Hibamentes fúrás: A hatékonyság maximalizálása edzett ötvözetek nagy pontosságú keményfém fúróival

A nagy pontosság meghatározása a tömör keményfém fúrásban

A modern megmunkálás területén a „nagy pontosságú” kifejezés nem pusztán marketingcímke, hanem számszerűsíthető műszaki szabvány. A szabványos keményfém fúrók gyakran elegendőek az általános furatkészítéshez, ahol a furattűrés laza (pl. /- 0,1 mm). Azonban egy igazi nagy pontosságú keményfém fúrót úgy terveztek, hogy közvetlenül a szilárd anyagból H7 vagy annál jobb tűréseket érjen el, így gyakran nincs szükség későbbi dörzsárazási vagy fúrási műveletekre. Ezeket a szerszámokat specifikus szubsztrátum-összetételek jellemzik, általában ultrafinom szemcséjű volfrám-karbid, amely biztosítja a szükséges keménységet és keresztirányú szakítószilárdságot az élek épségének megőrzéséhez szélsőséges forgácsolóerők mellett.

Ezeknek a fúróknak a meghatározó jellemzője gyakran a teljes indikált kifutás (T.I.R.) és a szártűrés. A nagy pontosságú fúrók jellemzően h6 szártűréssel rendelkeznek, így szinte tökéletes illeszkedést biztosítanak a hidraulikus vagy zsugorfúró tokmányokban. Ez a merevség a legfontosabb; már 10 mikronos kifutás is jelentősen csökkentheti a szerszám élettartamát és a furatok minőségét olyan anyagok fúrásakor, mint az Inconel, a titán vagy az edzett szerszámacélok (45-65 HRC).

Kritikus geometriai jellemzők a chipek eltávolításához és stabilitásához

A nagy pontosságú fúró geometriája összetett egyensúlyt teremt az öncentráló képesség és a forgácseltávolítási hatékonyság között. A hagyományos fúrógépektől eltérően a nagy pontosságú változatok gyakran többoldalú pontcsiszolást vagy speciális „s-görbe” vésőélt alkalmaznak. Ez a kialakítás csökkenti a tolóerőket, és lehetővé teszi a fúró számára, hogy a munkadarabbal való érintkezés után azonnal öncentrálódjon, ami kritikus fontosságú a pozicionálási pontosság megőrzéséhez pontfúró nélkül.

Furulya kialakítás és spirálszögek

A forgácskezelés az egyetlen leggyakoribb meghibásodási pont a mélylyukak fúrása során. A nagy pontosságú fúrók változtatható csavarvonalszögeket vagy polírozott hornyokat alkalmaznak a forgácsáramlás felgyorsítására. Rozsdamentes acél vagy alumínium fúrásához a meredekebb (30°-os vagy magasabb) csavarvonal segíti a forgácsok gyors kiemelését a furatból. Ezzel szemben a keményebb anyagoknál az alacsonyabb spirálszög vastagabb magot és nagyobb keresztmetszeti szilárdságot biztosít a csavarásnak.

Double Margin Architecture

A prémium keményfém fúrók megkülönböztető jellemzője a „kettős margó” kialakítás. Míg a szabványos fúrók földenként egy margóval rendelkeznek a szerszám vezetésére, a nagy pontosságú modellek gyakran tartalmaznak egy második margót. Ez másodlagos vezetőcsapágyként működik, kisimítja a fúrási műveletet, és polírozószerszámként működik. Az eredmény egy fúrt lyuk, amelynek felülete a dörzsáraval vetekszik, és gyakran 1,6 mikron alatti Ra értékeket ér el.

A teljesítmény optimalizálása: bevonatok és hűtőközeg-stratégiák

A hordozó önmagában nem képes ellenállni a nagy sebességű megmunkálás során a forgácsolóélen keletkező hősokknak. Az Advanced Physical Vapor Deposition (PVD) bevonatok elengedhetetlenek. Az alumínium-titán-nitrid (AlTiN) és a titán-szilícium-nitrid (TiSiN) a nagy pontosságú alkalmazások ipari szabványa. Ezek a nano-kompozit bevonatok termikus gátat hoznak létre, lehetővé téve, hogy a hő a forgácstal együtt távozzon, ahelyett, hogy a szerszám hordozójába kerülne.

• AlTiN (alumínium-titán-nitrid): Ideális száraz megmunkáláshoz vagy minimális mennyiségű kenéshez (MQL) acéloknál 50 HRC-ig.
• TiSiN (titán szilícium-nitrid): Rendkívüli keménységet és oxidációállóságot biztosít, alkalmas edzett acélokhoz és szuperötvözetekhez.
• Gyémántszerű szén (DLC): Kifejezetten nemvas anyagokhoz, például alumíniumhoz és rézhez használják, hogy megakadályozzák az élek felhalmozódását (BUE).

Ezen túlmenően, a belső hűtőközeg-képesség megkérdőjelezhetetlen követelmény a nagy pontosságú környezetben végzett mélyfúrásnál (3x átmérőnél nagyobb mélységek). Az átmenő hűtőfolyadékos fúrók közvetlenül a vágási zónába juttatják a nagynyomású folyadékot, öblítik a forgácsot és azonnal lehűtik a vágóélt. Ez megakadályozza a forgácsok visszavágását – ez a rossz felületminőség és a katasztrofális szerszámtörés elsődleges oka.

Edzett acél alkalmazásához javasolt paraméterek

A nagy pontosságú keményfém fúrók futtatásához szigorú paraméterek betartása szükséges. Az adagolások és sebességek "kitalálása" elkerülhetetlenül idő előtti kopáshoz vezet. Az alábbiakban egy referencia táblázat található szerszámacél (H13, D2) fúrásához 48-52 HRC-vel bevont, nagy pontosságú keményfém fúróval. Vegye figyelembe, hogy a beállítás merevsége optimálisnak tekinthető.

A gyakori kopási minták hibaelhárítása

Még a prémium szerszámokkal is előfordulhatnak problémák. A folyamathibák diagnosztizálásának leghatékonyabb módja a használt fúró kopási mintájának azonosítása. A kezelőknek rendszeresen ellenőrizniük kell a vágóajkakat és a szegélyeket nagyítás alatt.

• Külső sarok forgácsolás: Általában túlzott kifutást vagy vágási sebességet jelez, amely túl magas az anyag keménységéhez képest. Ellenőrizze a szerszámtartót T.I.R. és csökkenti a fordulatszámot.
• Véső élkopás: Azt jelzi, hogy az előtolás túl alacsony, ami miatt a szerszám dörzsölődik, nem pedig vág, vagy a gép középső magassága rosszul van beállítva. Kissé növelje az előtolási sebességet.
• Beépített él (BUE): Lágyabb anyagokban gyakori. Ez arra utal, hogy a hűtőfolyadék koncentrációja túl alacsony, vagy a bevonat nem megfelelő az anyaghoz (pl. AlTiN tapad az alumíniumhoz).
• Margó kopás: A szélek túlzott kopása jellemzően a furat zsugorodására (az anyag bezáródása a fúróra) vagy a hűtőfolyadék elégtelen kenésére utal.

Befektetés nagy pontosságú keményfém fúrók jelentős megtérülést kínál a ciklusidő csökkentésével és a másodlagos befejezési folyamatok kiküszöbölésével. Teljesítményük azonban merev rendszertől, helyes paraméterektől és proaktív szerszámélettartam-kezeléstől függ.