Szerszámacélok köszörülésérıl

OKTATÓANYAG KIZÁRÓLAG BELSİ HASZNÁLATRA !

Szerszámacélok köszörülésérıl Szempontok, összefüggések, paraméterek

Szerkesztette, fordította: Losteiner József NONIUSZ Csiszolástechnika +36-30-535-8080

Szerszámacélok köszörülése OKTATÓANYAG BELSİ HASZNÁLATRA !

Forrás: Treatment of tool steels (UDDEHOLM)

Tartalom: • • • • • • • • • •

Bevezetés Köszörőkövek szerkezete A köszörülés folyamata A köszörőgép Kenı- hőtı folyadék A szerszámacélokról Uddeholm acélok köszörülése Vágási sebesség és fogásmélység A köszörőkı lehúzása Ajánlások, tippek

2. old 2. old 3. old 5. old 6. old 6. old 9. old 10. old 10. old 12. old

A leírtak csak némi elméleti eligazítást adnak a köszörülés paramétereirıl, felhívják a figyelmet a gyakorlatban vizsgálandó lényegesebb szempontokra. Nem pótolja gyakorlott szakember segítségét a megfelelı köszörőkı kiválasztásában.

Fordítás, szerkesztés: Losteiner József

NONIUSZ 2004

1



Bevezetés: A szerszámacélok magas ötvözıanyag tartalma miatt gyakran nehezebb a megfelelı köszörőkı kiválasztása ill. a paraméterek megválasztása, mint pl. a szerkezeti acéloknál. Ahhoz, hogy a szerszámacélok köszörülésénél kielégítı teljesítményt érhessünk el, a köszörőköveket igen nagy gondossággal kell kiválasztani. A megfelelı specifikáció kiválasztásához a köszörülés paramétereit és körülményeit gondosan kell tanulmányoznunk. Ez a füzet segítséget nyújt a legfontosabb szempontok áttekintéséhez. A teljesség igénye nélkül vizsgálunk néhány igen fontos körülményt, amit minden esetben figyelembe kell vennünk a meglévı eszközeink használata mellett is. Némi elméleti bevezetés után gyakorlati útmutatással is szolgálunk.

Kiválasztásánál különbözı szempontokat veszünk figyelembe. - keménység - élesség - hıállóság - vegyszerállóság Általában négy alaptípust különböztethetünk meg: 1. Korund aluminium oxid A 2. Szilícium karbid SiC 3. Bórnitrid CBN 4. Gyémánt

A csiszolóanyagokat különbözı területeken alkalmazzák. Néhány tulajdonság: Anyag

A köszörőkövek három fı összetevıje: - csiszoló szemcse - kötıanyag - pórusok

Keménység Knoop kp/mm2

Korund Szil. karb. Bornitrid Gyémánt

1. A köszörőkövek szerkezete.

C B D

2.1. KORUND

2100 2500 4700 7000

Hıállóság °C 2000 1200 1400 650

Al 2 O 3

A vas és acélok csiszolásához leginkább használt anyag. Különféle módosulatait – más oxidokkal (pl. titánoxid, Zirkonium stb) ötvözve is – használják. A következı táblázatban néhány példát említünk (Slip-Naxos gyártmány)

Ezek az elemek határozzák meg a köszörőkı tulajdonságait. A szabványos jelölések a gyártóknál tájékoztatást adnak ezen tulajdonságokról. Betők és számok egymásutánja egyértelmően megadja a szemcseminıség, finomság és keménység értékét.

A Köszörőkı színek persze nem mindig a szemcsék eredeti színei. A jobb megkülönböztethetıség miatt gyakran színezik a gyártók. Az utóbbi években a korund szemcse egy új, mikrokristályos módosulatát fejlesztették ki (szinterkorund), amely lényegesen jobb önélezı és hıállósági tulajdonságokat mutat ( 2µ alatti mérető egykristályok keramikus szinterelése) . Ezekbıl készült köszörőkövekkel lényegesen nagyobb köszörülési nyomást alkalmazhatunk.. Sokkal nagyobb teljesítménnyel lehet pl. a szerszámacélokat is megmunkálni. Egy példa erre a NORTON SG (seeded gel). 2.2. Szilicium karbid SiC

Bizonyos speciális köszörőtárcsák (pl. galvanikus kötéső gyémánt) nem pórusos szerkezetőek. 2. CSISZOLÓ SZEMCSE ANYAGA


Szürkeöntvények és ausztenites rozsdamentes acélok fontos csiszolóanyaga. Elıfordul, hogy edzett szerszámacélok köszörülésére is használják. Két alaptípusa a fekete- és a kissé

NONIUSZ 2004

2

Szerszámacélok köszörülése OKTATÓANYAG BELSİ HASZNÁLATRA ! keményebb zöld szilícium karbid, amely azonban ridegebb a feketénél.


A bető után álló szám (konstrukció zárt vagy nyilt) a kötıanyag – pórus arányra utal H10. 5. KÖTİANYAG

2.3. Köbös bórnitrid CBN A gyémánthoz hasonlóan szintetikusan állítják elı. Elsısorban magas karbidtartalmú szerszámacélok és gyorsacélok köszörülésére használják. Hátránya a magas ár. (drágább a gyémántnál).

A köszörőtárcsák gyártásánál általában az alábbi kötıanyagokat használják. kerámia

V

gumi

R

mőgyanta

B

fém

M

2.4. Gyémánt Nagy keménysége ellenére szerszámacélok köszörülésére ritkán használják a hıérzékenysége miatt. Elsısorban keményfémek ("widia") és kerámia megmunkálásához használják. 3. SZEMCSEMÉRET A szemcseméret igen fontos szempont a köszörőkı kiválasztásánál. Megadása egy nemzetközi szabvány szerint egységesen történik. A szemcseosztályozásnál használt szitalépcsık szövetsőrőségét adják meg. A szemcseméret (pl. 36 durva, 180 finom) megfelel az egy inch hosszúságú szitaszakaszon a szitaszövet elemek számának. A szerszámgyártásban elıforduló mőveleteknél általában a 24-150 tartományból választunk. A durvábbat inkább nagy mérető munkadarabok nagyolására, gyorsabb leválasztásra használjuk, ha az érintkezési felület elég nagy. A finomabb szemcséket sima felület igénye esetén, igen kemény anyagoknál vagy ha a finom profil köszörülése a feladat. A köszörült felület érdessége nemcsak a szemcsemérettel van összefüggésben. A köszörőtárcsa élessége (lehúzás), kötıanyaga és keménysége stb. is befolyásolja az elérhetı felületminıséget. A gyémánt és CBN tárcsák esetén a gyártók a szemcseméretet (vagy mérettartományt) µm-ben adják meg.(amerikai és japán gyártók néha szitaszámot adnak itt is)

A szerszámgyártásban általában kerámia kötéső köszörőköveket használnak. A mőgyanta kötés a nagyfordulatszámú tárcsák esetén használatos pl CBN. A gumikötéső tárcsákat akkor használjuk, ha nagy relatív nyomás lép fel pl. a csúcsnélküli köszörülés támasztótárcsája. A fémkötés a gyémánt és néha CBN tárcsáknál fordul elı. Igen nagy kerületi sebesség is elérhetı. 6. A KÖSZÖRÜLÉS FOLYAMATA A köszörülés egy forgácsleválasztási mővelet, ahol a vágóélek a szemcsék. A köszörülésre is hasonló elvek érvényesek, mint a többi forgácsolási mőveletre. Van néhány tényezı, amit külön figyelembe kell venni a folyamat tárgyalásánál. A speciális szempontok a következık: - a forgácsolószerszám szabálytalan alakú, a szemcsék elhelyezkedése sem szabályos. - A vágóméretek változnak. A folyamat közben "önélezıdés" történik, a kicsorbult szemcsék részben vagy egészen kitörnek. Így újabb, éles szemcsék kerülnek a felületre. - negatív élszög a szabálytalan tompa szemcseforma miatt. A forgácsszög is gyakran negatív. - igen nagyszámú vágóél van.

4. KEMÉNYSÉG A kötéskeménység általában a szemcsék és a kötıanyag közötti kötés erısségét jelenti (nem a szemcsék keménységét !). Leginkább a kötıanyag határozza meg. Ha a kötıanyag aránya nagyobb, csökken a levegıpórusok aránya és keményebb kötést érhetünk el. A kötéskeménységi fokozatot betőjelzésekkel adják meg (pl. E lágy,,,,,Z kemény). Pl. a szerszámacélok síkköszörüléséhez használt keménység általában a G~K tartományba esik.


- igen nagy vágási sebesség (>35 m/s), többi forgácsolásnál elıforduló felett. - igen kicsi forgácsméret, mivel a vágóél is kicsi.

NONIUSZ 2004

3



2, A felületi érdesség nagyobb lesz a munkadarabon.

7. KÖSZÖRÜLÉSI NYOMÁS Azt a nyomást, mely minden egyes szemcsére fellép, nevezzük specifikus erınek, a köszörőkı és a munkadarab között fellépı erı legyen a totális erı. A totális erıt elosztjuk a mőködı vágóélek számával, akkor a specifikus erı átlagértékét kapjuk. A mőködı szemcsék száma függ a szemcsesőrőségtıl és az érintkezési felülettıl.

Ellenkezı esetben a forgács átlagmérete kisebb. Ezért fontos megérteni, mi befolyásolja a forgács átlagméretét.

8. KÖSZÖRŐKİ KOPÁS

10. LEVÁLASZTÁSI ARÁNY

Kezdetben a szemcsék élesek, de használat közben s forgácsoló élek elhasználódnak, eltompulnak. Végül már olyan tompák lesznek, hogy igen nehezen tudnak forgácsolni. Forgácsot nem választanak le csak melegítik az anyagot. Éget a köszörőkı, ami mikrorepedésekhez vezethet (belsı feszültségek a felületi rétegben). Egy folyamatosan dolgozó köszörőkınél a kötıanyagban fellépı feszültségek és a kötéserısség olyan kell legyen, hogy az eltompult csiszolószemcse kiszakadjon és új éles szemcse váljon szabaddá. Azt mondjuk, hogy a köszörőtárcsának önélezıdınek kell lennie. Önélezıdés történik akkor is, amikor egy szemcse eltörik és új szabad él keletkezik. Az önélezıdés fokozata, azaz hogy a tárcsa kemény-e vagy lágy, függ a tárcsa szerkezetétıl (szerkezeti keménység) és a köszörülési folyamat paramétereitıl.

A köszörülésnél leválasztott forgács mennyiségét 3 legcélszerőbben [mm /sec] mértékegységben adhatjuk meg. Ezt leválasztási arány -nak nevezzük, ami függ az elıtolástól, a tárcsa összetételétıl, vágási sebességtıl és bizonyos esetekben a munkadarab méreteitıl is. A költségek szempontjából kívánatos, hogy minél nagyobb legyen. Ha a leválasztási arány nagyobb de a szemcsék száma nem, akkor nagyobb a forgácsméret is.

9. ÁTLAGOS FORGÁCSMÉRET Jóllehet, a köszörülési forgács igen kicsi és szabálytalan, a leválasztott forgácsméret átlagértéke idıben nagyjából állandó. Ez az érték változik a köszörülési folyamat során paraméterekkel. Ha pl. egy köszörőtárcsa durvább forgácsot eredményez, az két dologra utal: 1, nagyobb erı lép fel minden vágóélnél, nagyobb a specifikus erı. Ez növeli az önélezési tulajdonságát, a köszörőkı lágyabb.


11. KERÜLETI SEBESSÉG A kerületi sebesség közvetlenül befolyásolja, hogy mennyi vágóél vesz részt a leválasztási munkában. Ha pl. megduplázzuk a kerületi sebességet, kétszer annyi vágóél éri el a munkadarabot ugyanannyi idı alatt.Ha az elıtolási sebesség változatlan, a forgács átlagos mérete és igy a vágóerı csökken. Így az önélezıdés is kevésbé hatékony. A köszörőkı keményebbként viselkedik. Ez finomabb felületet eredményez, de azzal a veszéllyel járhat, hogy megégeti a felületet. Megfordítva, a kerületi sebesség csökkenése nagyobb forgácsátmérıt eredményez, úgy viselkedik, mintha lágyabb lenne a köszörőkı. 12. LEVÁLASZTÁSI FAKTOR A leválasztási faktor a leválasztott anyagmennyiség és a köszörőkıfogyás

NONIUSZ 2004

4

Szerszámacélok köszörülése OKTATÓANYAG BELSİ HASZNÁLATRA ! hányadosa. A leválasztási faktor arról ad információt, milyen hatékony egy köszörőkı egy munkadarab megmunkálásában. ( G-faktor ). Csak összehasonlításban van értelme 13. FORGÁCSOLÁSI FELÜLET A tényleges leválasztási folyamat a köszörőkı és a munkadarab érintkezési felületén játszódik le. Nagyobb felületen több vágóél dolgozik, a forgács kisebb és a fajlagos erık is kisebbek. Kisebb érintkezési felületre a fordítottja igaz.


anyagnál). Ott u.i. kisebb érintkezési felületen nagyobb erık lépnek fel. Érintkezési szélesség: a köszörőkı szélessége adja pl. a beszúró köszörülésnél. A síkköszörülésnél egy oldalirányú mozgás történik, itt a köszörőkınek csak egy része dolgozik, és ez a rész is a kopás miatt változik. Ha szükséges, a kı lehúzásával csökkenthetjük az érintkezési szélességet. A felület így csökken, nagyobb forgácslóerı lesz az eredmény. A tárcsa így lágyabbként viselkedik. 14. A VÁGÓÉLEK SZÁMA AZ ÉRINTKEZÉSI FELÜLETEN. A vágóélek száma az érintkezési felületen közvetlenül meghatározza a forgácsméretet és az egész köszörülési folyamatot. A nagyobb szám azt jelenti, hogy a forgácsolási munka több szemcse között oszlik meg. A forgácsméret és a specifikus erık is kisebbek lesznek. A csiszolóanyag szemcsemérete is befolyásolja a vágóélek számát az érintkezési felületen és arra vezet, hogy a finomabb szemcsézető köszörőkı – azonos kötéskeménység mellett - keményebbként viselkedik. 15. LEHÚZÁS Két fı célja lehet a köszörőkövek lehúzásának: - egy kívánt formát kialakítani - bizonyos mőködési tulajdonságokat módosítani A lehúzás friss vágóéleket szabadít fel. Ugyanaz a köszörőkı különbözı lehúzó szerszámokkal ill. különbözı lehúzási módszerekkel más-más tulajdonságokat vehet fel. A lehúzás befolyásolja a köszörülési teljesítményt is.

Elvileg az érintkezési felület téglalap alakú. A vágásirányba esı méret az érintkezési hossz, az arra merıleges az érintkezési szélesség. Az érintkezési hossz elsısorban a köszörülési módszertıl függ. Befolyásolja a köszörőkı átmérıje, a fogásmélység és – pl. palástköszörülésnél – a munkadarab méretei. Az érintkezési hossz különbözısége fontos és irányadó szempont a megfelelı köszörőkıösszetétel megválasztása szempontjából. Ha a furatköszörülésnél pl. a köszörőkı csak egy kicsit kisebb a furat méreténél, az érintkezési hossz nagyobb lesz és ez kisebb forgácsméretet eredményez. Ha a köszörőkınek önélezınek kell lenni, a furatba mindig lágyabb követ kell választani mint pl. külsı palástra (ugyanazon


Ha a lehúzással finom felületet alakítunk ki, akkor a vágóélek igen közel vannak egymáshoz. Hogy durva felületet kapjunk, egy nyíltabb struktúrát kell kialakítani. A lehúzással tehát a köszörülés tulajdonságait befolyásolni lehet. A gyémánt lehúzó szerszámoknak igen sok fajtája van, mint pl. egyszemcsés ill. lapkás lehúzók többszemcsés, porgyémánt stb. 16. A KÖSZÖRÜGÉP A köszörülési módszer és a köszörőgép meghatározza a választható köszörőkövek típusait. Egy köszörőgépnek olyan merev építésőnek kell lennie, amennyire csak lehetséges, hogy elegendıen nagy köszörülési nyomással lehessen dolgozni. A merevség és a munkadarab befogási

NONIUSZ 2004

5

Szerszámacélok köszörülése OKTATÓANYAG BELSİ HASZNÁLATRA ! módja meghatározza az elérhetı köszörülési nyomást, korlátozhatja a választható köszörőkı típusokat. Ha a gép nem elég merev, kisebb nyomással lehet majd dolgozni, lágyabb követ, kisebb érintkezési felületet kell választani az önélezıdés biztosítása érdekében. A gép elıtolási sebessége is befolyásolja a köszörőkı választást.

17. KENİANYAGOK A köszörülésnél, mint más forgácsolási mőveleteknél is, kenıanyagokat használhatunk. A kenıanyag feladata többek között:


ötvözött, karbidokat tartalmazó szerszámacélok köszörülésénél igen nagy gondossággal kell a köszörőköveket kiválasztani. Minél kopásállóbb egy acél, annál nehezebb köszörülni. Az anyag kopásállósága és ezzel köszörülhetıség függ az acél alapkeménységétıl, az ötvözı karbidszemcsék keménységétıl, méreteitıl és mennyiségétıl. A szerszámacélok kopásállóságának növelése érdekében karbidképzıket (Cr, Va stb) használnak. Az acélnak elég magas széntartalmúnak kell lennie hogy karbidok képzıdhessenek. A következı diagramm mutatja egy acél alapösszetevıit, a keménységeket, amelyeket az acélba ötvözött karbidok okoznak, és a ma használatos köszörőszemcsék keménységét.

- a munkadarab hőtése - a forgács, a munkadarab és a köszörőkı közötti súrlódás csökkentése - a forgács elhordása az érintkezési felületrıl Általában a kenıanyagok három fajtáját használjuk: VIZES OLDATOK: Ezek a folyadékok vízbıl és szintetikus adalékanyagból állnak. A nedvesíthetıséget és korrózióállóságot javítják. Olajat nem tartalmaznak. Jó hőtıfolyadékok, de kenési tulajdonságaik nem igazán jók. EMULZIÓK: Összetételük víz, 2-5% olaj igen finoman eloszlatva. Az EP típusoknál kén és klóradalék is kerül bele. KENİOLAJ: Alapvetıen ásványolajok EP típusú adalékokkal. Igen jó kenıanyagok de hőtési tulajdonságaik nem különösebben jók. A vizes oldatokat elsısorban gyémánttárcsák hőtésére használják. Az emulzió a legelterjedtebb hőtıanyag, környezetbarát és elég jók a tulajdonságai. A kenıolajok igen jó eredményt adnak a profil és beszúró köszörülésnél, finomszemcséjő köszörőköveknél pl. menetköszörülés. A környezetszennyezés miatt leginkább itt is emulziót használnak magasabb olajtartalommal. 18. A SZERSZÁMACÉLOKRÓL Az acélban lévı ötvözı anyagok igen erısen befolyásolják a köszörülhetıséget. Pl. az UDDEHOLM szerszámacélok a lágy UHB11 és a magasan ötvözött VANADIS10 között széles választékot kínálnak. Az alacsonyan ötvözött acélok köszörülésénél ritkán adódik komolyabb komplikáció. A magasan


Amint az 5. képen láthatjuk, a gyémánt és a CBN keményebb, mint az acélban lévı karbidok. Korábban tárgyaltuk, hogy a gyémánt nem alkalmas acélok köszörülésére (hıérzékenység). A karbidszemcsék sőrősége és nagysága erısen meghatározza a köszörülhetıséget. Minél több és minél nagyobb karbidszemcsék képzıdnek, annál nehezebb a köszörülés. Ez az oka, hogy a porkohászati úton elıállított és igen apró karbidszemcséket tartalmazó acélok sokszor könnyebben köszörülhetık, minta hagyományos eljárással készültek (azonos ötvözı összetétel mellett !). A gyakorlatban porkohászati módszert alkalmaznak pl. a karbidtartalom növelésére. Ez esetben az acél magasabban ötvözött mint a hagyományos olvasztásos eljárással készült. A köszörülhetıség nemcsak a karbidtartalomtól, hanem annak keménységétıl is függ.

NONIUSZ 2004

6


A 6. képen láthatjuk, hogy a keménység milyen hatással van a köszörülhetıségre. A magasan ötvözött, karbidtartalmú szerszámacélok köszörüléséhez igen fontos a megfelelı specifikáció megválasztása. A VANADIS acélok pl. nagy mennyiségben tartalmaznak vanádium karbidokat. A vanádium karbid forgácsolásához viszont a korundnál vagy szilíciumkarbidnál keményebb anyagra lesz szükség. Ezeket az anyagokat leginkább CBN tárcsákkal szokás köszörülni. Az, hogy korund és szil. karbid köszörőkövekkel is lehet dolgozni, az teszi lehetıvé, hogy az acélmátrix köszörülhetı, a karbidszemcsék pedig kiszakadnak. ez együtt jár a köszörőkı erıs kopásával és a gyenge teljesítménnyel. (de legalább mőködik, ha nem is gazdaságos) 19. REPEDEZÉS ÉS FESZÜLTSÉGEK A köszörőkı helytelen kiválasztása vagy rossz paraméterek mellett jelentıs kockázata van, hogy mikrorepedések keletkeznek az anyag felületén.


Általában a repedések nem ilyen látványosak. Szabályosan a munkadarabot mikroszkópos vagy mágnesporos vizsgálatnak kell alávetni, hogy a repedések láthatóvá váljanak. A köszörülési repedések, melyek leggyakrabban merılegesek a köszörülés irányára, tönkreteszik a szerszám felületét. Az ötvözött acélokban gyakrabban keletkeznek repedések, mint az ötvözetlenekben. Egy megedzett és még nem megeresztett acélt soha sem szabad köszörülni ! A repedések keletkezése a következı okokra vezethetı vissza: Majdnem a teljes energia, ami a köszörülés közben felszabadul, hıvé alakul, részben súrlódás, részben anyagalakítás útján. Ha megfelelı köszörőkövet választottunk, a hı nagy része a forgáccsal együtt távozik és csak csekély hányada melegíti a követ és a munkadarabot. Rosszul választott köszörőkı esetében az edzett acélok felülete a megeresztési hımérséklet fölé emelkedhet. A felületi keménység ezért lecsökken. Ha a hımérséklet még tovább nı, elérheti az edzés hımérsékletét és átedzi a felületi réteget. Ez a réteg feldúsul martenzit és maradék austenit összetevıkben, amelyek nagy belsı feszültséget okoznak. Ez vezet a mikrorepedések kialakulásához.


NONIUSZ 2004

7



Edzett bélyeg a fejrésszel együtt köszörülve.

A 7. képen láthatjuk egy rosszul választott kıvel történt köszörülés utáni keménységi diagrammot, ahol az újraedzés a felületen megtörtént.

A felületen nem megeresztett martenzit igen kemény réteget alkot. Alatta közvetlenül egy olyan réteg van, amely az acél alapkeménységénél is lágyabb, a megeresztési hımérséklet túllépése miatt. A helytelen köszörülés után keletkezı hibás felületi réteg gyakran szemmel látható elszínezıdést mutat. A felület "megég". A megégetést és a repedezést megelızendı, mindig megfelelı hőtést kell alkalmazni a köszörülési felületen. Ezek mellett mindig jól lehúzott köszörőköveket kell használni, mely éles szemcsékkel forgácsol ahelyett, hogy súrlódással melengetné az anyagot. A 8. kép egyszerő példát mutat arra, hogy a rossz köszörüléssel fennáll a repedezés veszélye.


Az A példa egy derékszögben lehúzott köszörőkövet mutat. A palástköszörüléshez lehúzott kı az a., jelő szakaszon, ahol kis érintkezési felületen jó önélezıdéssel, megfelelı felületet köszörül. A fejrész, ahol síkköszörülési folyamat, nagy érintkezési felülettel kis fajlagos forgácslóerıvel felülete viszont már problémás lehet. Itt, a b., szakaszon már nincs megfelelı önélezıdés, túlmelegedés, repedezés léphet fel. A B példa már egy jobb megoldást mutat a feladat megoldására. Alkalmas profilra húzva a követ, elérhetı a kisebb érintkezési felület, jobb önélezés, hidegebb folyamat. A C., példa a legjobb megoldás. A derékszögő profil, ferde beállás a két felületen azonos érintkezési felületet biztosít. A maradék austenit az edzett acélban befolyással lehet a köszörült felület minıségére. A sok maradék austenit is okozhatja a felület repedezését.

NONIUSZ 2004

8

Szerszámacélok köszörülése OKTATÓANYAG BELSİ HASZNÁLATRA ! A legtöbb köszörülési folyamat után a felületben több-kevesebb maradékfeszültség lép fel. Ezek a feszültségek közvetlenül a felületi réteg alatt vannak és maradandó alaktorzulást is okozhatnak fıként vékony munkadarabokban ("felszívás")


20 Szerszámacélok köszörülésének néhány szempontja. Magas karbidtartalmú szerszámacélok A karbidokkal való ötvözés igen nagy kopásállóság elérését teszi lehetıvé, de jóval nagyobb körültekintéssel kell eljárni a köszörülés paramétereinek megválasztásánál. A legtöbb esetben CBN tárcsát célszerő használni. ( VANADIS, SVERKER, ASP, ELMAX ) A kép egy kísérlet eredményét mutatja nemeskorund, mikroszemcsés SG és CBN tárcsával VANADIS10 köszörülésére.

A 9. képen látható 3 példa ahol az 1. képen láthatjuk a repedés legnagyobb esélyét. A felületen legnagyobb húzófeszültségek átléphetik a szakítószilárdság határát, és reped az anyag. A 2. és 3. képen kisebb a repedezés veszélye, mert a felületen nyomófeszültségek vannak, amik az ellenálló képességet növelik. Nem ismerünk egyszerő módszert arra, hogy a köszörülés közben ellenırizzük a felületi feszültségeket. Mire észlelhetjük, már léteznek. A feszültségek köszörülés utáni ismételt megeresztéssel csökkenthetıek. A megeresztési hımérsékletnek ~15C°-al az utoljára használt megeresztési hımérséklet alatt kell lennie, hogy a kilágyulást elkerüljük. Más lehetıségek a feszültségek csökkentésére pl. a pihentetés vagy besugárzásos feszültségmentesítés.


Amint a képen látható, CBN tárcsa használatával jóval gyorsabb a leválasztás és a hatékonyság ( G faktor) is nagyobb. A CBN tárcsák kevésbé melegednek, így az égetés veszélye is kisebb. Ha egy munkadarabon profilt kell köszörülni, figyelni kell a hı keletkezésére. A CBN tárcsák a nagyobb kerületi sebesség mellett is jó eredményeket adnak. Ha nincs mód CBN tárcsa

NONIUSZ 2004

9

Szerszámacélok köszörülése OKTATÓANYAG BELSİ HASZNÁLATRA ! használatéra, igen nagy körültekintéssel kell a kerámia kötéső köszörőkövet kiválasztani. Fehér nemeskorund vagy zöld szilícium karbid jöhet szóba. Ha a gép elég nagy teljesítményő, SG szemcse is szóba jöhet. Általában lágy kötéső követ választunk a jó önélezıdés miatt. Az alábbi szempontokra mindig oda kell figyelni: -

-

-

A köszörőgép nem rezonálhat, stabil és rezgésmentes legyen A munkadarab stabilan és rezgésmentesen legyen megfogva. Hosszú vagy vékony munkadarabnál kiegészítı rögzítéseket kell használni. Lehúzásnál hegyes gyémántot kell használni. A lehúzásnál nyílt szerkezet kialakítására kell törekedni. A kerületi sebességet lehetıleg nagyobbra kell választani (forgácsméret!) Megfelelı hőtést biztosítani Ha szárazon kell dolgozni, egy fokozattal lágyabb követ válasszunk. Megedzett munkadarabot megeresztés elıtt nem szabad köszörülni.

Vágási sebesség és elıtolás.


Elıtolás: Egy köszörőkı elıtolása, azaz oldalirányú mozgása nagyolásnál nagyobb, mint a finomköszörülésnél. A palástköszörülésnél az elıtolás a kıszélesség 1/3 – ½ része. Finomköszörülés esetén egy fordulatra a kıszélesség 1/6 – 1/3 része lehet az elıtolás. Magasabb felületfinomság elıírás esetén 1/8 – 1/10 elıtolást választunk. Síkköszörülésnél egy áthúzásra ¼ - ½ küszélesség választható. Finomabb felület érhetı el itt is a csökkentéssel. Az elıtolás növelése a nagyobb érintkezési felület miatt „keményebb” kıviselkedést eredményez. Fogásmélység: A fogásmélység függ a köszörülési módszertıl, a gép stabilitásától és/vagy a munkadarab megfogásától. Palástköszörülés Nagyolás Finom

~ 0,05 –mm/fogás ~ 0,005 – 0,010 mm/fogás

Kerületi sebesség: CBN tárcsáknál a fenti értékek fele ! Egyszerőbb gépeknél a fordulatot a hajtómotor fordulata határozza meg. Keramikus tárcsáknál a szokásos sebesség 35 m/s . A vágósebesség változtatásával befolyásolni tudjuk a köszörülési folyamatot. A vágósebesség növelésével – a többi paraméter változatlan – elérhetı, hogy a köszörőkı „keményebb”-ként viselkedik. Fordított esetben „lágyabb”. A mőgyanta kötéső CBN tárcsáknál 30-40 m/s a vágósebesség. A kerámia kötéső CBN tárcsák vágósebessége > 45 m/s A magas karbidtartalmú szerszámacélok köszörüléséhez a vágósebességet lehetıleg nagyobbra kell választani. Kísérletek igazolják, hogy ai ELMAX palástköszörülésnél ha 60 m/s-ról 30 m/s-ra levették a kerületi sebességet, a G-faktor 127-rıl 28-ra esett vissza. Összefoglalva: a vágósebesség lényegesen befolyásolja a köszörülés gazdaságosságát.

A munkadarab sebessége: Síkköszörülésnél a munkadarab 10-20 m/perc sebességgel mozog. Palástköszörülésnél a sebesség 15-20 m/perc. Kisebb munkadaraboknál a sebességet 5-10 m/perc közé kell csökkenteni. A munkadarab sebességének növelésével a köszörőkı „lágyabb”, csökkentése „keményebb” módon fog viselkedni.


Síkköszörülés Nagyolás Finom

~ 0,025 – 0,075 mm/fogás ~ 0,005 – 0,010 mm/fogás

CBN tárcsáknál Nagyolás ~ 0,010 – 0,040 mm/fogás Finom ~ 0,005 – 0,010 mm/fogás Mikroszemcsés köszörőkı esetében a fentinél nagyobb fogást veszünk, hogy a fajlagos nyomást ezzel az önélezési folyamatot elısegítsük. 21 Köszörőkı lehúzás kérdései: A lehúzás leggyakrabban a köszörőkı palástján spirális pálya mentén történik. A spirálpálya emelkedése - lehúzási elıtolás – lényegesen befolyásolja a köszörőkı dinamikus viselkedését. A köszörőkı fordulatszáma és a lehúzó szerszám elıtolása határozza meg a spirálpálya emelkedését. A következı összefüggések eligazításul:

Durva Fogásmélység (mm) Elıtolás (mm/kı fordulat.)

NONIUSZ 2004

Finom

0,02–0,04

0,01–0,02

0,15–0,30

0,05–0,10

10



A gyémánt erısen hıérzékeny, ezért a hőtés igen fontos szempont a lehúzási folyamat során. A hőtést a lehúzás elıtt mindig meg kell kezdeni. A lehúzó szerszámot forgatni kell a kopás csökkentése céljából.

22. A legfontosabb problémák áttekintése – kiküszöbölés lehetıségei:

Jelenség

Megelızés Ellenırizd a kı kiegyensúlyozást

„Csíkozottság”

Legyen éles a lehúzó gyémánt Legyen jól rögzítve a lehúzó gyémánt Finomabb lehúzás, kisebb lehúzási elıtolás Csökkenteni a munkadarab sebességet

A felület nem elég finom Finomabb szemcséjő köszörőkı Keményebb kötéső köszörőkı Ellenırizd a gyémánt élességét Használj durvább lehúzást. Égetés, repedezés Ellenırizni a megfelelı hőtést az érintkezési ponton Lágyabb kötéső köszörőkı használata. Ellenırizd a megfelelı vágósebességet Gyors kıkopás

Csökkenteni a fogást vagy az elıtolást Használj keményebb kötéső köszörőkövet Ellenırizni a hőtıanyag szőrését

Foltosság a felületen Hőtıfolyadék áramlás ellenırzése


NONIUSZ 2004

11



Ajánlott köszörıszerszámok: Az alábbi táblázatban kiválasztott tipusok a gyártók ill. az UDDEHOLM saját kísérleteinek tapasztalatai alapján adunk meg ajánlásokat. Tudnunk kell, hogy a köszörőkı kiválasztása függ a gép stabilitásától, a rügzités merevségétıl és a munkadarab méreteitıl. A megadott títusok esetleg kiindulásul szolgálhatnak a megfelelı specifikáció kiválasztásához.

A köszörıkövek gyártói SlipNaxos1) ,Tyrolit2), Norton3) és Universal4) tipus. A jelölések a nemzetközi szabványoknak megfelelıek..


NONIUSZ 2004

12



NONIUSZ 2004


13

Szerszámacélok köszörülésérıl

Recommend Documents