Frezare de finisare a suprafețelor bi-metalice

Proprietățile de prelucrare diferite, aproape contrare, ale alumi -niului și fontei le dau adesea bătăi de cap tehnologilor, în special atunci când trebuie atinse toleranțe strânse de finisare a suprafeței și de planeitate în producția de masă, de exemplu pentru frezarea de finisare a suprafețelor superioare a blocurilor motor. WORLDIA a dezvoltat o soluție de combinare a plăcuțelor PCD și PCBN într-o singură freză standard care a demonstrat în practică rezultate stabile în ceea ce privește durata de viață a sculei, reducând timpul de ciclu la 1/3 – 1/4.
Blocurile motor din aluminiu cu cămășile cilindrilor din fontă sunt de ultimă generație pentru a reduce greutatea și a îmbunătăți dispersia căldurii. Cu toate acestea, aluminiul și fonta sunt două materiale cu proprietăți fizice și mecanice foarte diferite, iar prelucrabilitatea lor este complet diferită. În același timp, suprafața superioară a blocului cilin-drilor ca suprafață de etanșare are cerințe stricte privind rugozitatea suprafeței (Ra 1,25 -2), ondulația (Wt max 10) și planeitatea generală (50 µm), ceea ce face dificilă finisarea suprafețelor bi-metalice.
În această operațiune de frezare, pe măsură ce freza se rotește, tăișurile plăcuțelor intră și ies continuu din piesa de prelucrat, cu schimbarea sarcinii de așchiere. Astfel, forțele de tăiere se schimbă în permanență, ceea ce face ca acest proces să fie întrerupt în mod intens. Împreună cu pereții subțiri ai blocului motor, blocul tinde să vibreze, provocând urme de tăiere pe fața punții din aluminiu. Cămășile din fontă sunt predispuse să prezinte bavuri sau rupturi. Așchiile de fontă tind să adere la marginile de tăiere, ceea ce duce la zgârieturi pe suprafața de aluminiu. Prin selectarea adecvată a materialului de tăiere și proiectarea muchiei de tăiere în legătură cu alimentarea eficientă cu lichid de răcire, aceste efecte nedorite pot fi reduse la minimum și, astfel, durata de viață a sculei poate fi îmbunătățită semnificativ cu până la 40% față de sculele anterioare.
Diamantul policristalin (PCD) are o structură de particule de diamant cu granulație fină, cu orientări diferite. Deși conține un liant, duritatea și rezistența la uzură sunt în continuare mult mai mari decât cele ale carburii (până la 8000 HV, de 8 până la 12 ori față de carbură). Poate fi prelucrat până la obținerea unei muchii ascuțite și are o bună rezistență la aderență superficială, fiind potrivit pentru prelucrarea metalelor neferoase și nemetalice, dar reacționează cu materialele pe bază de fier la aer și la temperaturi ridicate. PCBN (nitrură cubică de bor policristalină) ca material sintetizat artificial are caracteristici struc-turale și performanțe similare cu PCD. De asemenea, are propriile sale caracteristici unice, cum ar fi faptul că este mai rezistent la reacția chimică cu materialele pe bază de fier. Împreună cu o duritate excelentă, acest lucru îl face mai potrivit pentru prelucrarea oțelului călit și a fontei. Pentru a combina eficient caracteristicile celor două materiale, WORLDIA utilizează o combinație de plăcuțe PCD și plăcuțe PCBN pentru prelucrarea suprafețelor bi-metalice, după cum se arată în figura 2.

Centrul orizontal de prelucrare pentru prelucrarea blocului motor, finalizează prelucrarea în mai multe etape într-o singură prindere pentru a asigura mai bine toleranțele geometrice și dimensionale. Într-o primă operațiune, cămășile din fontă sunt semifinisate cu o freză indexabilă cu plăcuțe din carbură, astfel încât să rămână doar 0,02 -0,05 mm toleranță de prelucrare pentru freza de finisare. Adâncimea de tăiere în aluminiu pentru freza de finisare este de 0,5 mm. După ce suprafața este semifinită, după cum se arată în figura 3, suprafața este finisată la dimensiunea dorită cu corpul de frezat plan WORLDIA BE. Echipat cu plăcuțe de frezare universale PCD combinate cu plăcuțe PCBN geometrie wiper, acoperite cu un strat subțire de TiN pentru a îmbunătăți rezistența la uzură.
Freza de finisare din figura 2 este freza indexabilă standard cu pas fin din seria WORLDIA BE (aici: dia. 250 mm FMP250SC60-BE12-36), cu capacitate de reglare fină a tuturor plăcuțelor în direcția axială. Astfel, toate plăcuțele de același tip pot fi ajustate cu ușurință la o deplasare axială mai mică de 2 μm. Cele 12 plăcuțe PCBN cu geometrie wiper se află cu 0,035 – 0,040 mm mai sus decât cele 24 de plăcuțe PCD, asigurându-se că PCD taie doar aluminiu, dar nu și fontă. Cu soluția WORLDIA, freza poate fi de 3-4 ori mai rapidă decât frezele concurente la o durată de viață a sculei egală sau mai bună. Date de așchiere: Vc: 1570 m/min, Vf: 4000 mm/min, fz: 0,06 mm. Esențial pentru succesul acestei operațiuni este cantitatea suficientă de lichid de răcire (filtrat, 30 – 50 l/ min, 10-15 bar) prin axul principal, direcționat către muchia de tăiere pentru a evita aderența așchiilor.
Suprafața prelucrată este prezentată în figura 4. Structura suprafeței blocului bi-metalic îndeplinește toate cerințele, la marginea cămășilor din fontă nu pot fi observate rupturi sau bavuri. După cum se arată în figura 5, rugozitatea Ra este mai mică de 0,65 μm, ondulația mai mică de 1,5 μm, iar planeitatea generală mai mică de 17 µm.