Har du nok tid og penger så er det nesten mulig å

Har du nok tid og penger så er det nesten mulig å maskinere alle typer metaller med de
verktøyene du har. Du har sikkert ikke ikke råd eller tid til å eksprimentere hver dag for å finne
den optimale verktøyløsningen, men konkurranse-presset setter en premie på produktivitet og
økonomi, og stort sett så forsøker alle å kutte maskinerings-tid og redusere antall operasjoner
med jevne mellomrom. Bruk av keramikk til fresing og dreing av herdede metaller & sveis kan
gi store tids besparelser, bare du bruker de riktige parametrene og har en stabil maskin!
De egenskaper som gjør de herdede metallene så effektive i bruk, gjør de også meget vanskelig
og tidkrevende å maskinere. Dette medfører ofte høyt forbruk av skjærende verktøy og evt.
bruk av kostbare PCBN/PCD verktøy. Den tradisjonelle tilnærmingen har vært å grovkjøre
delene før herding, hvis mulig, og deretter maskinere på nytt, evt. sliping. Denne prosessen er
tidkrevende og drar opp produksjons-kostnadene. En måte å redusere disse kostnadene på er
å frese delen i herdet tilstand. Fresing av herdet stål med hardmetall innebærer små kutt med
lav mating, som genererer relativt lave skjærekrefter og små spon. Typiske skjærehastigheter
er fra 120 m/min på mataller rundt 45 HRC, til 60 m/min og saktere på materialer hardere enn
60 HRC.
I de siste tiårene har utviklingen av keramiske plater med god varme-, styrke- og slitasjeegenskaper skutt fart, og man ser nå flere og flere applikasjoner hvor keramiske plater
erstatter hardmetall plater. For de fleste typer keramiske plater er imidlertid en økt hardhet i
platene ledsaget av en nedgang i seighet, som gjør de sårbare for avbrutte kutt. Altså har vi
en utfordring med keramikk og avbrutte kutt når vi skal maskinere herdede metaller.
Noen produsenter har funnet den riktige oppskriften for å løse dette problemet ved å bruke
aluminiumoksyd-titan-karbid og siliconnitride blandet med keramikk, forsterket med silisiumkarbid, kalt «whiskers» (betyr værhår). En hardmetall plate tåler temperaturer opp mot 700800 grader før den starter å miste sine egenskaper, mens en keramisk whiskers plate kan tåle
temperaturer opp mot 1400 grader, og er helt overlegen alle andre typer av keramikk på
herdet metall. Se skisse under.
Som med hardmetall, vil skjærehastigheten for whiskers-keramikk varierer med
arbeidsstykkets hardhet, men stort sett kan man kjøre 3-5 ganger så fort i herdet materiale
(45-70 HRC) med en keramisk plate, og med mye høyere mating. Whiskers-keramikk bruker
varme til å skyve ut metallet, og uten høy skjærehastighet får man ikke den ønskede friksjonen
som skaper varmen. På grunn av den sterke varmen på skjæreeggen blir metallet mykere og
blir «skjøvet» ut. Se skisse under
Og det er her hovedutfordringen med keramikk ligger. Først må man finne riktig
skjærehastighet i forhold til arbeidsstykkets hardhet for å få den ønskede temperaturen som
skyver metallet ut av arbeidstykket. Kuttdybde og matings parametre er også viktig for å få
riktig temperatur. Er spontykkelsen for stor, så transporteres mye av varmen bort og vi får for
lav temperatur på skjæreeggen. Er spontykkelsen for liten, transporterer vi for lite av varmen
bort og vi får for høy temperatur på skjæreeggen. Begge situasjoner reduserer levetiden på
skjære-eggen betydelig. Det optimale er at sponet transporterer vekk 75% av den genererte
varmen. I skissen under kan du se anbefalte parametre for maskinering av herdede metaller.
Holder du deg til disse så er du på den sikre siden.
Fresing av herdet metall
Fresing med keramikk krever at du følger nøye med på alle parametere. Stabilitet i maskiner er
avgjørende for et godt resultat, spesielt når du skal frese med et keramisk verktøy. Vibrasjoner
vil redusere levetiden på verktøyet, så stabilitet er «kongen» som vil avgjøre om det blir en
suksess eller fiasko.
1. Sørg for at du programmerer minimalt med inn og utganger som mulig og sørg for at fresen
er i konstant inngrep så lenge som mulig. Dette vil forlenge levetiden på de keramiske platene
med opp til 300-400%.
2. Programmer kjøre-parametre i henhold til kermikk leverandørens anbefalte kjøredata. Noen
produsenter, som Greenleaf, har belagte keramiske plater som kan kjøres 20-30% raskere og
har lengre levetid enn ubelagte plater.
3. Programmer innganger som helical-interpolering eller bruk ramping. Dette brukes for å
forhindre at du får stor slitasje på et enkelt punkt på den keramiske platen, som igjen
reduserer levetiden.
4. Kjør myke innganger.
5. Kjør medfresing. Huskereglen er at keramikk skal kjøres fra tykk til tynn!
6. Hvis du skal bruke runde keramiske plater i fresen så må du beregne den effektive diameter.
Den effektive diameteren vil variere avhengig av kuttdybden. Se figur under.
7. % inngrep i forhold til diameter på fresen bør ligge på 40-60%. Dette gir lengst levetid på
platene.
8. I forhold til % inngrepstid ved en rotasjon, så må du øke skjærehastigheten tilsvarende. Har
du 50% inngrepstid, så må du øke skjærehastigheten 50%. Grunnen er at når det keramiske
skjæret er i luft så kjøles det ned, og du bruker varme til å skyve ut metallet, så for at du skal
ha riktig temperatur på skjæreeggen må hastigheten justeres opp.
9. Ved å bruke Chip Thinning kan du øke produktiviteten med opp til 130%, men her kan det
oppstå en del utfordringer hvis man strekker strikken for langt. Se kapittel nedenfor.
10. Bruk positive plater ved finkjøring og på tynne deler, eller på arbeidstykker der du er
bekymret for at varmen kan forårsake problemer. Men kjører du med riktige parametre
skal ikke dette være et problem.
11. Bruk alltid keramiske plater med en fase. Dette flytter belastningspunktets pressretning fra
270° til 315°, og den keramiske platen får dermed lengre levetid.
12. Sørg for at du har en fres som er beregnet for keramiske plater. Anleggsflaten er vinklet
annerledes enn på en fres beregenet for hardmetall plater. Det samme gjelder ved dreiing.
Greenleaf sine keramiske dreieholdere er vinklet -10° Holdere til hardmetall plater er vinklet 5°.
13. Bruker du riktige parametre skal du kunne legge hånden din på arbeidstykket med en gang
du har stoppet fresen. Det skal ikke være mer enn 37-40 ° C hvis du har satt opp dine
parametre riktig.
14. Bruk keramikk-leverandøren sin fresekalkulator for å beregne dine kjøreparametre enklere
og sikrere. Greenleaf har utviklet en kalkulator (excel) som beregner alle nødvendige
parametre for å få en høyest mulig produktivitet og lengst mulig standtid.
Å beholde tilstrekkelig varme i kuttsonen og samtidig sikre at spon transporterer bort
overflødig varme, innebærer å opprettholde en "sweet spot" av gjennomsnittlig spon-tykkelse.
Gjennomsnittlig fordi fresing av natur produserer spon med varierende tykkelse. Et spon som
er for tynn har utilstrekkelig med masse til å absorbere varme og transportere den vekk.
Videre kan et tynt spon indikere at skjærekanten gnir eller polerer arbeidsstykket snarere enn
å kutte den. Et tynt spon kan også indikere at du legger for hardt press på det keramiske
skjæret sin spiss, som er det svakeste punkt på platen. Slike forhold fører til at den keramiske
platen raskt blir utslitt. På den annen side, bærer et spon som er for tykk hoveddelen av
varmen vekk fra skjæreeggen, reduseres temperaturen og generere høy belasting på maskinen
og den keramiske platen, noe du helst vil unngå hvis du ønsker lang standtid.
Trenger du hjelp til å komme i gang, kontakt oss på tlf. 4688 5555!
salg@sapeg.no
Tlf: 4688 5555