Hoe Hard Draaien Slijptijd Vermindert en Precisie Verbetert

Voor bepaalde toepassingen kan hard draaien toleranties en oppervlakteafwerkingen leveren die slijpen onnodig maken. Voor extreem strakke getolereerde klussen kan hard draaien ook dienen als een effectieve pre-afwerkoperatie. Een gehard onderdeel bewerken tot binnen een paar duizendsten van een inch van nettomaat versnelt slijpen door de hoeveelheid materiaal die verwijderd moet worden te minimaliseren.

Dat is precies waarom Haas Automation's productiefaciliteit in Oxnard, Californië, nu zijn draaibank spindelassen hard draait voor het afwerkslijpen. Het bedrijf hard draait een verscheidenheid aan andere machine componenten tot finale maat en oppervlakteafwerking specificaties, maar dit is de eerste keer dat het hard draaien gebruikt als een pre-afwerkoperatie. Niet alleen heeft dit ID en OD slijpen sneller gemaakt, maar het heeft ook een onderbroken slijpsituatie geëlimineerd die het resultaat was van oppervlakte vervorming na warmtebehandeling.

Vervormings Dilemma

De overstap van het bedrijf om hard draaien te integreren in zijn spindelas productieproces werd gesponeerd door het oppervlakte vervormingsprobleem. De onvoorspelbare vervorming maakte het moeilijk om de binnen- en buitendiameters van de as nauwkeurig te lokaliseren, wat betekende dat de slijpoperaties ingesteld moesten worden voor het worst-case scenario (grootste OD, kleinste ID) om eerst materiaal hoge plekken af te nemen. Niet alleen verhoogde dit het aantal passes dat vereist was, maar het creëerde ook een toestand van onderbroken slijpen, wat nadelig van invloed was op wiel levensduur.

Haas voorraadt een van zijn SL-40L CNC draaibanken met kubisch boornitride (CBN) invoergereedschappen om de midden-50s HRC spindelassen voor het slijpen te draaien. De machine neemt één pas elk voor binnen- en buitendiameters met tot een 0,015-inch snijdiepte. "Ons hard draaiproces kan diameter toleranties van ±0,0003 inch leveren, maar vereisten voor de pre-afwerkoperatie op de spindelassen zijn niet zo strak," zegt Don Teller, Haas gereedschapsmanager. De snede neemt de asdiameters tot tussen 0,003 tot 0,005 inch van afwerkmaat, wat slijptijd met 50 procent reduceert en wiel levensduur verlengt.

Het bedrijf gebruikt geen koelvloeistof bij het bewerken van de spindelassen. Dat is omdat de relatief diepe snijdiepte (DOC) een spaantje creëert dat groot genoeg is om de meerderheid van de gegenereerde warmte door de snede weg te nemen, wat het doel is in hard draaien. Bij het hard draaien van onderdelen met kritische toleranties bij zeer kleine DOC's, vervoedt het bedrijf de snijzone wel met koelvloeistof. "In gevallen waar de snijdiepten erg klein zijn, mist het spaantje de massa om de warmte weg te voeren die een groter spaantje zou," zegt mnr. Teller. "Omdat additionele warmte in het onderdeel gericht is, gebruiken we een hoog volume koelvloeistof om thermische stabiliteit te behouden en toleranties te houden."

Dergelijke fijne spanten hebben ook de neiging om "staalwol" rond de gereedschappunt te vormen, dus het vloeden van de snijzone laat voldoende koelvloeistof door de spanten passeren en de gereedschappunt bereiken. "Bij OD hard draaien, is het ook nuttig om de koelvloeistof van tegenovergestelde richtingen te leveren, indien mogelijk, in het geval spaanwikkeling optreedt," zegt mnr. Teller. "Hoogdruk koelvloeistof is een andere optie, maar je moet precies zijn in het richten van de koelvloeistof naar de gereedschappunt."