SE520088C2 - Metod för spånskärande bearbetning av ett arbetsstycke - Google Patents

Description

520 088 2 Metoden omfattar generellt användningen av höga tryck varvid kylfluidet just innan det lämnar strålmunstycket har tryck från 60, företrädesvis 120 till ungefär 400 bar.

Metoden enligt uppfinningen innefattar hårdsvarvning av arbetsstycken med en Rockwell-hårdhet av 50 HRC eller över med användning av ett skärande verktyg med en skärspets inne- fattande vilket som helst material som är hårdare än 1700 HV, speciellt A120; eller CBN (cubic boron nitride) med en Vickers- hårdhet över 1700 HV, företrädesvis över 2800 HV. Som kylflui- dum kan användas vatten eller t.ex. koldioxid.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen tillföres kylfluidet samtidigt till gapet mellan spånet och verktygets spånyta och mellan släppytan på verktyget och arbetsstyckets material.

Ovanstående och andra fördelar med uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning i samband med ritningarna på vilka fig 1 schematiskt visar ett snitt av en del av arbetsstycket och verktyget vid hårdsvarvning med metoden enligt upp- finningen. fig 2 schematiskt visar ett snitt liknande fig 1 av en andra utföringsform av metoden enligt uppfinningen.

En metod åstadkommes för hårdsvarvning av ett arbetsstycke vilken är en relativt ny och mycket kraftfull metod som om den användes korrekt kan leda till märkbar ökning av produktivitet och produktionsekonomi.

Som angetts ovan är hårdsvarvning en maskinbearbetnings~ operation med en geometriskt definierad skärspets på material 520 088 -a J som har undergått härdningsbehandling. Alla material (järn- haltiga och icke järnhaltiga) kan hàrdsvarvas som innehåller tillräckliga legeringselement (kol etc) som kan härdas med en värmebehandlingsprocess som ger en mikrostruktur som består av Martensite och eller Bainite med en hårdhet > 50 HRC, detta innefattar genomhärdning, lufthärdning och ythärdning exempelvis genom induktions- och karbureringsbehandlingar_ För järnhaltiga material anbringas för det mesta CBN- eller PCBN- verktyg, för icke järnhaltiga material användes diamant.

Fig 1 representerar metoden enligt uppfinningen och visar ett arbetsstycke 10 såsom en lagerbana som hårdsvarvas. Arbets- stycket 10 rör sig med hastigheten V5 angivet av pilen i förhållande till ett verktyg 12 som skär ut ett stycke av arbetsstyckets material såsom ett spän 14 med verktygsspetsen.

Enligt denna uppfinning anbringas en högtryckssträle medelst ett munstycke 16 i gapet mellan verktygsskärets släppningsyta och arbetsstyckets material. En fluidumkil 18 bildas mellan verktygets släppningsyta och arbetsstycket.

Som exempel har det visat sig att då man anbringar en hög- trycksstràle just i gapet mellan släppningsytan på ett CBN 10- skär och arbetsstyckets material ökas verktygets livslängd med mer än 100%. Strälen måste anbringas så vinkelrätt som möjligt mot skärytan. Det har också observerats att restspänningarna på arbetsstycket är något mer enhetliga än i konventionell kylning med lågt tryck.

De använda trycken skall vara i området mellan 6 och 40 MPa (dvs mellan 60 och 400 bar). Den högsta ökningen av verktygets livslängd (ung 110%) observerades för det högre trycket. Strå- len skapades med användning av ett munstycke med en diameter av 0,7 mm. Ett konventionellt syntetiskt skärfluidum användes.

Lösningen var ung 7%. 520 038 :;g¿;;¿§.âš.7ïE 4 Enligt en andra utföringsform av metoden enligt uppfinningen anbringas högtrycksstrålen även i gapet mellan spånet och verktygets spånyta som visas i fig 2 i vilken delar som mot- svarar delar i den första utföringsformen har samma beteck- ningar. Sålunda anbringar ett munstycke 16 en högtryckssträle mellan spånet 14 och verktygets 12 spänyta och bildar en fluidumkil 18 mellan spånet och verktyget.

Det har observerats att då man anbringar en andra stråle på verktygets spånyta förbättrades spänkontrollen. I stället för långa och kontinuerliga spån producerades korta ”mera lämpliga” spän. Det är speciellt viktigt vid svarvning av stora ringar.

Som framgår av ovanstående leder metoden enligt uppfinningen innefattande riktandet av en högtrycksstråle vid hårdsvarvning med användning av keramiska insatser eller CBN-insatser till ett antal viktiga fördelar såsom: - sänkning av spetstemperaturen (30 - 50%) - märkbar minskning av slitaget på verktyget - möjlighet att använda högre skärhastighet - ökad möjlighet för spånformning - högre kvalitet på produkten på grund av lägre slitage av verktyget och lägre temperatur - möjlighet att reglera restspånningarna på och under arbetsstyckets yta.

Claims (5)

10 15 20 25 30 .u u. n p n »v v f. o .- :, .. . .- v _. . u .o i . ,. .. . . . . 1 i o n u n- a :n n s g x s e n . p u a, n n i n ; n . I I n e =| ~ø 1:: .t- n: PATENTKRAV

1. Metod för spånskärande bearbetning eller hårdsvarvning av ytan på ett arbetsstycke innefattande användning av ett skärverktyg med åtminstone en skärspets innefattande CBN (kubisk bornitrid), kännetecknad av att skärverktyget tillföres ett kylfluidum mellan släppningsytan på verktyget och materialet i arbetsstycket, i gapet mellan spånet och verktygets spånyta, eller samtidigt i gapet mellan spånet och verktygets spånyta och mellan släppningsytan på verktyget och materialet i arbetsstycket i form av en stråle, och som lämnar ett strålmunstycke med ett tryck över 60 bar.

2. Metod enligt patentkravet l, kännetecknad av att kylfluidet tillföres som en stråle som lämnar ett strålmunstycke med ett tryck över 120 bar.

3. Metod enligt något av patentkraven 1 och 2, kännetecknad av att bearbetningen är hårdsvavning av arbetsstycken med en Rockwell-hårdhet av 50 HRC eller däröver, och användning av en skärspets av CBN med en Vickers-hårdhet av 1700 HV eller däröver, företrädesvis över 2800 HV.

4. Metod enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att vatten användes som kylfluidum.

5. Metod enligt något av patentkraven 1 till 3, kännetecknad av att koldioxid användes som kylfluidum.