Terkkojen CNC-koneistus teräksisistä osista: Työkalujen kulumisen ja rikkoutumisen vähentäminen

Miksi työkalujen kulumista ja rikkoutumista esiintyy CNC-koneistettaessa teräksisiä osia

Kuusikuukuisen parannusohjelman aikana raskasmateriaalilaitteita valmistavassa toimittajassa, joka koneistaa 4140-teräksestä valmistettuja koteloita:

• Työkalupiikkien kulutus väheni 38%

• Työkalun rikkoutumisvaroitukset vähenivät 44%

• Kierrosaika parani 9%

Optimoinnin ennen esiintyneet juurisyynä olleet tekijät olivat:

• Liiallinen lämpö leikkausreunalla

• Väärä pinnoite seosteräksille

• Katkaisut muovattujen raakapalojen aiheuttamia katkoksia

• Pitkä työkalun ulkoneva osa

• Epäjohdonmukainen raaka-aineen kovuus

---

Yleisimmät työkalujen kulumismallit teräksen koneistuksessa

Kulumistyypin tunnistaminen on nopein tapa valita oikea korjaustoimenpide:

---

Työkalukulumisen vähentäminen CNC-koneistettaessa teräsosia

---

Sovita leikkuunopeus teräslajille

Eri teräkset vaativat eri pinnanopeuksia:

Tuotantotason tulos:
Vc:n alentaminen 195 → 165 m/min 4140-teräksellä lisäsi kärkien kestoa 35%.

---

Valitse oikea pinnoite ja kantamateriaali

• AlTiN / TiAlN → Korkea lämpötila, kuiva/MQL

• TiCN-monikerroksinen → katkoviivaiset leikkaukset

• Kovaa mikrojyväistä kovametallia → värinän alttiit asennukset

Vältä alumiinipohjaisia DLC-työkaluja – ne kuluva nopeasti teräksessä.

---

Paranna lastunpoiston teho

Heikko lastunhallinta kiihdyttää kulumista.

Todistetut ratkaisut:

• Korkeapaineinen jäähdytyneste (50–80 bar)

• Lastunmurtogeometriat

• Kasvata syöttöä 6–10 % paksentamaan lastuja

• Työkalun läpi kulkevan jäähdytysnesteen poranterät/päätyhakkaajat

---

Miten estää työkalun murtuminen teräksen CNC-koneistuksessa

Murtuminen johtuu yleensä ylikuormituksesta tai värähtelystä , ei hitaasta kulumisesta.

---

Lyhennä ja vahvista työkalukokoonpanoja

• Pidä työkalun ulkoneva osa alle nelinkertaisena työkalun halkaisijasta

• Käytä hydraulisia tai kutistuspidikkeitä

• Vaihda vaimennettuihin porauspuikiin syvien sisähalkaisijoiden koneistukseen

Mitattu parannus: runout laski 6 µm → 2 µm.

---

Vähennä säteittäistä syöttösyvyyttä

Tehokas jyrsintä vakauttaa kuormia:

• 10–20 %:n syöttöaskel

• Syvät aksiaaliset leikkaukset

• Trokooidiset työpolut

Tämä vähensi leikkausvoimahuippuja 40%muovattuissa valukappaleissa.

---

Seuraa kuormaa ja aseta hälytykset

Käytä kärkikuorma- tai värinäsensoreita:

• Pysäytä koneet ennen rikkoutumista

• Käynnistä siirtopäivitykset

• Tunnista epävakaita nopeusalueita

Yksi tehdas vähensi katastrofaalisia vikoja 52%kun kuormaan perustuvat hälytykset otettiin käyttöön.

---

Jäähdytysstrategia pitkäkestoisempaa työkalun käyttöikää varten

---

Vaiheittainen toimintasuunnitelma työkalukustannusten vähentämiseksi

Tuotannon aloittamisen ennen:

• ✅ Tarkista teräslaatu ja kovuus

• ✅ Valitse pinnoite ja alusta

• ✅ Suunnittele HEM-karkeakäsittelemisen kulku

• ✅ Suunnittele jäykkä kiinnitysvarustus

Kokeiluvaiheessa:

• ✅ Kirjaa työkalun käyttöikä kunkin leikkausreunan osalta

• ✅ Mittaa värähtelyä ja kuormaa

• ✅ Säädä työnopeuksia systemaattisesti

Tuotannossa:

• ✅ Vaihda työkalut ennakoivasti

• ✅ Käytä vaihtoehtoisia työkaluja

• ✅ Seuraa työkalukustannusta kohdeosaa kohden

---

UKK: Työkalukuluminen CNC-koneistettaessa teräsosia

Kuinka usein työkalut tulisi vaihtaa?

Keskipitkähiiliset teräkset: työkalun reunaa kohden 250–500 kappaletta on tyypillistä, kun prosessiparametrit on optimoitu.

---

Johtaaako hidastaminen aina työkalun käyttöiän pidentymiseen?

Ei välttämättä – kitka aiheuttaa lämpöä. Tärkeämpää kuin alhainen kierrosluku on oikea puristusleveys.

---

Voiko kovemman teräksen käyttö vähentää murtumia?

Joskus kyllä – esikovennettu materiaali leikkaa tasaisemmin kuin pehmeä materiaali, joka kovettuu työstön aikana.