Irtikatkaisu
Irtikatkaisu tehdään pääasiassa tangonsyöttökoneissa, jotka ovat yleisiä massatuotannossa. Irtikatkaisu on yleensä vain pieni osa komponentin kokonaiskoneistusajasta, joten sitä ei yleensä pidetä ajansäästön kannalta keskeisenä vaiheena. Joitakin komponentteja on kuitenkin koneistettava apukarassa vielä katkaisun jälkeenkin. Jos lastuja pääsee kiertymään komponentin ympärille, ne voivat estää seuraavan komponentin kiinnittämisen apukaraan. Jos näin tapahtuu, koneella tuotetusta komponentista tulee romua tai kone pysähtyy. Valmiin komponentin ympärille kiertyvät lastut voivat haitata seuraavia käsittelyvaiheita (lämpökäsittely, jäysteenpoisto, kokoaminen jne.) ja tärvellä pinnan. Koska irtikatkaisu on yleensä komponentin viimeisiä käsittelyvaiheita, vakaus on siinä keskeisen tärkeää. Jos työkalu rikkoutuu katkaisun aikana, komponentti päätyy yleensä romuksi. Se voi johtaa koneiden pitkiin käyttökatkoksiin.
Irtikatkaisuvinkit: katkaisutyökalujen valitseminen
1. Ohutseinäisten kappaleiden katkaisu
2. Keskisyvä katkaisu
3. Syvä katkaisu
Koska prosessiturvallisuus on keskeisen tärkeää, irtikatkaisuun kannattaa valita työkalu, jossa on tarkka lastuamisnesteen syöttö. Se poistaa lastut, laskee lämpötilaa, vähentää terän kulumista ja parantaa pintalaatua. Käytä mahdollisimman hyvän vakauden varmistamiseen vakaata teräkiinnitystä ja työkalua, jolla on mahdollisimman lyhyt vapaapituus. Komponentin, tangon tai putken irtikatkaisussa on tärkeää säästää materiaalia ja minimoida lastuamisvoimat. Kapea terä saa aikaan pienemmät lastuamisvoimat ja säästää materiaalia. Valitse irtikatkaisuun suunniteltu terägeometria. Tällaiset erikoisterät tuottavat uraa kapeampia lastuja. Näin irtikatkaisussa voidaan varmistaa hyvä lastunhallinta ja pintalaatu.
Ensisijainen valinta katkaisutoimintaan
Yksi- ja kaksisärmäiset ratkaisut ovat yleisesti ottaen ensisijainen valinta erilaisissa irtikatkaisukohteissa. Käytä teriä, jotka on suunniteltu uraa kapeampien lastujen tuottamiseen.
Ohutseinäisten kappaleiden katkaisu Käytä ohutseinäisten kappaleiden katkaisuun (halkaisijat ≤ 12 mm [0,47 tuumaa]) kolmisärmäisiä teriä, niin katkaisusta tulee taloudellista massatuotannossa.
Keskisyvä katkaisu
Käytä keskisyvään katkaisuun (halkaisijat ≤ 40 mm [1,57 tuumaa]) ruuvikiinnitystä ja jousilukkopitimiä, joissa on kaksisärmäiset terät.
Syvä katkaisu
Syvässä katkaisussa (halkaisijat ≤ 112 mm [4,41 tuumaa]) on olennaisen tärkeää varmistaa terän vakaus, sillä terään kohdistuu suuria voimia. Siksi paras ratkaisu on käyttää vakaata jousikiinnitystä ja yksisärmäistä terää.
Katkaisu ilman tappeja ja jäysteitä
Tappien ja jäysteiden välttämiseksi katkaisussa kannattaa käyttää terävää geometriaa ja pieniä nirkonsäteitä. Myös kärkikulmallinen terä vähentää tappien ja jäysteiden muodostumista. Kärkikulmalliset terät luovat sivuttaisvoimia, ja niitä suositellaan vain lyhyille vapaapituuksille (<13 mm [0,51 tuumaa]).
Pienten kappaleiden koneistus
Käytä pienten kappaleiden koneistukseen mahdollisimman kapeaa terää, jossa on mahdollisimman terävät särmät. Vakaan prosessin varmistamiseksi kannattaa käyttää työkalua, jossa on tarkka lastuamisnestesuihku. Jos työkalun särmän ei tarvitse välttämättä olla ylivertaisen terävä, kolmi- ja kaksisärmäiset terät ovat taloudellisempi ratkaisu, joka soveltuu myös suuremmille halkaisijoille.
Irtikatkaisuvinkit: irtikatkaisun toteuttaminen
Tankojen ja putkien irtikatkaisu
Vapaapituus (OH)
Minimoi vapaapituus. Lyhyempi vapaapituus ja korkeampi terä vähentävät taipumaa (δ) kuutiollisella funktiolla tankojen irtikatkaisussa.
Lyhyt vapaapituus lisää vakautta merkittävästi. Kappale tulee katkaista läheltä istukkaa. Tämä on erityisen tärkeää, kun irtikatkaisuun käytetään ohuita teriä, jotka edellyttävät vakaita olosuhteita ja hellävaraista käsittelyä.
- Jos pitkää vapaapituutta (OH) ei ole mahdollista välttää, käytä kevyesti lastuavaa geometriaa
- Jos OH on alle 1,5xH, käytä geometrialle suositeltua syöttöä
- Jos OH on yli 1,5xH, laske syöttöarvo geometrialle suositellun syöttönopeuden alarajaan
Työkalun keskiönkorkeus
Etenkin kohti keskiötä tapahtuvassa irtikatkaisussa on tärkeää varmistaa oikea keskiönkorkeus ±0,1 mm (±0,004 tuumaa). Pitkien vapaapituuksien tapauksessa taipuman kompensoimiseksi tulisi käyttää enintään +0,1 mm:n (+0,004 tuumaa) poikkeamaa keskiön yläpuolella.
Terän asemointi keskiön alapuolelle vaikuttaa seuraavasti:
- Enemmän tappeja
- Hajoaminen (epäedulliset lastuamisvoimat)
Terän asemointi keskiön kohdalle vaikuttaa seuraavasti:
- Hajoaminen (työntyminen keskiön läpi)
- Nopea viistekuluminen (pieni päästö)
Syöttö
Kun tankoa leikataan keskeltä, se asettaa terälle tarpeettomia lujuusvaatimuksia ja voi johtaa terän hajoamiseen. Terä altistuu hankautumiselle, kun työkappale alkaa liikkua vastakkaiseen lastuamissuuntaan. Näin terä altistuu vetojännityksille, jotka johtavat hajoamiseen.
Nopeuden laskeminen:
Vähennä syöttönopeutta jopa 75 prosenttia n. 2 mm (0,08 tuumaa) ennen keskiötä. Pienempi syöttö keskiöön pienentää lastuamisvoimia ja pidentää työkalujen kestoikää huomattavasti. Myös suurempi syöttö pidentää kestoikää ja lisäksi parantaa tuottavuutta. Syöttö tulisi lopettaa hajoamisen välttämiseksi n. 0,5 mm (0,02 tuumaa) ennen tangon keskiötä. Näin katkaistu osa putoaa irti oman painonsa ja pituutensa vaikutuksesta.
Terän syöttö keskiön läpi aiheuttaa rikkoutumisia
Apukara
Tankojen irtikatkaisussa osa voidaan vetää irti käyttämällä apukaraa. Se vähentää lujuusvaatimuksia merkittävästi ja pidentää työkalujen kestoikää. Sen ansiosta voidaan myös käyttää laatua, joka kestää paremmin kulumista. Se pidentää työkalujen kestoikää entisestään. Katkaise tanko mutta lopeta syöttö n. 1 mm (0,04 tuumaa) ennen keskiötä. Vedä osa sen jälkeen irti apukaralla.
Terän leveys
Kun käytät mahdollisimman kapeaa terää, tankomateriaalia säästyy ja voit pitää lastuamisvoimat ja päästöt mahdollisimman pieninä.
Valitse taulukon avulla terän leveys CW riippuen komponentin halkaisijasta D:
| D mm (tuumaa) | CW mm |
|---|---|
| –10 (–0,4) | 1,0 |
| 10–25 (0,4–1,0) | 1,5 |
| 25–40 (1,0–1,6) | 2,0 |
| 40–50 (1,6–2,0) | 2,5 |
| 50–65 (2,0–2,6) | 3,0 |
Katkaisu ilman tappeja ja jäysteitä
Valitse vasen- tai oikeakätinen kärkikulmallinen terä, niin voit hallita paremmin tappien tai jäysteiden muodostumista tankojen tai putkien irtikatkaisussa. Suuri kärkikulmallinen terä vähentää tappeja ja jäysteitä mutta ei välttämättä leikkaa suoraan. Se voi heikentää lastunhallintaa ja pintalaatua sekä lyhentää työkalujen kestoikää. Käytä mahdollisimman pientä kärkikulmallista terää. Pidempien vapaapituuksia tapauksessa kannattaa käyttää kätisyydeltään neutraaleja teriä. Mitä pidempi työkalu, sitä suurempia ongelmia kärkikulmalliset työkalut aiheuttavat.
| | Kärkikulma | Neutraali |
| Vakaus ja työkalujen kestoikä | Heikko | Hyvä |
| Radiaaliset lastuamisvoimat | Pieni | Suuri |
| Aksiaaliset lastuamisvoimat | Suuri | Pieni |
| Tappi/jäyste | Pieni | Suuri |
| Värinäriski | Suuri | Pieni |
| Pinnan laatu ja tasaisuus | Heikko | Hyvä |
| Lastuvirta | Heikko | Hyvä |
Halkaisijaltaan pienien tankojen katkaisu
Varmista, että tankoon kohdistuu mahdollisimman pieniä voimia. Käytä mahdollisimman kapeaa terää, jossa on terävät särmät.
Työkalua ei koskaan tule käyttää tangon pysäyttämiseen!
Tämä ei ole hyväksi millekään työkalulle, mutta se vaurioittaa etenkin kapeampiteräisiä työkalua.
Katkaiseminen poratusta reiästä
Vältä irtikatkaisua kartiomaisella alueella, sillä se saa terän taipumaan ja voi saada työkalun hajoamaan.
Ohutseinäiset putket
Varmista mahdollisimman pienet lastuamisvoimat ohutseinäisten putkien irtikatkaisussa. Käytä mahdollisimman kapeita teriä, joissa on mahdollisimman terävät särmät.
Lastuamisneste
Jäähdytys- ja voiteluaineen käyttö vaikuttaa prosessiturvallisuuteen merkittävästi katkaisussa ja uranjyrsinnässä. Lastuamis- ja jäähdytysneste ‑osiossa on lisätietoja ja suosituksia ylä- ja alapuolisesta lastuamisnesteestä, tarkasta lastuamisnesteen syötöstä ja paineesta.
Y-akselin katkaisu
Y-akselin katkaisu on täysin uusi katkaisumenetelmä. Perinteisessä irtikatkaisussa suurin osa lastuamisvoimista riippuu lastuamisnopeudesta, loput lastuamissyötöstä. Syntyvä voima kohdistuu työkaluun noin 30 asteen kulmassa. Siksi kuormitus kohdistuu irtikatkaisuterien toiseksi heikoimpaan suuntaan. Paras tapa ratkaista tämä on lyhentää terän vapaapituutta ja/tai nostaa terä korkeammalle. Kun teräsijaa käännetään 90 astetta ja työkalun syöttämiseen käytetään monitoimikoneissa ja sorvauskeskuksissa Y-akselia, syntyvä lastuamisvoima kohdistuu työkalun vahvimpaan suuntaan. Kun terän vapaapituus on 60 mm (2,36 tuumaa), taivutusjäykkyydestä tulee yli kuusinkertainen. Se tekee lastuamisprosessista paljon vakaamman, hiljaisemman ja värinättömämmän, jotta pintalaadusta tulee parempi. Näin prosessissa voidaan myös käyttää suurempia syöttönopeuksia ja pidempiä työkalun vapaapituuksia. Y-akselin katkaisuun tarkoitettu CoroCut® QD on ensisijainen valinta irtikatkaisuun sorvauskeskuksissa, monitoimikoneissa ja pitkäsorvausautomaateissa Y-akselilla. Sillä voidaan koneistaa suuria halkaisijoita aina 180 millimetriin (7 tuumaa) asti. Se soveltuu etenkin pitkille vapaapituuksille, sillä se auttaa yltämään pää- ja alaistukan välille. Y-akselin irtikatkaisuteriä kannattaa käyttää aina, kun vapaapituus on terän korkeutta pidempi.
Käyttö
Y-akselin katkaisu monitoimikoneissa
Työkalukokoonpano on yleensä pitkä, jotta se yltää pää- ja alaistukan väliin. Asetus on siis kokonaisuudessaan heikko X-suunnassa verrattuna Y-akselin kuormitukseen, kun lastuamisvoima kohdistuu työkalukokoonpanoon ja koneen karaan.
Perinteinen asetus
Asetus Y-akselin katkaisussa
Työkalun pituus mitataan yleensä koneen ulkopuolisella optisella laitteella. Työkalun pituudesta tulee irtikatkaisussa työkalun keskiönkorkeus, ja oikean keskiönkorkeuden varmistaminen on erityisen tärkeää kohti keskiötä tapahtuvassa irtikatkaisussa.
Optinen mittaus koneen ulkopuolelta
Työkalussa on myös mittataso, jos teräsärmää on hankala erottaa. Tason sijainti:
- 5 ±0,05 mm (0,197 ±0,002 tuumaa) teräsärmän yläpuolella E-, F-, G- ja H-teräsijassa (2, 2,5, 3 ja 4 mm [0,079, 0,098, 0,118 ja 0,157 tuumaa])
- 5,5 ±0,05 mm (0,236 ±0,002 tuumaa) teräsärmän yläpuolella J- ja K-teräsijassa (5 ja 6 mm [0,197 ja 0,236 tuumaa])
Y-akselin katkaisu sorvauskeskuksissa
Työkalukokoonpano on yleensä pitkä ja hoikka, jotta se yltää pää- ja alaistukan väliin ja mahdollistaa irtikatkaisun läheltä istukkaa. Asetus on kokonaisuudessaan heikko X-suunnassa verrattuna Y-akselin kuormitukseen, kun lastuamisvoima kohdistuu työkalukokoonpanoon ja revolveriin.
Perinteinen asetus
Asetus Y-akselin katkaisussa
Työkalun pituus mitataan tavallisesti koneen sisällä olevalla anturilla. Työkalun pituudesta tulee irtikatkaisussa työkalun keskiönkorkeus, ja oikean keskiönkorkeuden varmistaminen on erityisen tärkeää kohti keskiötä tapahtuvassa irtikatkaisussa.
Työkalussa on myös mittataso, jos teräsärmää on hankala erottaa. Tason sijainti:
5 ±0,05 mm (0,197 ±0,002 tuumaa) teräsärmän yläpuolella E-, F-, G- ja H-teräsijassa (3 mm [0,118 tuumaa])
5,5 ±0,05 mm (0,236 ±0,002 tuumaa) teräsärmän yläpuolella J- ja K-teräsijassa (4 mm [0,157 tuumaa])
Mittaus koneen sisällä olevalla anturilla
Y-akselin katkaisu pitkäsorvausautomaatissa
Työkalussa on myös mittataso, jos tankoa on hankala käsitellä teräsärmällä. Tason sijainti:
5 ±0,05 mm (0,197 ±0,002 tuumaa) teräsärmän yläpuolella E- ja F-teräsijassa (3 mm [0,118 tuumaa])
