Optimalisatie van de standtijd:het effect van geleidingshoeken op draaibewerkingen

Moe van het doorbranden van diamantvormige snijgereedschappen voor loodhoekwerk? We onderzoeken de problemen die worden veroorzaakt door aansluithoeken en we praten met fabrikanten van snijgereedschappen over de beste manieren om te optimaliseren voor uw behoeften.

Voor algemeen draaiwerk zijn 80-graden diamanten in CNMG-stijl lange tijd de voorkeurswisselplaat geweest. Ze zijn overal verkrijgbaar, redelijk geprijsd en bieden een goede standtijd in een grote verscheidenheid aan materialen. Ze stellen de machinist ook in staat om het werkstuk met hetzelfde gereedschap aan te kijken en te draaien, waardoor de instellingen worden vereenvoudigd en de tijd die verloren gaat aan gereedschapswisselingen wordt verminderd. Vanwege deze dubbele taak maken diamanten van 80 graden ten minste één gereedschapsstation vrij, een belangrijke overweging bij overvolle draaibankturrets.

De status-quo:negatieve geleidingshoek beïnvloedt de levensduur van het snijgereedschap

De uitdaging komt wanneer werkstukmaterialen in de categorie "niet leuk om te snijden" vallen. Op nikkel of kobalt gebaseerde hittebestendige superlegeringen zoals Inconel 718 en kobalt-chroom (CoCr), Ti-6Al-4V titanium, de meeste gereedschapsstaalsoorten en 300-serie of PH roestvast staal kunnen een groot aantal problemen veroorzaken voor machinisten, waaronder snijkantopbouw (BUE), overmatige flankslijtage en vooral inkepingen bij de snedediepte.

Helaas zijn deze problemen enigszins zelf toegebracht. Door een 80-graden diamanten wisselplaat te gebruiken, snijdt de machinist van de draaibank met een gereedschap met een negatieve voorloophoek van 5 graden, wat slecht is voor de levensduur van het gereedschap - ervan uitgaande dat de gebruikelijke gereedschapshouder in "gezicht en draai" -stijl wordt gebruikt. Of het nu gaat om frezen of draaien, het overschakelen naar een positieve inloophoek verdunt niet alleen de spaan, maar spreidt ook de snijkrachten over een grotere lengte hardmetaal, wat de faalwijzen vermindert of in sommige gevallen elimineert.

"Gereedschappen met negatieve instelhoeken worden het meest toegepast van alle draaigereedschappen", zegt Aaron Schade, programmamanager voor het Knowledge Center Americas bij Kennametal. “Dat betekent niet dat ze de beste zijn, alleen dat is wat iedereen gebruikt. Omdat u in beide richtingen speling hebt, maakt een negatieve voorloophoek het gereedschap veelzijdiger - u kunt naar het onderdeel kijken en dan naar een schouder draaien, terwijl een gereedschap met een positieve voorloophoek betekent dat u terug moet komen met een tweede hulpmiddel voor deze bewerkingen.”

Rond en rond:de waarde van ronde snijgereedschappen

Hoewel de voordelen moeilijk te kwantificeren zijn, kan het overschakelen naar een gereedschap met een positieve instelhoek een aanzienlijke verbetering van de standtijd opleveren. En als de standtijd beter is, gaat de productiviteit omhoog, ofwel omdat er minder uitvaltijd is of omdat de voedingssnelheden aanzienlijk kunnen worden verhoogd.

"We raden ronde wisselplaten aan waar mogelijk, vooral omdat ze de meest kosteneffectieve oplossing zijn voor klanten die grote hoeveelheden materiaal in de kortst mogelijke tijd willen verwijderen of waar de standtijd problematisch is", zegt Aaron-Michael Eller, productmanager voor ISO-draaien en geavanceerde materialen bij Seco Tools. "Bij een rechte bocht met een lichte snedediepte, bijvoorbeeld, kun je gemakkelijk een dozijn of meer indexen per wisselplaat krijgen en deze als een gek voeden."

Dit is de reden waarom Kennametal, Seco Tools, Sandvik Coromant en alle fabrikanten van draaigereedschappen gereedschapshouders aanbieden die zowel ronde als verschillende ruitvormige wisselplaten met 15 graden, 45 graden en 75 graden loodhoeken accepteren. Ze bieden allemaal de mogelijkheid om de draaibewerkingen van een winkel drastisch te verbeteren.

Niet zo snel:loodhoeken kunnen chatter en gereedschapafbuiging veroorzaken

Ondanks de potentiële voordelen is er echter een keerzijde:naarmate de snijhoeken positiever worden, neemt de gereedschapsbetrokkenheid toe, waardoor hogere snijkrachten worden gegenereerd die nu in radiale richting worden verschoven; de machinist heeft mogelijk de snedediepte geëlimineerd, maar krijgt in plaats daarvan mogelijk te maken met klapperen en gereedschapsafbuiging.

Het spaanverdunnende effect betekent ook dat die spanen moeilijker te controleren zijn en dat er waarschijnlijk hogere voedingssnelheden nodig zijn om te compenseren. Het zijn deze overwegingen, plus het feit dat er een tweede stuk gereedschap nodig is om naar het werkstuk te kijken en de niet-gezaagde delen van de schouders schoon te maken, verklaren waarom de meeste machinisten de 80-graden weg van de minste weerstand kiezen.

Hoewel het aannemen van een draaistrategie met een positieve hellingshoek weliswaar een evenwichtsoefening is en een reeks tijdrovende tests kan vereisen om het onder de knie te krijgen, zijn beide experts het erover eens dat het - voor de juiste toepassing - de moeite zeker waard is.

"Ja, u hebt een vrij rigide opstelling nodig, en ja, u moet uw processen enigszins aanpassen, maar positieve geleidingshoeken staan ​​over het algemeen gelijk aan hogere verspaningssnelheden, standtijd en productiviteit", zegt Seco's Eller.

Waarom zijn de juiste gereedschapshouders zo belangrijk? Lees " Lessen in hoogwaardige bewerkingen:vergeet de gereedschapshouders niet .”

Geen magische formule om het optimale snijgereedschap te bepalen

De eerste procesverandering is het bepalen welke voorloophoek het beste is. Dit proces is zeker een van die gevallen waarin meer niet altijd beter is. Uitgaande van een constante snedediepte, verhoogt het overschakelen van een negatief gereedschap van 5 graden naar een gereedschap met een positieve instelhoek van 45 graden de aangrijping van het werkstuk met maar liefst 40 procent. Nogmaals, aanpassingen aan de snijparameters zullen vrijwel zeker nodig zijn om de gewenste resultaten te bereiken.

Omdat de snijkrachten altijd loodrecht op de instelhoek van het gereedschap staan, betekent een positieve instelling dat er een grotere radiale gereedschapsdruk op het werkstuk wordt uitgeoefend. Bij het draaien van slanke assen en dunwandige onderdelen in deze scenario's en bij de meeste kotterbewerkingen, is een neutrale hellingshoek meestal het beste, aangezien de voedingskrachten bijna volledig in de Z-as liggen. Het is een complexe afweging. Helaas is er geen magische formule om het optimale snijgereedschap te bepalen.

"U moet een goed begrip hebben van de impact die voorloophoeken hebben op de draaibewerking, maar tegelijkertijd erkennen dat de onderdeelconfiguratie ook een cruciale rol speelt bij de gereedschapsselectie", zegt Schade. "Als het een rechte Z-assnede is zonder schouders en zonder bekleding, is er echt een onbeperkt aantal gereedschapsopties, terwijl ondersnijdingen, profilering, schouders en andere onderdeelfuncties de neiging hebben om te beperken wat kan worden gedaan met een enkel gereedschap."

"Alles in de bewerking is afhankelijk van de toepassing, en het belangrijkste is om de beschikbare opties te begrijpen en ze zo goed mogelijk te gebruiken - overschakelen naar een positieve instelhoek is zo'n optie", zegt Schade.

 Behoefte aan bewerking, snijgeometrie of programmeeradvies? Spring in op de gesprekken op de metaalbewerkingsforum . [registratie vereist]