Obróbka skrawaniem wstępnie hartowanej stali formowej: frezowanie bloków z rodziny P20 o twardości 30–36 HRC

Założenie przebiegu pracy

Stale wstępnie hartowane — 1.2311, 1.2312, 1.2738 i ich krewniacy z grupy P20 — są dostarczane o twardości mniej więcej 290–340 HB (około 30–36 HRC) właśnie po to, aby wytwórca form mógł obrobić wnękę i oddać narzędzie do użytku bez dalszej obróbki cieplnej i bez odkształceń hartowniczych do korygowania. Ceną tej wygody jest to, że każda operacja odbywa się w stali o umiarkowanej twardości, a strategie różnią się od obróbki stali miękkiej.

Strategia frezowania

• Oprzyrządowanie: punktem odniesienia jest drobnoziarnisty węglik powlekany — powłoki typu TiAlN/AlTiN tolerują ciepło frezowania na twardo; w pracy nad wnękami dominują frezy kuliste i frezy z promieniem narożnym (typu bull-nose), o najkrótszych długościach, na jakie pozwala geometria.
• Podejście obróbki z dużymi prędkościami (HSM): stosunkowo małe zagłębienia promieniowe i płytkie kroki osiowe przy wysokiej prędkości obrotowej wrzeciona i posuwie utrzymują stałą grubość wióra i niskie siły skrawania, co chroni zarówno trwałość narzędzia, jak i wykończenie powierzchni. Duże szerokości przejścia przy zagłębionym narzędziu szybko przegrzewają krawędzie w tym zakresie twardości.
• Ścieżki obróbki trochoidalnej/adaptacyjnej zgrubnej utrzymują stałe zagłębienie narzędzia w kieszeniach i rowkach — skoki zagłębienia przy konwencjonalnej obróbce zgrubnej offsetowej są zwykłą przyczyną nagłej awarii frezu palcowego we wstępnie hartowanym materiale.
• Preferowane jest frezowanie współbieżne: kieruje ciepło do wióra i unika pocierającego wejścia frezowania przeciwbieżnego, które umacnia przez zgniot i tępi krawędzie.

Obróbka półwykańczająca i wykańczająca

Ponieważ nie ma etapu szlifowania po hartowaniu, który uratowałby wnękę, samo frezowanie musi zapewnić niemal końcową dokładność i wykończenie. Przejścia obróbki resztkowej czyszczą materiał, do którego narzędzie zgrubne nie mogło dotrzeć; przebiegi wykańczające o małych szerokościach przejścia (ułamki milimetra na powierzchniach kształtowych) pozostawiają powierzchnię wymagającą jedynie docierania kamieniami i polerowania. Po każdym etapie należy pozostawiać równomierny naddatek — nierównomierny naddatek ujawnia się później jako ślady drgań i różnice w polerowaniu.

Gdzie przejmuje EDM

Niektóre cechy wnęk po prostu nie mogą zostać wyfrezowane w stali hartowanej:

• Głębokie, wąskie żebra i rowki, ostre narożniki wewnętrzne (frezowane naroże nie może być ostrzejsze niż promień narzędzia) oraz precyzyjne grawerowanie trafiają do wgłębnej EDM.
• Drutowa EDM obsługuje profile przelotowe, otwory na wypychacze i kołki prowadzące w gotowych płytach oraz rozdzielanie wkładek.

EDM na stali wstępnie hartowanej nie wymaga zmiękczania ani ponownego hartowania, co jest dokładnie powodem, dla którego koncepcja wstępnego hartowania tak dobrze z nią współgra — ale należy uwzględnić w budżecie usunięcie lub rozliczenie cienkiej warstwy przetopionej na powierzchniach polerowanych lub silnie obciążonych zmęczeniowo.

Uwagi praktyczne

• Należy minimalizować liczbę ustawień i ponownych mocowań: stan dostawy wolny od odkształceń niewiele jest wart, jeśli blok zostanie sprężynowo odkształcony w imadle. Duże płyty należy podpierać na całej powierzchni; powierzchnie obciążone naprężeniami należy obrabiać symetrycznie, ponieważ nierównomierne usuwanie materiału z walcowanej płyty może uwolnić naprężenia szczątkowe i lekko wygiąć blok nawet bez obróbki cieplnej.
• Stal 1.2312 (wariant automatowy zawierający siarkę) obrabia się zauważalnie szybciej i idealnie nadaje się na bloki oprawek i części niepolerowane; należy trzymać ją z dala od wnęk polerowanych na lustro, w których jej wtrącenia ograniczają osiągalne wykończenie.