Как твердое точение сокращает время шлифовки и повышает точность

Для определенных применений твердое точение может обеспечивать допуски и шероховатость поверхности, делающие шлифовку ненужной. Для экстремально тесных допусков твердое точение также может служить эффективной предфинишной операцией. Обработка закаленной детали до пары тысяч долей дюйма от чистового размера ускоряет шлифовку, минимизируя количество материала, которое должно быть удалено.

Именно поэтому производственный объект Haas Automation в Окснарде, Калифорния, теперь твердо-точит свои шпиндельные валы перед финишной шлифовкой. Компания твердо-точит множество других компонентов станка до конечного размера и спецификаций шероховатости, но это первый раз, когда она использует твердое точение как предфинишную операцию. Не только это сделало ВН и ВД шлифовку быстрее, но также устранило прерывистую шлифовальную ситуацию, которая возникала из-за искажения поверхности вала после термической обработки.

Дилемма искажения

Переход компании к интеграции твердого точения в процесс производства шпиндельных валов был вызван проблемой искажения поверхности. Непредсказуемое искажение затрудняло точное определение внутренних и внешних диаметров вала, что означало, что шлифовальные операции должны были быть настроены на худший сценарий (наибольший ВН, наименьший ВД), чтобы сначала сбить высокие точки материала. Не только это увеличивало количество необходимых проходов, но также создавало условие прерывистой шлифовки, которое негативно влияло на срок службы круга.

Haas оснащает один из своих ЧПУ-точарных станков SL-40L вставками кубического нитрида бора (CBN) для точения шпиндельных валов средней 50-х HRC перед шлифовкой. Станок делает один проход каждый для внутреннего и внешнего диаметров с глубиной реза до 0,015 дюйма. «Наш процесс твердого точения может обеспечивать допуски по диаметру ±0,0003 дюйма, но требования для предфинишной операции на шпиндельных валах не такие жесткие», — говорит Дон Теллер, менеджер по инструментам Haas. Рез приносит диаметры вала к 0,003–0,005 дюйма от финишного размера, что сокращает время шлифовки на 50 процентов и продлевает срок службы круга.

Компания не использует СОЖ при обработке шпиндельных валов. Это потому, что относительно глубокая глубина реза (DOC) создает стружку достаточно большую, чтобы унести большую часть тепла, генерируемого резом, что является целью в твердом точении. При твердом точении деталей с критическими допусками при очень малых глубинах реза, однако, компания заливает зону резания СОЖ. «В случаях, когда глубины реза очень малы, стружка не имеет массы, чтобы унести тепло, которое унесла бы большая стружка», — говорит г-н Теллер. «Поскольку дополнительное тепло направляется в деталь, мы используем большой объем СОЖ для поддержания тепловой стабильности и удержания допусков».

Такие мелкие стружки также имеют тенденцию «стальной шерсти» вокруг кончика инструмента, поэтому заливание зоны резания позволяет достаточному СОЖ пройти через стружку и достичь кончика инструмента. «При ВН твердом точении также полезно подавать СОЖ с противоположных сторон, если возможно, в случае заворачивания стружки», — говорит г-н Теллер. «Высоконапорное СОЖ — еще одна альтернатива, но вы должны быть точны в направлении СОЖ к кончику инструмента».