Svarvning Handbok. Allmän svarvning avstickning och spårsvarvning gängning

Transkript

1 Svarvning Handbok Allmän svarvning avstickning och spårsvarvning gängning

2 Dina betingelser Det finns många saker att tänka på innan man börjar med bearbetningen. Komponent Bearbetning Komponentens utformning (t.ex. stor, smal) Gängprofilen Partistorleken Kvalitetskraven. Materialet Bearbetbarheten (t.ex. om spånbrytningen är lätt eller svår) Ytstrukturen (t.ex. bearbetad med skärande verktyg, smidd) Hårdheten. Maskin Stabilitet, effekt och vridmoment Fastspänning av komponenten Normalt eller högt skärvätsketryck Med eller utan skärvätska.

3 Innehåll 1 Allmän svarvning 2 Wiperskär 6 Geometri och sort 7 Produktivitetshöjaren 9 Applikationstips 11 2 Avstickning och spårsvarvning 16 Avstickning applikationstips 18 Utvändig spårsvarvning applikationstips 22 Invändig spårsvarvning applikationstips 26 Axiell spårsvarvning applikationstips 28 3 Gängning 30 Inmatning och typ av skär 33 Geometri och sort 35 Flanksläppning 36 Applikationstips 38 4 Avancerade material 39 Applikationstips 40 5 Ytterligare information 42 Vinna produktivitetstävlan 42 Snabbväxling 44 CoroTurn SL 45 CoroTurn HP 46 Silent Tools 48

4 1. Allmän svarvning Allmän svarvning Första val som verktygssystem Utvändig Invändig Längd- och plansvarvning Finbearbetning T-Max P med högtryckskylning CoroTurn 107 med högtryckskylning Grovbearbetning T-Max P RC* T-Max P med högtryckskylning Profilsvarvning Finbearbetning CoroTurn TR CoroTurn 107 med högtryckskylning Grovbearbetning T-Max P RC* T-Max P med högtryckskylning Slanka/tunnväggiga komponenter Finbearbetning CoroTurn 107 med högtryckskylning Grovbearbetning T-Max P RC* 2 *HP = Högprecisionskylning *RC = Extra stabil skärfastspänning

5 Geometri och sort 1. Allmän svarvning Första val för T-Max P och CoroTurn 107 ISO P (stål) Bearbetning Finbearbetning Grovbearbetning -PR GC4315 -PM GC4315 -PF GC4315 Bra -PR GC4325 -PM GC4325 -PF GC4315 Medel -PR GC4235 -PM GC4235 -PF GC4325 Svåra Förhållanden ISO M (rostfritt stål) Bearbetning Finbearbetning Grovbearbetning Finbearbetning Grovbearbetning -MR GC2025 -MM GC2015 -MF GC2015 Bra -KR GC3205 (G) GC3210 (N) -KM GC3205 (G) GC3210 (N) -KF GC3205 (G) GC3210 (N) Bra -MR GC2025 -MM GC2025 -MF GC2015 Medel ISO K (gjutjärn) Bearbetning (G) = Grått, (N) = Nodulärt -KR GC3215 -KM GC3215 -KF GC3215 Medel -MR GC2025 -MM GC2035 -MF GC2025 Svåra -KR GC3215 -KM GC3215 -KF GC3215 Svåra Förhållanden Förhållanden 3

6 1. Allmän svarvning Ställvinkel KAPR (PSIR ingångsvinkel) Ställvinkeln KAPR är vinkeln mellan skäreggen och matningsriktningen. Stor vinkel: Liten vinkel: Spånbrytning mot verktyget Spånbrytning mot arbetsstycket Om ställvinkeln (KAPR) är nära 90 (PSIR 0 ) kommer skärkrafterna riktas mot chucken Mindre tendens till vibrationer Högre skärkrafter, särskilt vid skärets in- och utgång. Krafterna riktas både axiellt och radialt Större tendens till vibrationer Minskad strålförslitning på skären Minskad belastning på skärspetsen vid in- och utgång Skärstorlek Bestäm största skärdjup, a p Bestäm vilken faktisk skäreggslängd, LE, som krävs med hänsyn till verktygshållarens ställvinkeln KAPR (PSIR ingångsvinkel) och skärdjupet, a p. Exempel för verktygsutstick a p 5,0 mm (0,197 tum): KAPR (PSIR) LE mm (tum) 75º (15º) 5.2 (0.205) 45º (45º) 7.1 (0.280) Skär: SNMG 1204/SNMG 43 SNMG 1506/SNMG 54 (mindre känsliga för skärbrott) 4

7 1. Allmän svarvning Nosradie Välj största möjliga nosradie, RE, för att få en stark skäregg En stor nosradie, RE, tillåter högre matningshastighet och bättre eggsäkerhet Välj mindre nosradie, RE, om det finns vibrationstendenser. Nosradie, RE, mm (tum): 0,4 (1/64) 0,8 (1/32) 1,2 (3/64) 1,6 (1/16) 2,4 (3/32) Max matning, f n mm/varv tum/varv 0,25 0,35 0,009 0,014 0,4 0,7 0,016 0,028 0,5 1,0 0,020 0,039 0,7 1,3 0,028 0,051 1,0 1,8 0,039 0,071 a p a p RE RE a p < RE a p = 2/3 x RE Skärdjupet, a p, bör inte vara mindre än 2/3 av nosradien, RE, eftersom risken då ökar för vibrationer och dåliga spånor. Obs! För mer information, se under rubriken Produktivitetshöjare. 5

8 1. Allmän svarvning Wiperskär Wiperskär klarar av svarvning vid höga matningshastigheter med bibehållen bra ytjämnhet och spånbrytning. Använd om möjligt wiperskär som första val: Längd- och plansvarvningsapplikationer Stabil infästning av komponenterna Enhetliga komponentformer. Observera: På grund av vibrationsrisken rekommenderas inte wiperskär vid invändig bearbetning med långt överhäng. -WMX -WF -WMX-skär är första val inom den negativa wiperfamiljen. -WF-skär är första val inom den positiva wiperfamiljen. Ytjämnhet, R a μin μm Standard -PM Wiper -WM Wiper -WMX Matning, f n mm/varv tum/varv Dubbel matningshastighet med ett wiperskär ger lika bra eller bättre ytjämnhet än konventionella geometrier med normal matning. Samma matningshastighet med ett wiperskär ger dubbel så bra ytjämnhet jämfört med konventionella geometrier. 6

9 1. Allmän svarvning Geometri Varje skär har ett arbetsområde med optimerad spånkontroll: Grovbearbetning Stora skärdjup kombinerade med höga matningshastigheter. Operationer som kräver högsta eggsäkerhet. Medel Medelfin bearbetning till lätt grovbearbetning. Många kombinationsmöjligheter mellan skärdjup/matningshastighet. Finbearbetning Operationer med litet ingreppsdjup och låg matningshastighet. Operationer som kväver låga skärkrafter. Nedanstående diagram visar arbetsområdet för ett CNMG skär, baserat på en godtagbar spånbrytning i förhållande till matning och skärdjup. -PR -PM -PF Spånbilden är ett exempel från diagrammet och skärdata: Geometri: PM a p : 3,0 mm (0,118 tum) f n : 0,3 mm/varv (0,012 tum/varv) Skärdjup, a p, Tum mm CNMG / CNMG Första val av geometri är -PM Använd -PR-geometri vid höga värden på f n /a p eller intermittenta skärförlopp Använd -PF-geometri vid låga värden på f n /a p. Matning, f n mm/varv tum/varv 7

10 1. Allmän svarvning Sort Valet av skärsort baseras huvudsakligen på: Komponenten (material och utförande, t.ex. för lång eller kort tid i ingrepp) Applikationen (t.ex. grovbearbetning, medelfin bearbetning eller finbearbetning) Maskinen (stabiliteten, t.ex. bra, medelsvåra eller svåra bearbetningsförhållanden). Varmhållfasthet (förslitning) Bra Medel Svåra Exempel Stålkomponent, MC P2.3.Z.AN (CMC 02.12) Medelfin bearbetning, f n 0,2 0,4 mm/varv (0,008 0,016 tum/varv), skärdjup, a p, 2 mm (0,079 tum) Bra stabilitet (fastspänning, komponentstorlek). Första val: Använd sorten GC4325 för säker bearbetning. Använd sorten GC4315 när högre varmhållfasthet krävs på grund av längre ingreppstid eller högre skärhastighet. 8

11 Produktivitetshöjaren 1. Allmän svarvning Effekter vid högtryckskylning (skärvätska med högt tryck/hög precision) Spånkontroll och skärlivslängd: Positiva effekter märks vid 10 bar (145 psi) Ännu tydligare vid 70 bar (1 015 psi) Vid högre tryck, särskilda skärgeometrier för HP ökar verktyslivslängden. Bearbetningssäkerhet Vid användning av verktygshållare med högprecisionskylning (HP) ökar spånkontrollen och stöder förutsägbar skärlivslängd. Detta märks om man byter från en konventionell verktygshållare till en CoroTurn -hållare med högtryckskylning utan att ändra några skärdata. Högtryckskylning tillåter även högre skärhastigheter. Följande åtgärder kan bidra till en förutsägbar och produktiv bearbetning i rostfritt stål med dålig spånbrytning: Använd ett högt skärvätsketryck på 70 bar (1 015 psi). Förbättringar märks redan vid 35 bar (507 psi) Använd CoroTurn med högtryckskylning i kombination med -MMC-geometri. 9

12 1. Allmän svarvning Ökad skärlivslängd För bästa skärlivslängd: 1. Maximera a p (för att minska antalet passeringar) 2. Maximera f n (för att minska bearbetningstiden) 3. Minska v c (för att minska värmeutvecklingen) Skärdjupet a p För litet: Försämrad spånkontroll Vibration Hög temperatur Oekonomiskt. För stort: Hög effektförbrukning Skärbrott Högre skärkrafter. Skärlivslängd Liten effekt på verktygslivslängden. a p Matningshastigheten f n För låg: Plastisk deformation Snabb fasförslitning Löseggsbildning Oekonomiskt. För hög: Försämrad spånkontroll Dålig ytjämnhet Gropförslitning/plastisk deformation Hög effektförbrukning Spånsvetsning Spånhamring. Skärlivslängd Mindre inverkan på livslängden än v c. f n Skärhastigheten v c För låg: Löseggsbildning Slö egg Oekonomiskt Dålig ytjämnhet. För hög: Snabb fasförslitning Dålig finbearbetning Snabb gropförslitning Plastisk deformation. Skärlivslängd Stor inverkan på livslängden. Justera v c för bästa effektivitet. v c 10

13 1. Allmän svarvning Applikationstips Vibrationsbenägna komponenter Bearbetning i en passering (t.ex. av ett rör) Rekommendationen är att utföra hela bearbetningen i en passering så att kraften riktas in mot chucken/spindeln. Exempel: Ytterdiameter (YD) 25 mm (0,984 tum) Innerdiameter (ID) 15 mm (0,590 tum) Skärdjupet, a p, är 4,3 mm (0,169 tum). Resterande rörtjocklek = 0,7 mm (0,028 tum). YD = 25 mm (0,984 tum) a p 4,3 mm (0,169 tum) ID = 15 mm (0,590 tum) En ställvinkel nära 90 (skärets vinkel 0 ) kan användas för att rikta skärkrafterna i axelriktningen. Det medför minimal undanböjning av komponenten. Bearbetning i två passeringar Bearbetning med synkroniserad övre och undre revolver utjämnar de radiella skärkrafterna: Undvik vibrationer och undanböjning av komponenten. 11

14 1. Allmän svarvning Slanka/tunnväggiga komponenter Ingångsvinkel nära 90 (ställvinkel 0 ) Skärdjup, a p, större än nosradien, RE Vass egg och liten nosradie, RE Överväg cermet- eller PVD-sorter, t.ex. CT5015 eller GC1125. Ställvinkel (skärets vinkel): Även en liten förändring (från 91/-1 till 95/-5 graders vinkel) påverkar skärkrafternas riktning vid bearbetningen. Skärdjup, a p, större än nosradien, RE: Stora värden på a p ökar axialkraften, F z, och minskar den radiella skärkraften, F x, vilket orsakar vibrationer. Vass egg och liten nosradie, RE: Alstrar låga skärkrafter. Cermet- eller PVD-sort: Ger slitstyrka och en vass skäregg, vilket är att föredra vid denna typ av bearbetning. 12

15 Ansatssvarvning/svarvning av ansatser 1. Allmän svarvning Steg 1 4: Avståndet mellan varje steg (1 4) bör vara samma som matningshastigheten för att undvika spånklämning Steg 5: Det avslutande ingreppet ska utföras i en vertikal passering från den yttre diametern till den inre. 5 Detta: förebygger skador på skäreggen är mycket gynnsamt för CVD-belagda skär och kan minska risken för skärbrott avsevärt! Det kan uppstå problem med spånavgången i radien om man vid plansvarvning av ansatsen går från den inre diametern till den yttre. Att ändra verktygsvägen kan kasta om spånriktningen och lösa problemet. 13

16 1. Allmän svarvning Plansvarvning Att tänka på under processen: Börja om möjligt med att plansvarva (1) och fasa (2). Geometriska förhållanden på arbetsstycket: Börja med fasen (3) Plansvarvning ska vara den första operationen för att säkerställa komponentens referenspunkt till nästa passering. Gradbildning är ofta ett problem vid slutet av ingreppet (när verktyget lämnar arbetsstycket). Att lämna en fas eller radie (rulla över ett hörn) kan minimera eller förebygga gradbildning. En fas på komponenten ger en mjukare ingång för skäreggen (både vid plan- och längdsvarvning). 14

17 Intermittenta ingrepp 1. Allmän svarvning Använd en PVD-sort för att ge eggseghet, t.ex. GC1125 Använd en tunn CVD-sort om material i arbetsstycket är starkt nötande, t.ex. GC1515 Överväg en stark spånbrytare, t.ex. -QM eller -PR, för att ge tillräcklig motståndskraft mot urflisning Vi rekommenderar att du stänger av skärvätskan för att undvika värmesprickor. Finbearbetning av komponent med slipning Använd största möjliga nosradie, RE, vid längd- och plansvarvning. Överskrid inte slipningens bredd. Stark egg God ytjämnhet Möjlighet att använda hög matning. Slipningen ska utföras som avslutande steg för att få bort gradbildning. RE 15

18 2. Avstickning och spårsvarvning Avstickning och spårsvarvning Första val som system Avstickning CoroCut 3 DCX Ø 12 mm (0,5 tum) 2. CoroCut 2 DCX Ø mm (0,5 1,5 tum) 3. CoroCut QD DCX Ø mm (1,5 6,3 tum) Utvändig spårsvarvning CoroCut 3 CDX 1,5 6 mm (0,06 0,24 tum) 2. CoroCut 2 CDX mm (0,5 1,1 tum) 3. CoroCut QD CDX mm (0,6 3,15 tum) 16

19 2. Avstickning och spårsvarvning Invändig spårsvarvning CoroTurn XS DMIN Ø 4,2 mm (0,165 tum) 2. CoroCut MB DMIN Ø 10 mm (0,394 tum) 3. T-Max Q-Cut DMIN Ø 12 mm (0,472 tum) 4. CoroCut 2 DMIN Ø 26 mm (1,024 tum) Axiell spårsvarvning CoroTurn XS DAXIN Ø 1 8 mm (0,04 0,315 tum) 2. CoroCut MB DAXIN Ø 8 mm (0,31 tum) 3. T-Max Q-Cut DAXIN Ø 16 mm (0,63 tum) 4. CoroCut 2 DAXIN Ø 34 mm (1,34 tum) 17

20 2. Avstickning och spårsvarvning Applikationstips för avstickning Minimera överhänget, OH Vid långa överhäng, OH: Använd en lättskärande geometri t.ex. -CM. OH mindre än 1,5 x H: Använd rekommenderad matning för geometrin. OH större än 1,5 x H: Sänk matningshastigheten mot den lägre rekommendationsgränsen för geometrin. Kortare överhäng minskar nedböjningen i kubik: δ = 4 x F x OH 3 t x h 3 Centrumhöjd Centrumhöjd ±0,1 mm (±0,004 tum) Ställ vid långa överhäng in skäreggen 0,1 mm (0,004 tum) ovanför centrumlinjen för att kompensera för nedböjningen. Under centrum orsakar: Över centrum orsakar: Ökad tapp Brott (ogynnsamma skärkrafter). Brott (trycker genom centrum) Snabb fasförslitning. 18

21 2. Avstickning och spårsvarvning Minska alltid matningen före centrum Brott vid avstickning av stångmaterial sker oftast vid centrum. Minska alltid matningen med 75 % vid cirka 2 mm (0,08 tum) före centrum: Lägre matning vid centrum minskar krafterna och ökar skärlivslängden Högre matning i periferin förbättrar produktiviteten och livslängden Minskad matningshastighet ökar skärlivslängden drastiskt. Beräkning av hastigheten: v c = π x D m x n 1000 Stanna alltid innan centrum uppnås Avbryt matningen 0,5 mm (0,02 tum) före centrum Komponenten lossnar av centrifugalkraften. Matning genom centrum orsakar brott. Det går att använda en subchuck till att dra loss komponenten. Lämna en tapp med ø 1 mm (0,04 tum) som sedan dras av. Minska skärbredden för att spara material. 19

22 2. Avstickning och spårsvarvning Tappfri avstickning Frontvinkeln minskar tapp- och gradbildning på ena sidan Använd inte skär med frontvinkel annat än vid små överhäng Frontvinkeln minskar skärlivslängden och ökar tendensen till utböjning För längre överhäng, använd neutrala skär. Frontvinkel Neutral Stabilitet och livslängd dåligt bra Radiella skärkrafter låg hög Axiella skärkrafter hög låg Tapp/grad liten stor Risk för vibrationer hög låg Ytjämnhet och planhet dåligt bra Spånflöde dåligt bra Högtryckstillförsel av skärvätska (högtrycks-kylning) Kommer åt skäreggen även i djupa spår Verktyg med högtryckskylning är första val vid avstickning och spårsvarvning Förbättrar spånkontrollen och ytjämnheten Invändig skärvätsketillförsel sänker temperaturen De största vinsterna görs vid långa ingrepp och i material med låg värmeledningsförmåga (HRSA, rostfritt stål) Med effektiv skärvätsketillförsel går det att använda segare sorter och ända bevara eller öka skärlivslängd Öka skärhastigheten med % när högtryckskylning används Undvik löseggsbildning genom att stänga av skärvätsketillförseln vid diametern där maskinen når sin varvtalsgräns. Högtryckstillförsel av skärvätska ger bra effekt även vid lägre tryck, men den bästa effekten uppnås vid 20 bar (290 psi) och högre. 20

23 Geometri och sort Första val för avstickning 2. Avstickning och spårsvarvning ISO P Rör bra förhållanden -CF Stångmaterial bra Stångmaterial svåra förhållanden (subchuck) förhållanden -CM -CR -CF -CM -CR Stål M GC1125 GC1125 GC1135/2135 -CF -CM -CR Rostfritt stål N Icke-järnmetaller S -CF -CM -CR GC1125 GC1125 GC1135/2135 -CO -CO -CO -CF -CM -CM GC1105 GC1105 GC1105 -CO -CO -CM HRSA -CM -CM GC1105 GC1105 GC1145 Använd tabellen för att välja skärbredd, CW, utifrån komponentdiametern, D: Spara material genom att minska skärbredden. -CM D mm (inch) CW mm 10 ( 0.4) ( ) ( ) ( ) ( )

24 2. Avstickning och spårsvarvning Applikationstips för utvändig spårsvarvning Ett instick med skäret Använd Wiperskär för bra ytjämnhet, t.ex. -TF CoroCut 2 -GF erbjuder ett stort utbud av olika hörnradier och bredder med snäva toleranser Tailor Made med möjlighet till särskild profil och faser i skärprofilen för massproduktion. Grovbearbetning av breda spår Fler instick med ett skär För djupa, breda spår (djupet större än bredden) Flänsar som lämnas till de avslutande passeringarna (4 och 5) ska vara tunnare än skärbredden (CW -2 x hörnradien) Öka matningen % vid bearbetning av flänsar Första val av geometri -GM. Instickssvarvning För bredare och grundare spår (bredden större än djupet) Mata inte in mot ansatsen (gör trappsteg) Första val av geometrier -TF och -TM. 22

25 Vid sidsvarvning ska a p vara större än skärets hörnradie Wipereffekten värdet på f n /a p ska vara tillräckligt stort för att ge liten utböjning av skär och verktyg För lågt värde på f n /a p orsakar verktygsnötning, vibrationer och dålig ytjämnhet Max. a p 75 % av skärbredden. 2. Avstickning och spårsvarvning Svarvning med skär för avstickning och spårsvarvning Ytjämnhet R a μm TNMG TNMG CoroCut 5 mm -RM CoroCut 4 mm -TF CoroCut 6 mm -TM Matning, f n mm/varv tum/varv Diagrammet visar ytjämnheten för CoroCut-skär jämfört med TNMG-skär med hörnradien 04 eller

26 2. Avstickning och spårsvarvning Svarva ett spår Vid sidsvarvning måste verktyget och skäret böjas. Alltför stor utböjning kan emellertid orsaka vibrationer och brott: Tjockare blad minskar utböjningen Kortare överhäng minskar utböjningen Undvik svarvning med långa och/eller tunna verktyg. Kortare överhäng minskar böjningen i sidled: δ = 4 x F x OH 3 t 3 x h Avsluta svarvning av ett spår Undvik utböjning genom att använda ett skärdjup som är större än skärets hörnradie. Alternativ 1: Använd en geometri för svarvning, t.ex. -TF Alternativ 2: Använd en geometri för profilsvarvning, t.ex. -RM till spår med stor radie Rekommenderat axiellt och radiellt skärdjup 0,5 1,0 mm (0,02 0,04 tum). 24

27 Geometri och sort Första val vid spårsvarvning 2. Avstickning och spårsvarvning ISO P Spårsvarvning -CL Svarva bredare spår -TF Stål M GC1125 -TF -GF GC1125/4225 -TF -TF Rostfritt stål K GC1135/2135 -CR -TF -TF GC1135/2135 -TF Gjutjärn N -GM GC1135/3115 -TF -TM GC1135/3115 -TF Icke-järnmetaller S GC1105 -TF -GF GC1105 -TF -TF HRSA H GC1105 -GF GC1105 -TF Härdat stål -S -S CB7015 CB7015 Vid utvändig spårsvarvning är verktyg med högtryckstillförsel av skärvätska första val. 25

28 2. Avstickning och spårsvarvning Applikationstips för invändig spårsvarvning Spånavgång Starta vid hålets botten och bearbeta utåt för att styra ut spånorna från hålet Ett kraftigt skärvätskeflöde förbättrar spånkontrollen och spånavgången Mindre bom förbättrar spånavgången men minskar stabiliteten Använd instickssvarvning (B) för bästa spånkontroll och stabilitet Använd lättskärande geometrier som -GF eller -TF Använd mindre skärbredd och hörnradie för att få lägre skärkrafter. Använd hårdmetallförstärkta, vibrationsdämpade bommar när överhänget är 5 7 x D. Använd vibrationsdämpade bommar eller hårdmetallbommar när överhänget är 3 6 x D. Använd stålbommar när överhänget är mindre än 3 x D. D L = 5 7 x D D L = 3 6 x D D L 3 x D 26

29 Geometri och sort Första val vid invändig spårsvarvning 2. Avstickning och spårsvarvning ISO P Spårsvarvning Svarva bredare spår Stål M Rostfritt stål K -GF GC1125 -TF GC2135 -TF GC4225 -TF GC2135 Gjutjärn N Icke-järnmetaller S -GM GC4225 -GF GC1105 -TM GC4225 -TF GC1105 HRSA H -GF GC1105 -TF GC1105 Härdat stål CB7015 -S -S CB

30 2. Avstickning och spårsvarvning Applikationstips för axiell spårsvarvning Val av verktyg Verktygen är kurvformade för att passa ett antal olika spår. Starta på utsidan och arbeta inåt. Spåret går alltid att bredda med överlappande passeringar (eller sidsvarvning) så länge det första sticket ligger inom verktygets diameterområde. Använd verktyget för den största diameter som passar ditt spår. Ett verktyg för en större diameter är mindre krökt och därför mer stabilt. Större diameter ger förbättrad spånkontroll och bättre stabilitet. Till bredare spår använd sidsvarvning som ger förbättrad spånkontroll Använd alltid verktyg med så litet insticksdjup som möjligt. 28

31 Geometri och sort Första val vid axiell spårsvarvning 2. Avstickning och spårsvarvning ISO P Axiell spårsvarvning ISO N Axiell spårsvarvning Stål M -TF GC1125 Icke-järnmetaller S -TF H13A Rostfritt stål K -TF GC2135 HRSA H -TF GC1105 Gjutjärn -TF GC4225 Härdat stål -S CB7015 Sätt samman ditt eget modulbyggda spårsvarvningsverktyg på 29

32 3. Gängning Gängning Utvändig gängning 1. CoroCut XS Stigningsområde 0,2 2 mm 2. CoroThread 266 Stigningsområde 0,5 8 mm, 32 3 g.p.t Invändig gängning 1. CoroTurn XS Stigningsområde 0,5 3 mm, g.p.t. DMIN Ø 4 mm (0,157 tum) 2. CoroCut MB Stigningsområde 0,5 3 mm, 32 8 g.p.t. DMIN Ø 10 mm (0,393 tum) 3. CoroThread 266 Stigningsområde 0,5 8 mm, 32 3 g.p.t. DMIN Ø 12 mm (0,472 tum)

33 Gängformer Sandvik Coromant standardsortiment 3. Gängning Applikation Gängprofil Gängtyp Koppling Metrisk ISO, amerikansk UN Allmän användning Rörgängor Whitworth, British Standard (BSPT), amerikanska rörgängor National Pipe Thread (NPT, NPTF) Livsmedel och brandbekämpning Rund DIN 405 Flygindustrin MJ, UNJ Olja och gas API rund, API Buttress, VAM Rörelse Allmän användning Trapetsformad, ACME, Stub ACME CoroThread 266 Första val - verktygssystem för gängsvarvning Gränssnittet har styrspår mellan skäret och skärläget vilket eliminerar alla skärrörelser som orsakas av variationer i skärkrafterna CoroThread 266 ger därför en exakt och repeterbar gängprofil som ett resultat av skärets stabila fixering. 31

34 3. Gängning Verktygets matningsriktning Det finns många sätt att tillverka en gänga. Spindeln kan rotera medurs eller moturs och verktyget kan matas mot eller från chucken. Gängsvarvningsverktyget kan användas i normalt eller upp-och-nedvänt läge (det senare underlättar spånavgången). Den vanligast konfigurationen har utmärkts med grönt (nedan). Arbeta bort från chucken (draggängning) Att använda högerverktyg för vänstergängor (och vice versa) kan innebära en kostnadsbesparing tack vare minskat verktygslager. En negativ underläggsplatta måste användas i konfigurationen som markerats med rött (nedan). Utvändig Invändig Högergängor Vänstergängor Högergängor Vänstergängor Verktyg/skär i högerutförande Verktyg/skär i vänsterutförande Verktyg/skär i högerutförande Verktyg/skär i vänsterutförande Verktyg/skär i högerutförande Verktyg/skär i vänsterutförande Verktyg/skär i högerutförande Verktyg/skär i vänsterutförande Verktyg/skär i vänsterutförande Verktyg/skär i högerutförande Verktyg/skär i vänsterutförande Verktyg/skär i högerutförande En negativ underläggsplatta måste användas. Verktyg/skär i vänsterutförande Verktyg/skär i högerutförande 32

35 3. Gängning Inmatningsmetoder Modifierad flankinmatning Modifierad flankinmatning är första val som metod och ger den högsta skärlivslängden och bästa spånkontrollen. De flesta CNC-maskiner har speciella gängningscykler. Exempel: G92, G76, G71, G33 och G32 För flankinmatning kan det vara G76, X48.0, Z-30.0, B57 (inmatningsvinkel), D05 etc. Spånorna skapas enbart på den ena sidan av skäret, vilket ger en utmärkt spånkontroll Färre passeringar krävs eftersom mindre värme överförs till skäret Använd en inmatningsvinkel på 1 5. Motsatt flankinmatning Matningsriktning Vanligast För invändig gängning Spånriktning Spånriktning Skären kan bearbeta med båda flankerna spånorna går att styra i båda riktningarna beroende på vilken flank som används Förbättrad spånkontroll Bidrar till en kontinuerlig, problemfri bearbetning utan oplanerade driftstopp. Andra metoder som ofta används är den radiella och den inkrementella. 33

36 3. Gängning Typ av skär Fullprofilskär Första val Fördelar: Hela gängprofilen bearbetas fram av skäret Gängans botten och topp kontrolleras av skäret Ingen gradning krävs Använd 0,05 0,07 mm (0,002 0,003 tum) för gängtoppning. Nackdelar: Varje skär klarar bara av att bearbeta en bestämd stigning. V-profilskär Flexibla Fördelar: Flexibelt, ett skär klarar flera olika stigningar Färre skär behöver hållas i lager. Nackdelar: Den yttre/inre diametern måste svarvas till rätt dimension före gängningen Gradbildning Skärets nosradie är mindre för att kunna täcka stigningsområdet, vilket minkar skärlivslängden. Flerprofilskär Fördelar: Liknar fullprofilskäret, men med två spetsar fördubblas produktiviteten och så vidare. Mycket hög produktivitet Dubbel livslängd. Produktivt Nackdelar: Kräver stabila betingelser på grund av ökade skärkrafter Kräver extra utrymme efter den sista gängan på arbetsstycket för skärets sista tand, som avslutar gängan. 34

37 3. Gängning Geometri Geometri A Rundad skäregg som ger säker och förutsägbar skärlivslängd Fullprofil och V-profil Bra spånkontroll och eggsäkerhet. Geometri F Vass skäregg Rena skär i kletande och deformationshärdande material Låga skärkrafter och god ytjämnhet Minskad löseggsbildning. Geometri C Spånbrytande geometri Optimerad för låglegerat stål och stål med låg kolhalt Maximal spånkontroll och minimal övervakning Hög säkerhet vid alla typer av gängning, särskilt invändig Höga skärkrafter Får endast användas med 1 modifierad flankinmatning. 35

38 3. Gängning Sort Valet av skärsort baseras huvudsakligen på: Komponentmaterial Maskinen (stabiliteten, t.ex. bra, medelsvåra eller svåra bearbetningsförhållanden). Varmhållfasthet (förslitning) Första val ISO P, M, K Första val ISO M, S Bra Medel Svåra Använd sorten GC1125 när högre varmhållfasthet krävs på grund av högre skärhastighet och längre ingreppstid. Använd sorten GC1135 för säker bearbetning. H13A och CB7015 till materialgrupperna ISO N och H. Flanksläppning Stigvinkeln, ϕ, beror på diametern (d) och stigningen (P) Du justerar skärets flanksläppning genom att byta underläggsplatta Lutningsvinkeln är lambda, λ. Den vanligaste vinkeln är 1, vilket motsvarar standardunderläggsplattan i skär-hållaren. Flanksläppning 36

39 3. Gängning Underläggsplatta Behöver ställas in efter den faktiska gängstigningen och gängdiametern Underläggsplattor finns från -2º till 4º (i steg om 1º) Underläggsplattor med negativ lutning finns för svarvning av vänstergängor med högerverktyg och vice versa (draggängning). Gängstigning (P) i mm Gängor/tum tan P λ = d x π Arbetsstycke diameter mm Tum Till exempel, en stigning på: 6 mm och ett arbetsstycke med Ø 40 mm kräver en underläggsplatta med lutningen 3 5 gängor per tum och ett arbetsstycke med Ø 4 tum kräver en underläggsplatta med lutningen 1. 37

40 3. Gängning Applikationstips Gradning av gängor Grader har en tendens att bildas i början av gängningen, innan skäret har format den fullständiga profilen Utför gängningen på normalt sätt (1) Avgradningen (2) sker med vanliga svarvverktyg. Använd gängningscykeln under de första 2/3 av varvet Det är viktigt att gradningsskäret placeras korrekt. Gängor med flera startpunkter Gängor med två eller flera parallella gängspår kräver två eller flera ingångar. Gängans stigning blir i sådana fall två eller flera gånger så stor som för en skruv med ett enda gängspår. Det är viktigt att använda rätt underläggsplatta. Första gängspåret Gängans stigning Andra gängspåret Tredje gängspåret Tanddelning Gängans stigning En gänga med 3 parallella gängspår 38

41 Avancerade material Hårdsvarvning med CBN skär 4. Avancerade material Lite förenklat kan man säga att hårdsvarvning (HPT) avser härdat stål med en hårdhet av 55 HRC och högre. Många olika slags stål (kolstål, legerat stål, verktygsstål, lagerstål etc.) kan uppnå en sådan hårdhet. Hårdsvarvning är oftast en process för finbearbetning eller medelgrov finbearbetning med höga krav på måttnoggrannhet och ytkvalitet. Ett CBN-skär kan stå emot de höga skärtemperaturerna och krafterna med bibehållen skäregg. Därför ger CBN lång, förutsägbar skärlivslängd och tillverkar komponenter med utmärkt ytjämnhet. Sandvik Coromant erbjuder ett omfattande program med unika CBN-produkter för finsvarvning, spårsvarvning och gängning i sätthärdat stål. Sortval Skärhastighet Seghetskrav CB7015 CB7025 CB7525 Negativt skär Första val Eggförberedelse Positivt skär S01030 S0330 S01020 S0320 S01030 S0330 S01020 S0320 T01020 T0320 T01020 T0320 Varför hårdsvarvning? Hög kvalitet Kortare produktionstid per komponent Processflexibilitet Lägre maskininvesteringar Lägre energikrav Möjligt att eliminera skärvätskan Enklare spånhantering Möjligt att återanvända spånor. 39

42 4. Avancerade material Applikationstips Fasbredd En bred fas sprider skärkrafterna över ett större område, vilket ger en robustare skäregg och tillåter högre matningshastigheter. Använd en bred fas när processtabilitet och förutsägbar skärlivslängd är de viktigaste faktorerna. Om ytjämnhet och måttnoggrannhet är de viktigaste kraven så ger en smal fas bäst resultat. Skärkrafterna och temperaturen minskas och det uppstår mindre vibrationer. Fasbredd Fasvinkel Fasvinkel: Exakthet och formprecision Alltid i framkant Använd största möjliga tillåtna nosradie, baserat på dina processkrav: Liten nosradie, t.ex. 0,2 eller 0,4 mm (1/128, 1/64 tum) ger bra spånbrytning En stor nosradie ger bättre yta och större egghållfasthet och därför en längre skärlivslängd. Wiperskär innebär två möjligheter till processförbättring: Förbättrad ytjämnhet vid normala skärbetingelser Bibehållen ytjämnhet vid högre matningshastighet. Processtabilitet, livslängd Xcel-skär tillåter de högsta matningarna, 0,3 0,5 mm/varv (0,012 0,020 tum/varv), med bibehållen hög ytjämnhet. 40

43 4. Avancerade material Förbered komponenten i mjukt tillstånd Undvik grader Bearbeta med snäva toleranser Bearbeta faser och radier i mjukt tillstånd. Håll maskinkonfigurationen stabil Använd breda spännbackar (inga härdade spännbackar) Använda Coromant Capto Verktygshållarna måste vara i felfritt skick. Två passeringar Bearbetning med två passeringar är antagligen det bästa alternativet: om maskinkonfigurationen är instabil om det finns avvikelser hos komponenten om toleranserna för den slutliga ytkvaliteten är mycket snäva. Användning av skärvätska Torr bearbetning är en av de viktigaste fördelarna med hårdsvarvning. Trots detta krävs ibland skärvätska, till exempel: för att underlätta spånbrytningen för att kontrollera arbetsstyckets termiska stabilitet vid bearbetning av stora komponenter (för att leda bort värme). Skärvätskan måste alltid tillföras i ett konstant flöde över hela skärlängden. 41

44 5. Ytterligare information Ytterligare information Vinna produktivitetstävlan Med produktivitet är det som inom racersporten det är viktigt både att hålla hastigheten hög och att hålla depåstoppen få och korta. Att kunna förstå din situation och erbjuda produktivitetshöjande lösningar utifrån just dina utmaningar är styrkan hos Sandvik Coromant. Den totala produktiviteten kan höjas genom att man ökar effektiviteten vid bearbetningen eller förbättrar maskin utnyttjandet. Eller i vissa situationer genom båda. T O TA L BEARBETNINGENS EFFEKTIVITET, cm 3 /min P R O D U K T I V I T E T MASKINUTNYTTJANDE, % Effektivitet vid skärande bearbetning gasen i botten! Effektivitet vid skärande bearbetning handlar i grund och botten om hög hastighet och snabb spånavgång. Men att öka farten till priset av täta driftavbrott är inte effektivt. För att kunna uppnå hög produktivitet behöver du sorter med höga prestanda, snabba bearbetningsmetoder och teknik där du inte hejdas av vibrationer. För höga hastigheter: GC4325, GC4315 och Silent Tools. 42

45 5. Ytterligare information Maskinutnyttjande mer tid för bearbetning! Att hålla de planerade driftstoppen korta är en verklig produktivitetshöjare. Manuell verktygsväxling är tidsödande och ibland riktigt krångligt, särskilt på maskiner med trånga utrymmen eller där verktygsläget inte är repeterbart. I värsta fall kan det ta upp till 10 minuter att få verktyget på plats och hitta rätt läge. Vid depåstoppet: Snabbväxling med Coromant Capto och QS -hållarsystemet. Oplanerade stopp är riktiga tidstjuvar. En punktering kan fördärva dina chanser att vinna i ett racerlopp. På samma sätt kan spånproblem och skärbrott verkligen skada effektiviteten i en verkstad. För att hålla dig på banan: GC4325, GC4315, CoroTurn med högtryckskylning och Silent Tools. 43

46 5. Ytterligare information Snabbväxling Spännenheter med snabbväxling optimerar ditt maskin utnyttjande genom att minska både omriggningstiden och verktygsbytestiden betydligt. Inbyggda och påskruvade lösningar för standardsvarvar. Coromant Capto som byggs in direkt i spindeln ökar stabiliteten och mångsidigheten. Samma verktyg kan på så sätt användas i hela verkstaden, vilket ger flexibilitet, bästa möjliga stabilitet och minimalt verktygslager. Modulariteten innebär mindre behov av dyra specialverktyg med långa leveranstider: Finns i sex storlekar: C3 C10, med 32, 40, 50, 63, 80 och 100 mm diameter. Skärvätsketillförsel med högt tryck genom verktyget, från maskin till skäregg: Upp till 400 bar (5 802 psi) tillsammans med Coromant Capto HP-spännenheter. 44

47 CoroTurn SL 5. Ytterligare information CoroTurn SL är ett universellt modulsystem med svarvbommar, Coromant Capto -adaptrar och utbytbara skärhuvuden som används till att bygga specialanpassade verktyg för olika typer av bearbetningar. För allmän svarvning, avstickning och spårsvarvning samt gängning Den robusta, räfflade kopplingen (serrationen) mellan adapter och skärhuvud kan jämföras med solida verktyg vad gäller vibrationer och utböjning Skärhuvuden med CoroTurn HP (högtryckskylning) Solida ståladaptrar, vibrationsdämpade Silent Tools adaptrar och vibrationsdämpade adaptrar med hårdmetallförstärkning Snabbväxling i kombination med Coromant Capto SL-skärhuvuden tillsammans med CoroTurn SL-adaptrar gör det möjligt att sätta ihop en mängd olika verktygskombinationer Sätt samman ditt eget modulbyggda verktyg på 45

48 5. Ytterligare information CoroTurn HP CoroTurn HP är ett program av verktygshållare med högprecisionskylning. Verktygshållaren har fasta munstycken som ger förbättrad spånkontroll, bearbetningssäkerhet och produktivitet med ökad skärlivslängd. CoroTurn HPsvarvbom CoroTurn HP-skaft Svarvbommar för invändig svarvning Skaft för fin till medelfin svarvning Snabbväxling i kombination med Coromant Capto Ökad skärlivslängd tack vare specialskär till T-Max P och CoroTurn 107. Integrerade munstycken för exakta skärvätskestrålar Intervall för skär vätsketryck: bar ( psi) Antal munstycken: 1 3. Högprecisionmunstycken riktar skärvätskan exakt mot skärzonen. 46

49 5. Ytterligare information Avstickning och spårsvarvning "plug and play"-anslutning för skärvätska CoroCut QD och CoroCut 1-2, avstickningsblad och skafthållare är tillgängliga med "plug and play" adaptrar för enkel skärvätskeanslutning Precisionsstyrd skärvätska uppifrån och nedifrån ger för bättrad spånkontroll, ytjämnhet och skärlivslängd Inga slangar eller rör krävs för anslutningen Adaptrar finns för de flesta maskintyper. EasyFix EasyFix-hylsorna minskar riggtiden vid användning av cy lindris ka svarvbommar. En fjäderbelastad kula säkerställer rätt centrumhöjd. Det befintliga systemet för skärvätsketillförsel kan användas En metalltätning ger bra prestanda vid högt skärvätsketryck EasyFix-hylsorna passar till alla cylindriska svarvbommar. 47

50 5. Ytterligare information Silent Tools Silent Tools-adaptrarna minimerar tack vare en dämpare i verktyget vibrationerna och upprätthåller på så vis en hög produktivitet och snäva toleranser även vid stora överhäng. Adaptern går att kombinera med olika CoroTurn SL-skärhuvuden. Maximalt rekommenderat överhäng: Bomtyp Svarvning Spårsvarvning Gängning Stål 4 x DMM 3 x DMM 3 x DMM Hårdmetall 6 x DMM 6 x DMM 6 x DMM Ståldämpade 10 x DMM 5 x DMM* 5 x DMM* Hårdmetallförstärkta med dämpning 14 x DMM 7 x DMM 7 x DMM *570-4C-svarvbommar Vid överhäng upp till 10 x DMM klarar normalt en vibra tionsdäm pad stålsvarvbom att säkerställa en tillfredsställande process. Överhäng över 10 x DMM kräver en hårdmetallförstärkt vibrationsdämpad svarvbom för att minska den radiella utböjningen och vibrationerna. Invändig svarvning är mycket känslig för vibrationer. Minimera verktygsöverhänget och välj största möjliga svarvbomsstorlek för bästa möjliga stabilitet och noggrannhet. För invändig svarvning med ståldämpade svarvbommar är första val bommar typen 570-3C. För spårsvarvning och gängning där de radiella krafterna är högre än vid svarvning rekommenderas bomtyp 570-4C. 48

51

52 Optimerad förslitning 3. Skärhastighet v c m/min (ft/min) Matning f n mm/varv (tum/varv) Fasförslitning (nötande) Plastisk deformation (intryckning) Gropförslitning Plastisk deformation (stukning) Urflisning Löseggsbildning Önskvärt slitage som ger förutsägbar skärlivslängd Information om typer av förslitning på baksidan

53 Typer av förslitning 1. För stor fasförslitning Orsak Lösning Skärhastigheten är för hög Otillräcklig slitstyrka För seg sort Otillräcklig skärvätsketill försel Sänk skärhastigheten Välj en mer slitstark sort Öka skärvätsketillförseln 2. Plastisk deformation (intryckning) Orsak Lösning Skärtemperaturen är för hög Otillräcklig skärvätske tillförsel Minska skärhastigheten (eller matningen) Välj en mer slitstark sort Öka skärvätsketillförseln 3. Gropförslitning Orsak Lösning För hög skärhastighet och/eller matning För seg sort Minska skärhastigheten eller matningen Välj en positiv skärgeometri Välj en mer slitstark sort 4. Plastisk deformation (stukning) Orsak Lösning Skärtemperaturen är för hög Otillräcklig skärvätske tillförsel Minska matningen (eller skärhastigheten) Välj en mer slitstark sort Öka skärvätsketillförseln Orsak Lösning Instabila förhållanden För hård sort För svag geometri Välj en segare sort Välj en geometri för ett högre matningsområde Minska överhänget Kontrollera centrumhöjden 5. Urflisning 6. Löseggsbildning Orsak Lösning För låg skärtemperatur Kletande material i arbetsstycket Öka skärhastigheten eller matningen Välj en vassare eggeometri