En yeni CBN kalite teknolojisi

Seramik ve CBN kesici takım malzemelerinin giderek yaygınlaşmasıyla, 55-68 HRC sertliğe sahip çeliklerde sert parça tornalama (HPT) uygulama alanı olan ve büyük maliyet avantajı sunan bir alternatif haline geldi.

A+ A-

Sandvik Coromant

Otomotiv transmisyon parçalarının işlenmesinde CBN (Kübik Bor Nitrat) kesici takım uç kalitelerinin kullanımı giderek popüler hale gelen bir stratejidir ve tüm dünyada üreticilere yarar sağlamaktadır. Dişliler, şaftlar ve ayna dişlileri gibi parçalarda tornalama yapan kullanıcılar, kalite teknolojisindeki en yeni gelişmeler sayesinde, uygulamalarda kullanılan iş parçası malzemelerinin çoğunun sertleştirilmiş ve endüksiyonla sertleştirilmiş olmasına rağmen takım ömrü açısından büyük kazançlar sağlayabilir.
Pek çok sertleştirilmiş parçada geleneksel üretim yöntemi taşlamadır. Ancak, seramik ve CBN kesici takım malzemelerinin giderek yaygınlaşmasıyla, 55-68 HRC sertliğe sahip çeliklerde sert parça tornalama (HPT) uygulama alanı olan ve büyük maliyet avantajı sunan bir alternatif haline geldi. Gerçekten de, HPT'nin işleme süresini ve maliyeti yüzde 70 veya üstünde azalttığı, daha iyi esneklik ve tedarik süresi sunduğu ve kaliteyi yükselttiği gösterilmiştir. Bu nedenlerden dolayı, HPT otomotiv alanında yaygın bir şekilde benimsenmiş ve sadece transmisyon parçalarında değil, aynı zamanda valf yuvaları, pistonlar, silindir gömlekleri ve CV (sabit hız) mafsalları gibi diğer güç aktarma parçalarında da yaygın olarak kullanılmaktadır.Kesici takım malzemeleri
Seramik kesici uç kaliteleri, sertlik değerleri 50 ile 60 HRC arasında olan ve yüzey ince işleme taleplerinin ortalama düzeyde olduğu parçalar için kullanılabilir. Ancak, yüzey ince işleme taleplerinin yüksek düzeyde olduğu HPT için tek kesici takım malzemesi CBN kalitelerdir.
CBN malzemeler sertleştirilmiş ve indüksiyon ile sertleştirilmiş malzemede yüksek kesme hızıyla çalışırken, krater aşınması ve kopma direncini artırır. Kesici takımlar ve takımlama sistemleri uzmanı Sandvik Coromant'ın geliştirdiği en son kesici uç kaliteleri CB7125 ve CB7135'tir. 58-62 HRC malzemeler üzerinde orta ve ağır darbeli kesimler gerektiren tornalama işlemleriyle karşı karşıya olan otomotiv üreticilerine yardımcı olabilen bu kaliteler; daha uzun, stabil ve tutarlı takım ömrü sağlar.
Yeni kesici uç kaliteleri için ana hedef uygulama transmisyon parçalarıdır. Yeni PVD kaplamaya sahip CB7125 orta düzeyde darbeli HPT (pahlı parça kenarları), CB7135 ise ağır düzeyde darbeli HPT için (pahsız parça özellikleri) uygundur. Söz konusu olan kesintilerin derecesine bağlı olarak farklı kenar hazırlıkları da sunulmuştur. Bu hazırlıklar, uzun takım ömrü ve güvenilir işleme arasında en iyi dengeyi kurmak için optimize edilmiştir.

Dişliler ve miller
CB7125 kullanmanın avantaj sağlayacağı işlemler arasında dişliler, frezeli miller ve pahlı yağ delikleri/yuvalarına sahip miller için boyuna tornalama sayılabilir. Diğer bir hedef uygulama ise dişlilerde alına tornalamadır. Bu konuda örnek olarak, ayna dişlilerinin sertten yumuşağa tornalanması (sertleştirilmiş tabakaların kaldırılması) verilebilir. Elde edilebilecek tipik kesme değerleri şöyledir: 100-200 m/dak (328-656 ft/dak) kesme hızı, 0,05-0,45 mm/dev (0,002-0,018 inç/dev) ilerleme hızı ve 0,05-0,5 mm (0,002-0,02 inç) kesme derinliği.
Sertleştirilmiş çelikten (62 HRC) yapılmış olan bir dişli üzerinde dıştan eksenel ve alın tornalama işlemi yaparken elde edilebilecek potansiyel kazançları açıklamak için, mevcut rakip uç karşısında CB7125 kalite kesici uçlar kullanılan bir müşteri testi sırasında takım ömründe yüzde 140 artış sağlandı. Mazak QTN 300 CNC tornalama merkezi kullanılarak, 120 m/dak (394 ft/dak) kesme hızı, 0,12 mm/dev (0,0047 inç/dev) ilerleme ve 0,1 mm (0,004 inç) kesme derinliğiyle çalışıldı. Kesme değerleri her iki kesici uç için de aynıydı. Her iki kesici uç aynı talaş kaldırma oranını (MRR) sundu. Ancak, CB7125 kalite kesici uç ile 12 parça işlenirken rakip kesici uçla sadece beş parça işlenebildi.
Diğer bir müşteri örneğinde, sertleştirilmiş çelikten (60 HRC) yapılmış CV mafsal iç bileziği üzerinde dış çap tornalama (darbeli kesim) işlemleri yapıldı. CB7125 kalite kesici uçlar kullanıldığında mevcut olan rakip uç karşısında yüzde 15 takım ömrü kazancı görüldü. 160 m/dak (525 ft/dak) kesme hızı ve 0,19 mm/dev (0,0075 inç/dev) ilerleme hızı kullanılarak, CB7125 kesici uç ile 1272 parça tamamlanırken rakip kesici uç ile 1106 uç tamamlandı.Etkileyici performans
CB7135 ile ilgili olarak, pahsız kama yuvaları içeren dişlilerin ve millerin boyuna tornalanması en fazla avantaj sağlayan uygulamadır. Aynı şekilde, CV mafsallar da (iç ve dış bilezikler ve kafesler) avantaj sağlar. Burada, elde edilebilecek tipik kesme değerleri şöyledir: 80-160 m/dak (262-525 ft/dak) kesme hızı, 0,05-0,4 mm/dev (0,002-0,016 inç/dev) ilerleme hızı ve 0,05-0,5 mm (0,002-0,02 inç) kesme derinliği.
Kesme kenarı alanındaki yüksek ısının kesme kuvvetlerini düşürdüğüne dikkat edilmelidir. Bu yüzden, çok düşük kesme hızı daha az ısı oluşturur ve kesici ucu kırabilir. Kesme sıvısız HPT ideal koşuldur ve tamamen uygulanabilir bir çözümdür. CBN (ve seramik) kesici uçlar yüksek kesme sıcaklıklarına dayanır ve kesme sıvısı masrafları ile zorluklarını ortadan kaldırır
CB7135 ile sağlanan potansiyel performans konusundaki iyi bir örnek olarak CV mafsalının dış bileziğinin işlenmesi sırasında takım ömrünün yüzde 12 oranında uzaması verilebilir. Burada, EMAG VSC400 dikey kavramalı tornalama merkezinde CB7135 kalite kesici uçlar, C53 indüksiyon ile sertleştirilmiş çelik (60 HRC) üzerinde delik tornalama için kullanıldı. CB7135 kalite kesici uçlar kullanılarak yaklaşık 390 parça tamamlanırken, rakip kesici uç tarafından 350 parça tamamlandı. Kesme değerlerinde kesme hızı 180 m/dak (590 ft/dak), ilerleme hızı 0,13 mm/dev (0,0052 inç/dev) ve kesme derinliği ise 0,15 mm (0,0059 inç) şeklindeydi.
Bu büyüklükte sonuçların elde edilmesi, kurulum da dâhil olmak üzere pek çok ek faktöre bağlıdır. Örneğin; iyi tezgah stabilitesi, bağlama ve iş parçasının hizalaması çok önemlidir. Prensip olarak, sadece tek uçtan desteklenen iş parçaları için 2:1 uzunluk-çap oranı normaldir. Ek torna punta başlığı desteği varsa bu oran büyütülebilir. Termal simetrik torna feneri ve torna punta başlığı tasarımı ek boyut stabilitesi sağlar.

HPT trendi
Sonuç olarak; taşlama yerine HPT seçmek için pek çok neden mevcuttur. Örneğin; parça konfigürasyonu değişecek olursa, değişiklikleri taşlama tezgahı yerine torna üzerinde yapmak daha kolaydır. Dahası, tornalar daha hızlıdır ve genellikle taşlama tezgahlarına göre çok daha düşük masraflarla çalıştırılabilir. Ayrıca, HPT tarafından oluşturulan talaşlar, taşlama sırasında ortaya çıkan çamura göre çok daha çevre dostudur. Ek nedenler arasında sayılabilecek bir diğer nokta ise, HPT ile çalışırken genellikle kesme sıvısı gerekmemesi ve böylece imha ve geri dönüşüm masraflarının daha da az olmasıdır. Ayrıca, tornalardaki tezgah yatırımı genellikle taşlama tezgahlarından çok daha düşüktür.
Öyle görülüyor ki; en yeni CBN kalitelerin yetenekleri de otomotiv sanayiinin HPT'ye yönelmesini destekleyen ve böylece, bu yenilikçi uygulamanın potansiyel avantajlarından maksimum ölçüde yararlanmasını sağlayan diğer bir faktördür.