De uitdagingen van hard draaien de baas worden

Harddraaien wordt al tientallen jaren gebruikt om rondslijpbewerkingen te stroomlijnen en in veel gevallen te elimineren. Het is snel, nauwkeurig en dankzij gereedschapsleveranciers zoals Kennametal is er een breed assortiment voorspelbare, kosteneffectieve snijgereedschappen beschikbaar om zelfs de moeilijkste geharde staalsoorten, superlegeringen en gekoelde ijzers te temmen. Maar aangezien de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie, energieopwekking en andere industrieën nog robuustere metalen blijven ontwikkelen, moeten fabrikanten van snijgereedschappen ook evolueren met hoogwaardige gereedschappen om deze materialen aan te pakken.

Beste van het ras

Dat is precies wat Kennametal Inc. onlangs heeft bereikt met de introductie van KBH10, een nieuw soort polykristallijn kubisch boornitride (PcBN) harddraaiende wisselplaat die speciaal is ontworpen voor de uitdagingen van de veeleisende markt van vandaag. Helmut Gremer, senior ingenieur voor wereldwijde bewerkingstechnologie, zegt dat de nieuwe wisselplaat een aanvulling is op de bestaande PcBN-soorten KBH20 en KB5630 van Kennametal door de extreme slijtvastheid te bieden die nodig is om met succes geharde metalen tot 65Rc te draaien, vooral waar zeer fijne oppervlakteafwerkingen vereist zijn.

"We hebben gezien dat veel fabrikanten de toegestane toleranties op lagertappen, ringen en zuigers, versnellingsnaven, enzovoort verlagen", zegt hij. “Zo komen maattoleranties van <4 m of minder steeds vaker voor, evenals oppervlakte-eisen die beter zijn dan Ra <0,4 m. Deze nieuwe hardmetaalsoort overbrugt de kloof voor deze en andere klanten die een superieure standtijd nodig hebben bij het afwerken van dergelijke onderdelen.”

In één voorbeeld was een bekende autofabrikant in staat om de standtijd meer dan te verdubbelen - van 150 stuks per snijkant tot 350 stuks - tijdens een inwendig gerichte bewerking op een 140 mm (5,5 in.) diameter 5115 gelegeerd stalen lagernaaf die was eerder warmtebehandeld tot 62 HRC. En een producent van aandrijfassen behaalde vergelijkbare resultaten, door de standtijd te verlengen van 250 naar 450 stuks per snijkant bij het draaien van 58 HRC UC1 (vergelijkbaar met S53) staal op zijn verticale revolverdraaibanken, waarbij consequent een oppervlakteafwerking van 6 Rz behouden bleef.

De harde koffer maken

In elk geval werden snijsnelheden van 180 m/min (590 sfm) gebruikt, met een snedediepte van gemiddeld 0,15 mm (0,006 in.) en voedingssnelheden variërend van 0,22 tot 0,32 mm per omwenteling (0,0087 tot 0,013 ipr). Ook bespaarde de klant in elk geval jaarlijks duizenden dollars aan wisselplaatkosten in vergelijking met zijn bestaande oplossing, terwijl de uitvaltijd als gevolg van gereedschapswisselingen aanzienlijk werd verminderd.

Het substraat KBH10 is volledig nieuw. De PcBN-samenstelling is ontworpen voor tot 20 procent hogere snijsnelheden, terwijl een gelijkwaardige of in sommige gevallen een veel langere standtijd wordt geboden. Kennametal-ingenieurs waren vaak in staat om Ra 0.2 en Rz 1 oppervlakteruwheid te bereiken, terwijl ze consistent de eerder genoemde profiel- en maattoleranties handhaafden. En omdat KBH10 verkrijgbaar is in verschillende geometrieën en snijkantvoorbereidingen, wordt het snel de go-to-wisselplaat voor een brede doorsnede van fabrikanten en hun draaitoepassingen.

"KBH10 is bij uitstek geschikt voor fijne nabewerkingen, maar is toch sterk genoeg om lichte onderbrekingen of variërende snijdieptes aan te kunnen", zegt Gremer. “En omdat de snijdruk en dus de hitte worden verminderd, wordt ook de slijtage van kraters en flanken verminderd, waardoor de standtijd wordt verlengd. Er is ook een lager voorkomen van de witte laag die veel bewerkingen van harde onderdelen plaagt.”

Dit laatste deel wordt bereikt door de unieke randvoorbereiding van KBH10. In plaats van de traditionele waterval of afgeronde slijpvorm die op vrijwel alle PcBN-snijgereedschappen wordt toegepast, heeft Kennametal een speciale vorm ontwikkeld die zowel scherper als vrijer is dan concurrerende oplossingen, maar toch sterk genoeg om de ontberingen van hard draaien te weerstaan.

“Vijf jaar geleden kon niemand zulke randen genereren, laat staan ​​ze meten”, legt Gremer uit. "Maar dankzij enkele vrij recente ontwikkelingen in metrologie en machinegereedschapstechnologie, kunnen we deze geslepen vorm consistent produceren, waardoor passieve snijkrachten tot 40 procent worden verminderd. Samen met het taaiere substraat van KBH10 - ook nieuw - hebben we een wisselplaat geproduceerd die een fijn evenwicht bereikt tussen slijtvastheid, hardheid en scherpte."

Ga naar MSCDirect.com om de volledige productlijn van Kennametal te bekijken.