Erfolgreiche Chipkontrolle
Die Spankontrolle ist einer der Schlüsselfaktoren beim Drehen, und es gibt 3 grundlegende Spanbruchformen:
Selbstbrechende Späne (z. B. Grauguss)
Schlagwerkzeug-Spänebrechen
Spanbruch durch Schlagen auf das Werkstück
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Späne brechen
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Schlagwerkzeug-Spänebrechen
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Spanbruch durch Schlagen auf das Werkstück
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Einflussfaktoren des Spanbruchs
Plattengeometrie: offenerer oder kompakterer Span je nach Schneidenbreite und mikro- und makrostrukturellem Design
Nasenradius: Ein kleiner Nasenradius kontrolliert den Chip mehr als ein großer Nasenradius
Eintrittswinkel (Einlaufwinkel): Je nach Eintrittswinkel werden die Späne in verschiedene Richtungen geleitet: zur Schulter hin oder von ihr weg
Schnitttiefe: Je nach Werkstoff des Werkstücks wirken sich größere Schnitttiefen auf den Spanbruch aus, was zu höheren Schnittkräften für den Spanbruch und die Absaugung führt
Vorschub: Höherer Vorschub führt im Allgemeinen zu stärkeren Spänen. Kann in manchen Fällen beim Spanbruch und der Spankontrolle helfen
Schnittgeschwindigkeit: Änderungen der Schnittgeschwindigkeit können die Spanbruchleistung beeinflussen
Werkstoffe: Kurzspanende Werkstoffe wie Gusseisen sind in der Regel gut zerspanbar. Bei Materialien mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit und Kriechfestigkeit (die Tendenz eines Materials, sich langsam zu bewegen oder sich unter Druck zu verformen), wie z. B. Inconel, ist das Brechen von Spänen von größerer Bedeutung
Schnittdaten zum Drehen
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Bei der Auswahl der richtigen Drehzahl und des richtigen Vorschubs zum Drehen ist es wichtig, die Werkzeugmaschine, das Werkzeug, die Wendeschneidplatte und das Material zu berücksichtigen.
Beginnen Sie mit niedrigen Vorschüben, um die Wendeplattensicherheit und Oberflächenqualität zu gewährleisten; Erhöhen Sie dann die Vorschübe, um den Spanbruch zu verbessern
Verwenden Sie eine Schnitttiefe, die größer als der Nasenradius ist. Dies minimiert die radiale Auslenkung der Wendeschneidplatte, was bei der Innenbearbeitung wichtig ist
Eine zu niedrige Schnittgeschwindigkeit verkürzt die Standzeit. Verwenden Sie immer die empfohlene Schnittgeschwindigkeit vc m/min (ft/min)
Verwendung von Kühlmittel zur Verbesserung der Drehteilqualität
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Bei richtiger Anwendung verbessert Kühlmittel die Prozesssicherheit, Werkzeugleistung und Teilequalität. Bei der Verwendung von Kühlmittel sind folgende Faktoren zu beachten:
Werkzeuge mit hochpräziser Kühlmittelzufuhr werden für Schlichtanwendungen dringend empfohlen
Der zum Spanbrechen erforderliche Kühlmitteldruck ist abhängig von Düsendurchmesser (Austritt), zu bearbeitendem Material, Schnitttiefe und Vorschub
Der erforderliche Kühlmittelfluss hängt vom Druck und der gesamten Kühlmittelabgabefläche der Kühlmittelbohrungen ab
Beim Vorschlichten und Schruppen wird eine Unterkühlung empfohlen
Für Schlichtoperationen wird empfohlen, sowohl hochpräzise Überkühlung als auch Unterkühlung zu verwenden
Herausforderungen mit dem richtigen Einsatz von Kühlflüssigkeit meistern
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Probleme bei der Spankontrolle: Verwenden Sie zu viel Kühlmittel
Dimensionsprobleme: Die Ursache ist normalerweise eine zu hohe Temperatur - Verwenden Sie sowohl Über- als auch Unterkühlmittel und den höchstmöglichen Kühlmitteldruck
Schlechte Oberflächenqualität: Über Kühlmittel verwenden, wenn der Fehler durch Späne verursacht wird
Unvorhersehbare Standzeit beim Schruppen: Verwenden Sie nur unterhalb der Kühlmittelzufuhr
Unvorhersehbare Standzeiten beim Schlichten: Gleichzeitiger Einsatz von Ober- und Unterkühlung
Schlechte Spanabfuhr beim Innendrehen: Verwenden Sie sowohl Ober- als auch Unterkühlung und den höchstmöglichen Kühlmitteldruck
So erreichen Sie beim Drehen von Teilen eine gute Oberflächenqualität
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Allgemeine Regeln für die Oberflächengüte:
Die Oberflächenqualität kann oft durch höhere Schnittgeschwindigkeiten verbessert werden
Die Wendeschneidplattengeometrie (zentraler, positiver und negativer Span und positiver Freistich) wirkt sich auf die Oberflächenqualität aus
Die Wahl des Einsatzmaterials hat einen gewissen Einfluss auf die Oberflächenqualität
Bei Vibrationsneigung kleineren Nasenradius wählen
Wischblätter
Wiper-Wendeschneidplatten sind in der Lage, Teile mit hohen Vorschüben zu drehen – ohne die Fähigkeit zu verlieren, eine gute Oberflächengüte oder Spanbruch zu erzeugen.
Als Faustregel gilt: doppelter Vorschub, gleiche Oberflächengüte. Gleicher Vorschub, doppelte Oberflächengüte.
Wiper-Wendeschneidplatten sind so konzipiert, dass sie eine glattere Oberfläche erzeugen, wenn die Schneidplatte entlang des Werkstücks geführt wird. Der Wischereffekt ist in erster Linie für geradliniges Drehen und Plandrehen ausgelegt.
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Standardradius
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Wischerradius
Vergleich von Standard- und Wiper-Wendeschneidplatten basierend auf der Vorschubgeschwindigkeit
Notiz! Alle Werte, die Standard-R-Winkeln der Werkzeugspitze entsprechen, sind theoretische Werte. Der Wert, der dem R-Winkel des Wischers (Wischerkante) entspricht, basiert auf dem Testwert von niedrig legiertem Stahl.
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1,16 mm (0,06 in) Radiuswerte basieren auf DNMX-Wendeschneidplatten
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Anwendungsfertigkeiten beim Außendrehen
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Vibrationsanfällige Teile
Trennen in einem Durchgang (z. B. Rohrfittings)
Es wird empfohlen, den gesamten Schnitt in einem Durchgang auszuführen, um die Schnittkräfte axial in Richtung Spannzange/Spindel zu leiten.
Beispiel:
Außendurchmesser (AD) {{0}} mm (0,984 Zoll)
Innendurchmesser (ID) {{0}} mm (0,590 Zoll)
Schnitttiefe ap {{0}},3 mm (0,169 Zoll)
Resultierende Wandstärke {{0}},7 mm (0,028 Zoll)
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Schnittkräfte können axial gerichtet werden, indem Eintrittswinkel verwendet werden, die sich 90 Grad nähern (Führungswinkel, die sich 0 Grad nähern). Dadurch werden die Biegekräfte minimiert, denen das Teil ausgesetzt ist.
In zwei Durchgängen schneiden
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Die gleichzeitige Bearbeitung des oberen und unteren Revolvers gleicht radiale Schnittkräfte aus und verhindert Vibrationen und Verbiegungen des Teils.
Schlanke/dünnwandige Teile
Beim Drehen von schlanken/dünnwandigen Teilen sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:
Verwenden Sie einen Eintrittswinkel nahe 90 Grad (Vorlaufwinkel nahe 0 Grad). Während der Bearbeitung wirken sich selbst kleine Änderungen (Eintrittswinkel/Anstellwinkel von 91 Grad / -1 Grad auf 95 Grad / -5 Grad ) auf die Schnittkraftrichtung aus
Die Schnittiefe ap sollte größer sein als der Schneidenradius RE. Eine große Schnittiefe ap erhöht die Axialkraft Fz und verringert die radiale Schnittkraft Fx, wodurch Vibrationen reduziert werden
Verwenden Sie Wendeschneidplatten mit scharfen Schneidkanten und einem kleinen Eckenradius RE, wodurch die Schnittkräfte reduziert werden
Ziehen Sie Cermet- oder PVD-Sorten in Betracht, um Verschleißfestigkeit und scharfe Klingenschneidkanten zu gewährleisten, die für diese Art von Bearbeitung bevorzugt werden
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Schulterbearbeitung/Schulterdrehen
Befolgen Sie die Schritte 1-5, um eine Beschädigung der Schneidkante des Einsatzes zu vermeiden. Dieses Verfahren ist ideal für CVD-beschichtete Wendeschneidplatten und kann Wendeplattenbruch stark reduzieren.
Schritte 1-4:
Halten Sie den Abstand und die Vorschubgeschwindigkeit für jeden Schritt (1-4) gleich, um einen Spanstau zu vermeiden.
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Schritt 5:
Der endgültige Schnitt erfolgt durch einen vertikalen Schnitt vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser.
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Das Aufwickeln von Spänen auf dem Werkzeugradius kann auch ein Problem sein, wenn die Bearbeitungsfolge ID zu OD ist, wenn eine Schulter zugewandt ist. Das Ändern des Werkzeugwegs kann die Spanrichtung ändern und das Problem lösen.
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Auto Ende
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Beginnen Sie mit der Verblendung (1) und der Fase (2). Wenn möglich und die Geometrie des Werkstücks es zulässt, hat die Fase (3) Vorrang. Das Längsschneiden (4) ist der letzte Vorgang, und der Einsatz wird während des Prozesses glatt ein- und ausgefahren.
Planen sollte die erste Operation sein, um einen Referenzpunkt auf dem Teil für den nächsten Durchgang festzulegen.
Grate bilden sich am Ende des Schnitts, wenn die Schneide das Werkstück verlässt, was oft lästig ist. Das Belassen einer Fase oder Verrundung (Umdrehen einer Verrundung) kann die Gratbildung minimieren oder sogar vermeiden.
Eine Fase am Teil ermöglicht einen glatteren Eintritt der Schneidkante (egal ob Plan- oder Längsdrehen).
Unterbrochener Schnitt
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Bei unterbrochenem Schnitt:
Verwenden Sie PVD-Sorten für Kantenzähigkeit in Anwendungen mit schnell unterbrochenen Schnitten (z. B. Sechskantstange)
Verwenden Sie zähe CVD-Sorten, um die Gesamtzähigkeit bei großen Teilen und schweren unterbrochenen Schnittanwendungen sicherzustellen
Erwägen Sie die Verwendung eines hochfesten Spanbrechers, um die Spanfestigkeit zu maximieren
Das Abstellen des Kühlmittels kann vorteilhaft sein, um Heißrisse zu vermeiden
Hinterschneidungen an Fertigteilen bearbeiten
Verwenden Sie beim Längs- und Plandrehen den größtmöglichen Eckenradius RE und sorgen Sie so für:
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Hochfeste Schneide, höhere Zuverlässigkeit
gute Oberflächenqualität
Kann hohen Vorschub verwenden
Unterschnittbreite nicht überschreiten und als letzten Schritt beim Entgraten durchführen.
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Anwendungsfähigkeiten beim Innendrehen
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Wählen Sie einen möglichst großen Bohrstangendurchmesser, achten Sie aber gleichzeitig darauf, dass zwischen Bohrstange und Bohrung genügend Platz für die Spanabfuhr ist
Stellen Sie sicher, dass die verwendeten Schnittparameter einer angemessenen Spanabfuhr förderlich sind und den richtigen Spantyp erzeugen
Wählen Sie einen möglichst geringen Überhang, achten Sie aber gleichzeitig darauf, dass die Bohrstangenlänge die empfohlene Spannlänge zulässt. Die Einspannlänge darf das 3-fache des Durchmessers der Bohrstange nicht unterschreiten
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Verwenden Sie bei der Bearbeitung vibrationsempfindlicher Teile gedämpfte Bohrstangen
Wählen Sie einen Eintrittswinkel so nahe wie möglich bei 90 Grad (und einen Einstellwinkel so nahe wie möglich bei 0 Grad), um die Schnittkräfte entlang der Bohrstange zu leiten. Der Eintrittswinkel darf nicht kleiner als 75 Grad sein (der Schnittwinkel darf nicht größer als 15 Grad sein)
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Als erste Wahl sollten Wendeschneidplatten eine positive Grundform und eine positive Plattengeometrie haben, um die Werkzeugdurchbiegung zu minimieren
Wählen Sie einen Schneidplattenradius, der kleiner als die Schnitttiefe ist
Ein unzureichender Schneidkanteneingriff kann die durch Reibung während des Schneidens verursachten Vibrationen erhöhen. Wählen Sie einen Schneidkanteneingriff, der größer als der Nasenradius ist, um eine gute Schneidwirkung zu gewährleisten
Übermäßiger Schneidkanteneingriff (große Schnitttiefe und/oder Vorschub) kann die durch Werkzeugablenkung verursachte Vibration verstärken
Unbeschichtete oder leicht beschichtete Wendeschneidplatten erzeugen im Allgemeinen geringere Schnittkräfte als dick beschichtete Wendeschneidplatten. Dies wird besonders wichtig, wenn das Verhältnis von Länge zu Durchmesser groß ist. Scharfe Schneidkanten minimieren im Allgemeinen die Vibrationsneigung und verbessern die Lochqualität
Beim Innendrehen sind Geometrien mit offenen Spanleitstufen oft günstiger
Bei einigen Operationen kann eine Schneidplattensorte mit höherer Zähigkeit in Betracht gezogen werden, da sie jedes Risiko von Spanstau oder Vibrationsneigung bewältigen kann
Wenn eine verbesserte Spanbildung erforderlich ist, sollten Sie den Werkzeugweg ändern
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Anwendungstipps zum Hartdrehen
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Zusätzlich zu den allgemeinen Drehempfehlungen gibt es einige wichtige Überlegungen zum Hartdrehen von Teilen (z. B. den Produktionsprozess einschließlich der Teilevorbereitung in der Weichdrehphase vor dem Härten):
Störungen vermeiden
Einhaltung enger Maßtoleranzen,
Anfasen und Bearbeiten von Radien vor der Wärmebehandlung
Führen Sie das Messer nicht plötzlich ein oder ziehen Sie es heraus
Schneiden Sie ein oder aus, indem Sie einen Lichtbogen ein- oder ausschalten
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Oberflächenmessung
X-Achse: charakteristische Länge
Y-Achse: Durchmesserabweichung
Klemmung
Gute Maschinenstabilität, korrektes Spannen und Positionieren des Werkstücks sind unerlässlich
Als allgemeine Richtlinie wird für Werkstücke, die nur an einem Ende unterstützt werden, allgemein empfohlen, dass das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Werkstücks 2:1 nicht überschreitet. Das L/D-Verhältnis kann erhöht werden, wenn eine zusätzliche Reitstockunterstützung vorhanden ist
Beachten Sie, dass das thermisch symmetrische Design von Deck und Reitstock die Dimensionsstabilität weiter erhöht
Mit dem Coromant Capto®-System
Minimieren Sie alle Überhänge, um die Steifigkeit des Systems zu maximieren
Ziehen Sie für das Innendrehen Bohrstangen mit Hartmetallschaft und Silent Tools™ in Betracht
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Mikrogeometrie einfügen
Zwei typische kantenpassivierte CBN-Wendeschneidplatten sind S-Typ und T-Typ.
Typ S: hat die beste Kantenfestigkeit. Bietet Mikrochipping-Beständigkeit für gleichbleibende Oberflächenqualität.
Typ T: Ermöglicht eine optimale Oberflächenqualität im kontinuierlichen Schnitt und minimiert die Gratbildung im unterbrochenen Schnitt. Die Schneidkraft ist gering.
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Geometrie der Werkzeugspitze
Verwenden Sie bei stabilen Bedingungen immer eine Wiper-Geometrie, um die beste Oberflächenqualität zu gewährleisten.
Wenn eine höhere Produktivität erforderlich ist, werden Wendeschneidplatten mit kleinen Eintrittswinkeln verwendet.
Bei geringer Stabilität (schlanke Werkstücke etc.) sollten Wendeschneidplatten mit normalem Radius verwendet werden.
Nass- oder Trockenverarbeitung
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Das Hartdrehen ohne Einsatz von Kühlmittel ist ideal und durchaus möglich. Sowohl CBN- als auch Keramik-Wendeschneidplatten können höheren Schnitttemperaturen standhalten, wodurch die Kostenprobleme und Schwierigkeiten im Zusammenhang mit Kühlmittel beseitigt werden.
Bestimmte Anwendungen können Kühlmittel erfordern, beispielsweise um die thermische Stabilität des Werkstücks zu kontrollieren. Stellen Sie in diesen Fällen während des gesamten Drehvorgangs einen kontinuierlichen Kühlmittelfluss sicher.
Typischerweise wird die während der Bearbeitung erzeugte Wärme auf den Span (80 Prozent), das Werkstück (10 Prozent) und die Wendeschneidplatte (10 Prozent) verteilt. Dies zeigt die Bedeutung der Spanabfuhr aus dem Schneidkantenbereich.
Schnittparameter und Verschleiß
Hohe Hitze im Schneidenbereich reduziert die Schnittkräfte. Daher erzeugen zu niedrige Schnittgeschwindigkeiten weniger Wärme und können zum Bruch der Wendeschneidplatte führen.
Der Kolkverschleiß wirkt sich allmählich auf die Einsatzfestigkeit aus, beeinträchtigt jedoch nicht die Oberflächenqualität in gleichem Maße. Umgekehrt wirkt sich der Freiflächenverschleiß allmählich auf die Maßtoleranzen aus.
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Verschleißverhältnis, das die Standzeit des Werkzeugs bestimmt
*) Freiflächenverschleiß **) Kolkverschleiß
Richtlinien für den Werkzeugwechsel
Die vorgegebene Oberflächengüte (B) ist ein gängiges und praktisches Werkzeugwechselkriterium. An einer separaten Station wird die Oberflächengüte automatisch gemessen und ein vorgegebener Wert für die Oberflächengüte ausgegeben.
Für einen optimierten und stabileren Bearbeitungsprozess wird eine vorgegebene Anzahl von Teilen (A) als Standard für den Werkzeugwechsel festgelegt. Dieser Wert sollte 10-20 Prozent unter der durchschnittlichen Teileanzahl liegen, der genaue Wert hängt von der jeweiligen Situation ab.
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A: Anzahl der geplanten Teile
B: vorgegebene Oberflächenqualität
X-Achse: Anzahl der Teile
Y-Achse: Oberflächenqualität
Blaue Linie: Klingenverschleiß
Rote Linie: maximaler Ra/Rz-Wert
One-Cut-Strategie
Ein-Schnitt-Strategien zum „Metallabtragen“ sind sowohl für externe als auch für interne Operationen verfügbar. Beim Innendrehen ist eine stabile Aufstellung sehr wichtig und der Werkzeugüberstand sollte den Bohrstangendurchmesser (1×D) nicht überschreiten. Für gute Bearbeitungsergebnisse werden leicht gehonte Wendeschneidplatten mit Fasen und moderaten Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben empfohlen.
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Vorteil
Schnellstmögliche Bearbeitungszeiten
eine Tasche
Mangel
Schwierigkeiten bei der Einhaltung enger Maßtoleranzen
Kürzere Standzeiten (im Vergleich zum Nachschneiden)
Maßabweichungen durch relativ schnellen Verschleiß
Zwei-Schnitt-Strategie
Die Zwei-Schnitt-Strategie kann in der mannlosen Fertigung zur Bearbeitung hoher Oberflächengüten eingesetzt werden. Schrupp-Wendeschneidplatten mit einem Radius von 1,2 mm (0.047 in) und T-förmige Schlicht-Wendeschneidplatten mit nur einer Fase werden empfohlen. Beide Wendeschneidplatten sollten eine Wiper-Geometrie haben.
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Vorteil
Werkzeuge optimiert zum Schruppen und Schlichten
Höhere Sicherheit, engere Toleranzen und potenziell längere Werkzeugwechselintervalle
Mangel
zwei Klingen erforderlich
zwei Werkzeugpositionen
ein Werkzeugwechsel
