Како одабрати карбидне алате за сечење за производњу калупа

Пита производња калупа алати за сечење за обављање пет различитих послова на једном радном комаду: уклањање масивног материјала у фази грубе обраде, контролисана припрема залиха током полузавршне обраде, генерисање контуре површине у 3Д завршној обради шупљина, резови са ограниченим досегом у дубоким ребрима и џеповима и рад на детаљима испод милиметра на линијама одвајања и геометрији капије. Сваки посао има своје контролне варијабле, а алат који добро ради у једној фази је обично погрешан алат за следећу.

Овај водич пресликава сваку фазу обраде на фамилију алата од чврстог карбида која њоме рукује, а затим покрива три унакрсне одлуке које одређују коначну спецификацију: тврдоћу челика калупа, премаз и геометријске параметре (број жлебова, пречник, крутост машине). Структура прати редослед машинске обраде калупа од првог грубог пролаза до секције финалног производа, тако да функционише као референца за одабир за инжењере и набавке који раде са било којим уобичајеним типом челика за калупе.

Редослед обраде калупа и његове породице алата

Пре него што изаберете било који одређени алат, лоцирајте тренутну операцију у секвенци обраде. Већина калупа за убризгавање, калупа за ливење под притиском и прецизних калупа пролазе кроз исти ток рада у пет фаза:

Два правила регулишу скоро сваки избор алата у овом низу. Прво, користите највећи пречник који још увек одговара особини. Већи пречници повећавају крутост језгра, повећавају способност увлачења по зубу и смањују број потребних пролаза. Друго, држите превис онолико краћи колико геометрија шупљине дозвољава. За свако удвостручење избочења алата изван држача, отклон се повећава отприлике осам пута под истим оптерећењем сечења. Оба правила постају све значајнија како се повећава тврдоћа челика калупа.

Груба обрада: квадратна глодалица

Фаза грубе обраде уклања већину челика. Време циклуса и запремина чипа су овде контролне варијабле; површинска обрада није. Стандардни алат за грубу обраду челика за калупе је глодало од чврстог карбида са 4 жлеба са квадратним глодалицом са ломачем струготине или геометријом високе спирале која је усклађена са челичним материјалима са кратким чиповима.

Стратегија резања и залиха

За претходно каљене челике за калупе у опсегу ХРЦ 30–55, трохоидне (динамичке) стазе глодања са радијалним захватом (ае) на 10–15% пречника алата и већом аксијалном дубином по пролазу боље штите резну ивицу од конвенционалног глодања прореза. Стални приступ у облику лука спречава изненадне скокове оптерећења који узрокују ломљење ивица на угловима џепова у тежим нагибима.

Према Сандвик Цоромант-овом водичу за израду калупа, залиха залиха након грубе обраде треба да буде 0,5–1,0 мм на зидовима шупљина за стандардне челике за калупе и 0,8–1,5 мм када се обрађује на ХРЦ 55 и више, где је за полузавршну обраду потребно више материјала за стабилизацију геометрије шупљине пре него што почне завршни пролаз.

Параметри избора квадратног глодала

Пречник: ускладите се са највећим џепом или отиском шупљине, а затим повећајте онолико колико функција дозвољава. За општу грубу обраду калупа, пречници од 8–20 мм покривају већину примена. Алат већег пречника носи већи капацитет обртног момента и попречни пресек језгра, а оба ограничавају угиб под великим оптерећењем струготине.

Број флаута: 4 жлеба су стандардне за челик за калупе. Челик ствара кратке струготине, тако да додатни број жлебова подржава веће увлачење по зубу без паковања струготине. Варијанте грубе обраде са 6 жлебова се примењују када су полугруби пролази при мањим оптерећењима струготине циљ.

Премаз: премази класе АлТиН или ТиАлН су стандардни за грубу обраду челика. Оба одржавају отпорност на оксидацију изнад 800°Ц и подносе термички циклус прекинутих резова кроз углове џепова.

Хибоо Тоолс' глодала са четвртастим крајевима покривају класе ХРЦ50 до ХРЦ65 са стандардним и ОЕМ геометријама погодним за конвенционалне и трохоидне стратегије грубе обраде у уобичајеним челицима за калупе.

Полузавршна обрада: Завршна глодала са углом радијуса

Полузавршна обрада доводи зидове шупљина до контролисаног залиха од 0,1–0,4 мм и обликује 3Д површине за завршни пролаз. Завршно глодало радијуса угла (главни нос) је стандардни алат за ову фазу. Радијус распоређује оптерећење сечења преко угла уместо да га концентрише на оштри угао, што значајно смањује стопу хабања ивица у каљеним челицима у односу на глодалицу квадратног краја која ради при еквивалентним брзинама помака.

Зашто радијус угла има бољи учинак од квадрата у овој фази

Геометрија радијуса угла оставља профил капице који завршни пролаз са кугличним носом чисто уклања. Квадратна глодалица у истој фази оставља степеник са равним дном на прелазу зид-под, који кугласти нос не може елиминисати без додатног ЦАМ пролаза. Радијус угла такође боље управља механиком струготине прекинутих резова у тврдом челику. Филтер распоређује улазни удар преко већег контактног лука.

У Х13 на ХРЦ 44–50, подаци о примени на терену објављени у МолдМакинг Тецхнологи показују да алати са радијусом угла продужавају век алата за отприлике 30–50% у поређењу са глодалима четвртастог облика при истом помаку по зубу на прекинутим зидовима шупљина калупа.

Променљиве избора полузавршне обраде

Углови радијуса у односу на тврдоћу: већи радијуси су робуснији код тврђих челика. За Х13 на ХРЦ 44–50 типични су радијуси од Р0,5–Р2,0 мм. За П20 на ХРЦ 30–36, минимални унутрашњи радијус карактеристике шупљине обично ограничава избор пре него што то учини ивица.

Радно очвршћавање: челици за калупе од нерђајућег типа (С136, 420 еквиваленти) могу да се очврсну на прекинутим резовима и поновном уласку алата. АлЦрН премази подносе ове челике боље од стандардног ТиАлН јер АлЦрН одржава своју тврдоћу на вишим температурама и оксидира на око 1100°Ц у поређењу са отприлике 800°Ц за ТиАлН, према Кеннаметал-овим водичима за разреде и премазе за глодалице од чврстог карбида.

Дисциплина контроле залиха: циљ полузавршне обраде је уједначена залиха. Остављање 0,2 мм у једној зони и 0,5 мм у другој приморава завршни пролаз са кугличним врхом да ради при променљивим оптерећењима струготине, што деградира завршну обраду површине и убрзава неравномерно хабање бокова. Проверите униформност залиха у ЦАМ симулацији пре сечења.

Хибоо Тоолс' ХРЦ63 крајње глодалице са углом радијуса су дизајниране за полузавршну обраду и завршну обраду каљеног алатног челика у опсегу ХРЦ 58–65, са нано премазом за проток струготине са малим трењем и ниском адхезију на челицима за калупе за полирање.

Шупљина и 3Д обрада површине: глодалица са кугличним носом

Кугласто глодало је примарни алат за завршну обраду закривљених шупљина калупа, површина за раздвајање и тродимензионалних профила. Његов хемисферични врх прати заобљене површине са доследним захватањем струготине преко лука сечења, под условом да су корак и дубина строго контролисани.

Основе завршне обраде: висина капице и степеница

Завршна обрада површине у 3Д глодању је вођена више висином капице него брзином сечења. Висина капице (гребени остављени између суседних пролаза) је функција полупречника кугле и радијалног преласка. Мањи степеник производи нижи Ра по цену већег броја путања алата и дужег времена циклуса.

Као што је документовано у водичу за примену алата за калупе компаније Робб Јацк Цорпоратион, најбољи приступ завршној обради шупљине кугличног носа је да се прво грубо обради при константним З пролазима, а затим примени завршне путање засноване на скалопу (еквидистантне). За већину шупљина калупа за убризгавање које циљају Ра 0,4–0,8 μм, радијални корак од 2–5% пречника куглице је практичан. За калупе за полирање у огледалу који циљају Ра испод 0,2 μм, користе се степенице од 1–2%, након чега следи ручно полирање.

Стратегија путање алата према нагибу површине

Завршна обрада на нивоу З (константно-З) има боље резултате на стрмим зидовима изнад нагиба од 45°. Стазе засноване на гребену имају боље резултате на плитким кривинама и основним радијусима, где путање на нивоу З остављају грубље гребене због геометрије суседних пролаза. За шупљине са стрмим и плитким зонама, ЦАМ-стандардни приступ комбинује З-ниво на зидовима са равним стазама на подовима и прелазним радијусима.

Варијабилна спирална глодала смањују брбљање на дугим препустима уобичајеним у дубоким шупљинама калупа. Неједнак размак жлебова разбија периодичне силе резања које изазивају резонанцију на танким зидовима или продуженим алатима.

Избор кугличног носа према тврдоћи калупа

За тврдо глодање изнад ХРЦ 55, алати са кугличним носом са 2 жлеба од ултра финог карбида су стандардни. Геометрија са 2 жлеба отвара простор за струготине и смањује накупљање топлоте у уским гребенима, што је критично када је брзина вретена велика, а радијални захват мали. На ХРЦ 63–65, нано премази (вишеслојни ПВД) обезбеђују бољу отпорност на хабање од једнослојних АлТиН јер смањују трење на интерфејсу алат-обрадак током лаких, брзих завршних пролаза.

Хибоо Тоолс' глодала са кугличним врхом покривају класе од ХРЦ48 до ХРЦ65, са опцијама са 2 и 4 жлеба у пречникима од Р0,5 мм до Р6,0 мм за завршну обраду шупљина и 3Д контуре.

Обрада дубоких шупљина: глодалица са дугим вратом

Дубока ребра, уски прорези и џепови испод линије раздвајања захтевају алат са довољним досегом за приступ функцији без судара дршке са зидовима радног предмета. Глодало са дугим вратом (глодало са редукованим или дугим дометом) обезбеђује овај домет уз задржавање већег пречника дршке на држачу ради крутости.

Проблем скретања при продуженом домету

Како се препуст повећава, отклон се повећава на коцки односа дужине и пречника. Алат при 4×Д скреће отприлике 8× више од истог алата на 2×Д под истим оптерећењем сечења. Према Сандвик Цоромант-овим подацима о примени профила за глодање, изван 4×Д препуста, вибрације, трагови клепетања на зидовима шупљина и превремено трошење ивица постају доминантни начини квара, а не трошење премаза или тврдоћа материјала.

За џепове дубље од 3×Д, прелазак на глодало са дугим вратом или завршном глодалицом са смањеним дршком је стандардни праг у већини водича за примену калупа, укључујући ИСЦАР упутство за употребу калупа и калупа.

Правила избора за геометрију дугог врата

Конусни врат у односу на прави врат: Конусни врат (сужава се од дршке према крају сечења) носи 30–50% већу крутост на савијање од правог алата са дугим дохватом при еквивалентном препусту, јер већи попречни пресек у близини држача управља моментом савијања где је највећи. За препусте у опсегу 10–20×Д, дизајн конусног врата је практичан избор када то дозвољава крутост машине, према подацима о примени које је објавио ЈИЦ Царбиде у свом водичу за примену крајњих глодалица са дугим дометом.

Пречник врата: изаберите најужи врат који чисти зидове шупљине. Непотребно смањење врата изнад потребног зазора директно умножава отклон.

Подешавање увлачења: смањите помак по зубу за 20–30% када препуст прелази 5×Д. На 10×Д и више, смањите за 40–50% и проверите у пробном резу пре него што се посветите производним параметрима.

Спецификација држача: скупљајући или хидраулични држачи са одступањем испод 0,003 мм укупног очитавања индикатора на ивици сечења су неопходна када препуст прелази 6×Д. Стандардне ЕР стезне чахуре уводе довољан излаз на овим продужецима да би се појачало брбљање у каљеном челику за калупе.

Хибоо Тоолс' Глодови са кугличним врхом са дугим вратом користе геометрију са 2 жлеба за евакуацију струготине у дубоким уским шупљинама, са продуженим дизајном врата величине за карактеристике калупа који су критични за досег на ХРЦ58 и више.

Машинска обрада финих детаља: Мицро Енд Милл

Карактеристике испод 3 мм у пречнику сечења (радијуси линије раздвајања, геометрија капије, џепови за игле за избацивање, уска ребра, гравирање логотипа) захтевају микро глодалице. Уобичајена дефиниција у индустрији је било који крајњи глодало са пречником сечења испод 3 мм (1/8 инча), са ултра-финим алатима који се протежу до 0,1 мм и мањим за специјализоване радове уметања калупа.

Шта се мења на микро скали

Истицање доминира кваром на малим пречницима. При пречнику сечења од 1 мм, одступање од 0,003 мм помера ефективно оптерећење струготине за 0,6% пречника алата по жлебу. То је довољно да изазове неравномерно хабање бокова и крхки лом у року од неколико минута када је тачност држача недовољна. Циљеви заостајања за производно микро глодање су обично 0,003 мм или мање, укупно очитавање индикатора на ивици сечења, према спецификацијама које је објавио НС Тоол Цо. за своју МицроЕдге серију и потврђене у водичима за квалификацију добављача на Алибабиној Б2Б платформи за изворе.

Захтеви за вретено и држаче: микро глодање захтева вретена велике брзине (15.000–30.000 о/мин и више за алате испод 1 мм пречника резања) и прецизне држаче. Пожељни су ХСК или скупљајући држачи. Стандардне ЕР стезне чахуре могу да уведу довољан излаз за шкљоцање алата испод 0,5 мм у оквиру првог циклуса сечења.

Помак по зубу: за глодалицу од 1 мм у челику за калупе на ХРЦ 48–55, помак по зубу је типично 0,003–0,008 мм у зависности од геометрије алата и тврдоће радног комада, према смерницама за увлачење које је објавила компанија Харвеи Перформанце у свом минијатурном водичу за машинску обраду крајњег глодала. Пренизак проток доводи до трљања уместо сечења, стварајући топлоту без стварања струготина.

Број жлебова: геометрија са 2 жлеба је скоро универзална за микро глодалице. Код пречника испод 3 мм, простор за чипове је ограничавајући фактор. Микро алати са 4 жлеба су доступни за специфичне апликације за полузавршну обраду, али носе већи ризик од паковања струготине у дубоким прорезима.

Професионални савет: Код пречника испод 0,5 мм, чак и мали отклон алата или рампа убрзања која је превише стрма при покретању вретена може изазвати лом пре него што се заврши први продуктивни рез. Користите споро повећање вретена и проверите боју и звук струготине при првом пролазу при смањеном помаку.

Хибоо Тоолс' ХРЦ55 микро глодалице су алати са 2 жлеба са ТиАлН премазом који покрива челик за калупе, легирани челик, бакар и нерђајући материјал у опсегу пречника резања испод 3 мм.

Избор класе алата према тврдоћи челика калупа

Челици за калупе обухватају широк распон тврдоће у зависности од типа калупа и фазе термичке обраде. Тврдоћа у време машинске обраде утиче на захтеве за жилавошћу од карбида и минималну температурну отпорност премаза.

ХРЦ55: Улазак у тврдо млевење. Стандардни су типови карбида микро зрна са АлТиН или нано премазима. Конзервативно оптерећење струготине на улазу алата; трохоидне стазе штите ивицу на првим пролазима.

ХРЦ60: Избор премаза постаје диференцијатор перформанси. Једнослојни ТиАлН и даље функционише за лаку завршну обраду, али вишеслојни нано премази продужавају век трајања алата смањујући термички замор на интерфејсу премаз-карбид током брзог термичког циклуса тврдог глодања.

ХРЦ63: Већина полузавршних и завршних радова са алатима са кугличастим носом са 2 жлебова финог зрна. Крутост вретена и контрола клизања су критични као и избор премаза. Радијални захват (ае) обично остаје испод 5% пречника да би се ограничила топлота на лицу жлеба.

ХРЦ65: Горња граница за тврдо глодање од чврстог карбида. Ултра-фини карбид са нано или АлТиСиН премазима и геометријом ниског нагиба за спречавање хабања лепка. Дубина завршног реза је типично 0,02–0,05×Д аксијално, са ваздушним ударом или минималном количином подмазивања за евакуацију струготине.

Напомена за набавку: степен тврдоће и премаз су повезане одлуке. Покретање ХРЦ65 алата обложеног нано премазом на параметрима ХРЦ55 није проблем, али наручивање алата ХРЦ65 за стандардни отпад од грубе обраде П20 кошта маргину трошкова. Ускладите спецификацију алата са стварном тврдоћом радног предмета у тренутку сечења.

Избор премаза према челичном материјалу калупа

Избор премаза контролише три независне варијабле на ивици сечења: отпорност на топлоту, тенденцију пријањања материјала обратка на чело жлеба и тврдоћу премаза на повишеној температури. Различити челици калупа различито оптерећују ове три варијабле.

Век трајања премаза је такође функција начина уноса. Спирални или рампани улаз распоређује оптерећење при захвату алата. Улаз за урањање покреће врхунско топлотно оптерећење на премазу врха у кратком шиљку. За обложене алате од каљеног челика за калупе, спирални улаз је подразумевани; урањање у очврсли материјал убрзава раслојавање премаза на врху.

Број флаута, пречник и крутост машине

Након избора типа алата, степена тврдоће и премаза, остају три параметра геометрије: број жлебова, пречник сечења и максимални препуст који машина и подешавање дозвољавају.

Број фрула по операцији

За алате испод 3 мм пречника резања, 2 жлеба су стандардне. Простор за чипове на микро скали ограничава број жлебова, а микро алати са 4 жлебове носе већи ризик од паковања струготине и изненадног лома у дубоким прорезима или џеповима.

Избор пречника

Ускладите пречник сечења са најмањим унутрашњим елементом који се производи, а затим идите онолико већи колико та функција дозвољава. Кугласти нос на Р3 мм на шупљини са минималним полупречником корена од Р3 мм је исправна спецификација. Коришћење Р2 мм у истој шупљини оставља век трајања алата и стабилност процеса неискоришћеним.

За алате са дугим вратом, однос између пречника сечења и пречника врата је критичан. Врат треба да буде танак само онолико колико је потребно за уклањање сметњи; непотребно смањење преко тога директно умножава отклон.

Ограничења крутости машине

Крутост машине поставља горњу границу оптерећења струготине коју било који алат може да носи без брбљања. Као практична референца:

• ВМЦ са 40 конуса: Максимални практични пречник за агресивно тврдо глодање на ХРЦ55 је отприлике 12–16 мм. Обртни момент и крутост вретена ограничавају оптерећење струготине изнад овог опсега.

• ВМЦ и ХМЦ са конусом од 50: Може да рукује алатима пречника 16–25 мм при великом оптерећењу струготине од каљеног челика.

• Вретена велике брзине (изнад 24.000 обртаја у минути): Погодна за алате за завршну обраду малог пречника (кугласти врх 2–4 мм), не грубу обраду. Лаган ДОЦ и велика брзина вретена; радијални захват остаје испод 5% пречника.

Покрените процену способности машине пре него што одредите параметре препуста и оптерећења струготине. Добро одређен алат са контролисаним препустом на крутој машини доследно надмашује врхунски алат при превеликом извлачењу на вретену премале величине.

Кључни принцип: Машина, држач и алат чине један систем. Одређивање алата у изолацији без познавања конуса вретена, отпуштања држача и максималног безбедног продужења оставља најважнију променљиву неконтролисаном.

Хибоо Тоолс Решење за резни алат од тврдог метала

Одабир одговарајуће врсте алата, класе и премаза је неопходан, али није довољан. Конзистентност димензија од серије до серије и униформност премаза од добављача одређују да ли се спецификација преводи у предвидљиве перформансе током производних циклуса.

Хибоо Тоолс производи глодалице од чврстог карбида у класама од ХРЦ48 до ХРЦ65, покривајући квадрат, радијус угла, куглични нос, дуг врат и микро геометрије. Доступни премази укључују АлТиН, ТиАлН, ТиСиН, АлТиСиН, нано, ТиН и ДЛЦ. Прецизност извлачења се креће до 0–0,5 μм на стандардним каталошким артиклима, са ОЕМ геометријама и прилагођеним спецификацијама подржаним за нестандардне карактеристике калупа и захтеве за досегом.

За радње које користе каљени челик за калупе ХРЦ 55–65, проверите геометрију алата у односу на вашу специфичну фазу обраде и тврдоћу радног комада пре него што наручите количину. Покрените пробни рез на геометрији циљне шупљине при смањеном оптерећењу струготине, проверите Ра и стање алата након завршног пролаза, а затим потврдите параметре при пуним производним вредностима.

Проверите каталог производа Хибоо Тоолс у односу на вашу врсту челика за калупе и операцију обраде и покрените контролисано пробно сечење пре него што се посветите пуним производним количинама.

Извори

• Сандвик Цоромант, Водич за примену за глодање профила — препоруке радијалног захвата, упутства за дужину алата, стратегија за дубоке шупљине

• ИСЦАР, Кориснички водич за израду калупа и калупа — избор алата за грубу и полузавршну обраду, праг са дугим вратом на 3×Д дубини џепа

• Робб Јацк Цорпоратион, Одабир правог алата за сечење за индустрију израде калупа — методологија завршне обраде кугличног носа, приступ грубој обради са константним З

• Технологија израде калупа, разматрање алата за сечење како се сложеност калупа повећава (2025.) — висина капице, пречник у односу на ДОЦ смернице

• НС Тоол Цо., МицроЕдге Вол. 2 — спецификације толеранције пречника одвајања и жлебова за микро глодалице

• Компанија Харвеи Перформанце, у лупи: Оптимизована обрада са минијатурним завршним глодалима — дефиниција микро крајњег глодала и вођење по зубу

• Кеннаметал, технички савет: Оцене и премази за крајње глодалице од чврстог карбида — поређење температурне отпорности премаза