานการณ์ที่เหล็กหล่อที่มีความแข็งสูงในกลุ่ม ISO H นั้นเป็นสิ่งที่ท้าทาย การกลึงเหล็กหล่อด้วยความแข็ง HB 400 ... 440 มักเป็นปัญหาน้อยสำหรับผู้ผลิต อย่างไรก็ตาม สถานการณ์จะเปลี่ยนไปอย่างรุนแรงเมื่อต้องเผชิญกับเหล็กหล่อโครเมี่ยมสูงที่ทนต่อการเสียดสี ความแข็งทั่วไปอาจอยู่ที่ HRC 52 ... 54 แต่ในพื้นที่ผนังบางของชิ้นส่วนอาจมีความแข็งสามารถสูงถึง HRC 60 และมากยิ่งขึ้น เมื่อรวมกับเนื้อโครเมี่ยมสูงทำให้การตัดทำได้ยากมากและลดอายุการใช้งานลงอย่างมาก
ตารางที่ 1 แสดงคะแนนการแปรรูปโดยเฉลี่ยสำหรับเหล็กหล่อชนิดต่าง ๆ เหล็กหล่อสีเทา Pearlitic ซึ่งระบุเป็นคะแนน 100% เป็นฐานสำหรับการเปรียบเทียบ
ตารางที่ 1
|
วัสดุ |
เงื่อนไข |
ISCAR
กลุ่มประเภทวัสดุ |
การแปรรูป
% |
|
สีเทา |
Ferritic |
15 |
130 |
|
เหล็กหล่อ(GCI) |
Pearlitic |
16 |
100 |
|
Nodular |
Ferritic-pearlitic |
17 |
75 |
|
เหล็กหล่อ (NCI) |
Pearlitic |
18 |
70 |
|
Malleable |
Ferritic |
19 |
115 |
|
เหล็กหล่อ (MCI) |
Pearlitic |
20 |
93 |
|
เหล็กกราไฟท์อัดแน่น (CGI) |
|
~17 |
80 |
|
Austempered |
เบา |
~10 |
80 |
|
เหล็กหล่อ (ADI) |
ชุบแข็ง |
41 |
35 |
|
Ni-resist austenitic CI |
|
|
90 |
|
Chilled cast iron |
HB 400…440 |
40 |
50 |
|
Hardened cast iron |
HB 550…600 |
41 |
25 |
*กลุ่มประเภทวัสดุ ISCAR ตามมาตรฐาน VDI 3323
การเลือกเครื่องมือตัดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการตัดเหล็กหล่อควรพิจารณาจากการศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับชนิดของเหล็กหล่อและความแข็ง ผู้เชี่ยวชาญการใช้งานเครื่องมือตัดที่เกี่ยวข้องกับการเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมจำเป็นต้องมีความแม่นยำอย่างสมบูรณ์เมื่อระบุคุณลักษณะของเหล็กหล่อที่มีไว้สำหรับการตัดเฉือน ในทางกลับกันผู้ผลิตเครื่องมือตัดพยายามค้นหาวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดสำหรับการตัดเหล็กหล่อโดยคำนึงถึงความหลากหลายของโลกเหล็กหล่อ ในกลุ่มผู้บริโภคหลักของเหล็กหล่อ ได้แก่ อุตสาหกรรมยานยนต์แม่พิมพ์และแม่พิมพ์เครื่องมือกลและอุตสาหกรรมหนัก - ทั้งหมดต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจากพันธมิตรเครื่องมือตัด
เครื่องมือสำหรับการกลึงเหล็กหล่อเป็นส่วนใหญ่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของ ISCAR ISCAR ได้นำเสนอการออกแบบและวัสดุเครื่องมือที่หลากหลายที่น่าสนใจสำหรับการตัดวัสดุยอดนิยมนี้อย่างแม่นยำ การออกแบบเหล่านี้บางอย่างนั้นค่อนข้างบ่งบอกถึงตรรกะของผู้สร้างซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหาคำตอบที่เหมาะสมกับความต้องการของลูกค้า
บนพื้นฐานที่มั่นคง
ก่อนหน้านี้เหล็กหล่อที่ตัดได้ยาก / มีโครเมี่ยมสูงเป็นอุปสรรคในการกัดกลึงให้ได้ประสิทธิภาพจากประสบการณ์ทางแมคแคนนิกและความร้อน ในการกัดเหล็กหล่อนี้ด้วยเครื่องมือโลหะคาร์ไบด์ความเร็วในการตัดทั่วไปต่ำ: 40-50 m / นาที (130-160 sfm) การผลิตความร้อนปริมาณมากมักบังคับให้ผู้ผลิตใช้สารหล่อเย็นแบบเปียก เป็นผลให้เครื่องมือทำงานภายใต้สภาวะที่มีผลกระทบจากความร้อนซึ่งทำให้อายุการใช้งานสั้นลง
ISCAR พัฒนาเกรด DT7150 โดยเฉพาะสำหรับการใช้งานประเภทนี้ DT7150 เป็นเกรดคาร์ไบด์ "DO-TEC" ที่มีพื้นผิวที่แข็งและรวมกระบวนการเคลือบ CVD และ PVD อุณหภูมิปานกลาง เนื่องจากความต้านทานการสึกหรอและการบิ่นที่สูงมาก DT7150 มอบวัสดุเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการตัดเหล็กหล่อแข็ง
การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญขั้นพื้นฐานในการผลิตสามารถเข้าถึงได้ด้วยการใช้สารโบรอนไนไตรด์ (CBN) ซึ่งช่วยให้เพิ่มความเร็วในการตัด ในการตัดเหล็กหล่อแข็งเช่นความเร็วสูงกว่า 2-5 เท่าเมื่อเทียบกับโลหะคาร์ไบด์ หัวกัดประสิทธิภาพสูงของ ISCAR ที่มีเม็ดมีดแบบสัมผัสโดยมีปลาย CBN เป็นที่นิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมยานยนต์ สำหรับการกลึงแบบแข็ง บริษัท ได้ขยายช่วงของเม็ดมีด ISO ชนิดปลายแหลม CBN สำหรับการตัดแบบผิวเรียบและแบบผิวไม่เรียบ (รูปที่ 1)
ในการใช้งาน ISO K (การกลึงเหล็กหล่อเทา เหล็กหล่อเป็นก้อนกลมและเหล็กหล่ออ่อน) ในการใช้งานโหลดปานกลาง เครื่องมือเซรามิกได้ผลลัพธ์ที่ดี เม็ดมีดกัด TANGMILL ที่จับยึดแนวตั้งทำจากซิลิกอนไนไตรด์ (Si3N4) เกรด IS8 ทำให้เพิ่มความเร็วในการตัดได้ถึง 3 เท่าและให้ผิวสำเร็จที่ดีเยี่ยม ในการกลึง สามารถทำได้เร็วกว่าถึงห้าเท่าโดยใช้ซิลิกอนไนไตรด์ที่เคลือบด้วย CVD สำหรับการกัดหยาบ
บทบาทของรูปทรงเรขาคณิต
รูปทรงการตัดและการเตรียมขอบมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือ มีการเตรียมการที่ทันสมัยหลายประเภท: โค้งมน ลบมุมและอื่น ๆ แม้ว่าการเลือกการเตรียมการที่จำเป็นอาจดูเหมือนเป็นงานง่ายแต่ไม่ใช่เรื่องง่าย ความกว้างหรือมุมของการลบมุมจะมีประสิทธิภาพมากที่สุด? จะตรวจสอบมุมที่กำหนดระหว่างการผลิตเครื่องมือได้อย่างไร? คำถามเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้เม็ดมีดเซรามิคหรือ CBN คำตอบนั้นต้องการทักษะและประสบการณ์ระดับมืออาชีพที่เหมาะสม วันนี้ วิศวกรเครื่องมือติดอาวุธด้วยเครื่องมือออกแบบอันทรงพลัง - การสร้างแนี้บบจำลองคอมพิวเตอร์ของการคายเศษ – ซึ่งมีส่วนช่วยในการหารูปร่างที่เหมาะสมที่สุด การเลือกเครื่องมือแบบนี้ช่วยพัฒนารูปทรงการตัดและแสดงถึงปัจจัยสำคัญในการออกแบบเครื่องมือที่ประสบความสำเร็จ
ตัวอย่างที่ดีของสภาพคมตัดที่ดีที่สุดเมื่อใช้ร่วมกับเกรดคาร์ไบด์ ซึ่งใช้สำหรับงานกลึงเหล็กหล่อ คือเม็ดมีดสำหรับงานกลึงร่อง TGMA เม็ดมีดนี้ได้รับการแนะนำในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและเสริมสร้างตระกูล TOPGRIP ของ ISCAR บริเวณด้านหน้าและด้านข้างของคมตัดมีคุณลักษณะของการลบคมที่เรียกว่า T-land เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของขอบและยืดอายุเครื่องมือ (รูปที่ 2) การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในการปรับแต่งรูปทรงขอบ เม็ดมีดผลิตจากคาร์ไบด์เคลือบ CVD เกรด IC5010 ที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการเซาะร่องเหล็กหล่อ
การปรับปรุงงานละเอียดพิเศษ
การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ล่าสุดของ ISCAR ในแคมเปญการตลาด“ LOGIQ” รวมถึงเครื่องกัดปาดหน้า TANGFIN ที่ออกแบบมาเพื่อการขัดผิวที่ละเอียดเป็นพิเศษ (รูปที่ 3) ซึ่งเป็นที่สนใจของผู้ผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อ เม็ดมีดที่ถูกจับในแนวตั้งจะถูกจัดวางในคัตเตอร์ TANGFIN พร้อมการเคลื่อนที่แบบเดินกัดทีละขั้นตอนไปทั้งในแนวรัศมีและแนวแกน การออกแบบทำให้เม็ดมีดแต่ละอันตัดเพียงส่วนเล็ก ๆ ของวัสดุ แนวคิดนี้รวมกับหลักการจับยึดที่มีความแข็งแรงสูงและคมกวาดยาวเรียบของเม็ดมีด ทำให้ผลลัพธ์ในการกลึงผิวสำเร็จที่น่าประทับใจด้วยลักษณะพิเศษ ความหยาบ Ra ที่ค่า 0.1 μ (4 μin)
การแก้ปัญหาการผลิต
อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นหนึ่งในผู้ผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อรายใหญ่ที่สุด ในความพยายามที่จะลดค่าใช้จ่ายต่อชิ้นส่วนในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ ผู้ผลิตเครื่องมือตัดได้พัฒนาเครื่องมือที่ออกแบบมาอย่างสูงที่ปรับแต่งการทำงานของเครื่องจักรกลเฉพาะด้วยผลผลิตสูงสุดและนำไปสู่การลดเวลาการทำงาน
การแก้ปัญหาการผลิตสำหรับการตัดข้อต่อพวงมาลัย (รูปที่ 4) แสดงตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของเครื่องมือชุดเหล่านี้ ISCAR เสนอวิธีแก้ปัญหานี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการแบบครบวงจรสำหรับหนึ่งในผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ที่สุด เครื่องมือประกอบแบบชุดทำหน้าที่หลายอย่าง – การกลึงเกลียวด้านในของชิ้นงานกันฝุ่นด้วยการต๊าปเกลียว: การกัดร่องสองร่อง (สำหรับแหวน snap และซีลจาระบี) ด้วยการกัดแบบ Helical interpolation; และกัดผิวหน้าด้านนอก เครื่องมือนี้มีเม็ดมีดที่มีการจับยึดเม็ดมีดทั้งแบบวงรัศมีและแบบแนวตั้ง ขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดสำหรับมิติเชิงเส้นทำให้มั่นใจได้ว่าการใช้เครื่องมือในเครื่องหลายแกนจะประสบความสำเร็จ
ปรากฏว่าการกลึงเหล็กหล่อไม่ได้เป็นเรื่องง่ายอย่างที่คิด แต่บางครั้งก็เชื่อกัน การทำความเข้าใจกับโลกที่มีสีสันของวัสดุนี้และการปฏิบัติตามกฎเหล็กหล่อสำหรับการใช้งานเครื่องมือตัดที่ถูกต้องจะช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุดและแสดงให้เห็นถึงความสามารถ "IQ" ของเครื่องมือเพื่อให้บรรลุและรักษาไว้ได้
