Nagy sebességű marás (HSC)

Átírás

1 Nagy sebességű marás (HSC) A nagy sebességű marás HSC = High Speed Cutting Nagy sebességű marás alatt a lehetőség szerint nagy forgácsolási sebességet értjük felületek megmunkálása során. Ezért a megmunkálási sebességet felület per időegység formátumban, mm 2 /perc-ben adjuk meg. A nagy teljesítményű marással ellentétben, ahol a lehető legnagyobb vertikális és oldalsó fogásvételekre törekszünk, hogy a lehető legnagyobb anyagleválasztást érjük el, a nagy sebességű marásnál függőleges irányban kisebb fogásmélységekkel dolgozunk. A nagy teljesítményű szerszámoknak és nagy forgácsolási sebességeknek kombinálva a nagyon nagy előtolásokkal köszönhetően olyan leválasztási teljesítmény érhető el, amely többszöröse lehet a konvencionális marás leválasztási teljesítményének. Jellemző alkalmazási területek a szabad formafelületek (3Dfelületek), pl. PET palackok alumínium formái, vagy mikromegmunkálások kis szerszámokkal az óra- és ékszeripar területén.

2 Nagy sebességű marás, folyamatláncolat Csak az összes folyamat-faktor optimális összehangolása vezet nagy megmunkálási sebességekhez és jó eredményekhez az alkatrészen. Nagy teljesítményű szerszámok Nagy tel- jesítményű orsók Nagyon dina- mikus tengelyhajtások CNCvezérlés Alkalmas marási stratégiák Szerszámgép befolyása HSC FOLYAMAT

3 Nagy sebességű marás, szerszámok Tóruszmaró Nagy teljesítményű szerszám az előmegmunkáláshoz a legnagyobb forgácsolási teljesítménnyel, 4-, 6- vagy 8 éllel. Ésszerű kiegészítés a Time-S-Cut családhoz. Gömbmaró Nagy teljesítményű szerszám a készre munkáláshoz. Legnagyobb előtolási sebességgel, 4-, 6- vagy 8 éllel. Figyelem: csak felületre merőleges helyzetben használható ki az összes vágóél. A HSC-szerszámok fontosabb jellemzői Nagy teljesítményű keményfém Kopásállóság Felületbevonatolás a nagy vágási sebességhez Nagyfokú stabilitás Nagyon jó futáspontosság Homlokgeometria: 2 köszörült vágóél, középpontra kifuttatva

4 Nagy sebességű marás, szerszámok Innovatív marószerszámok a mikro-forgácsoláshoz

5 Fontosabb mértékegységek és jelölések Feltételek vágás közben Vf Vc Forgácsolási sebesség [m/perc] n Fordulatszám [ford./perc] Vf Előtolási sebesség [mm/perc] fz Fogankénti előtolás [mm] z Fogak száma [#] n = Vc 1000 : (d 1 π) Vf = n z fz

6 Fontosabb mértékegységek és jelölések Munkadarab ap Maró szerszám ae ap Fogásmélység [mm] ae Fogásszélesség [mm] Q Forgácsolt térfogat [cm 3 /perc] Q = ap ae Vf : 1000

7 Hűtő-kenő anyagok HSC megmunkáláshoz Hűtő-kenő anyag (KSM) Víz, 3 10 % olaj adalékkal Nem hatásos HSC megmunkálásnál, mert a nagy szerszám fordulatszám (forgácsolási sebesség) miatt a hűtő-kenő folyadék nem is éri el a vágóélt. Ezen kívül a víztartalmú hűtőközeg sokkszerűen hűti le a szerszámot, ami mikrorepedéseket okoz, és ezzel tönkre teszi a szerszámbevonatot. Ezért szinte kizárólag a minimál mennyiségű kenést vagy csak levegőhűtést alkalmaznak gyakorlatilag az összes megmunkálandó anyaghoz. Minimál mennyiségű kenés (MMS) (Levegő/olajköd kenés) Levegő, minimális mennyiségű szintetikus vagy biológiailag lebomló olajjal Sűrített levegő

8 Nagy fordulatszámú főorsó ford./perc, HSK-E P(W) = n( min ) M 1

9 Motororsó metszeti ábrája 1 Elülső csapágyazás (fix) 2 Hátsó csapágyazás (úszó) 3 Motor 4 Labirintus-tömítés Analóg érzékelő (jelen van-e a szerszám?) 6 Hőmérséklet érzékelő 7 Gyorsulás érzékelő APS-hez (opció) 8 Szerszámbefogó rendszer HSK-interfészhez

10 Mikron Advanced Process System (APS) Az APS előnyei Vibrációk feljegyzése a megmunkálási folyamat közben Excesszív vibrációk elkerülése aktív beavatkozás által Megnövelt szerszámélettartam Megnövelt főorsó élettartam Jobb felületminőség és alkatrész pontosság Gyorsulásérzékelő

11 Merev és precíz szerszám-interfész Nagy teljesítményű interfész HSK Meredek kúp (ISO, BT, CAT) Relatív kis merevség Rossz axiális precizitás Fordulatszám korlátozott Üreges kúp (HSK) Kitűnő statikus és dinamikus merevség Kitűnő axiális és radiális precizitás Nagy fordulatszámok lehetségesek

12 A HSK-rendszerű befogás elve

13 Egy nagy sebességű megmunkáló központ konfigurációja Előtolás [m/perc] 80 Tengelyek gyorsulása [m/s 2 ] 14.5 CNC Cyclone X/Y/Z [mm] 400/450/350 Főorsó [min -1 ] 30k/42k/60k Szerszámváltó(HSK 40E) 18/36/54 Szerszámváltó (HSK 32E) 20/40 Munkadarab tömeg [kg] 200 Palettaváltó kapacitása (pl. System 3R) Dynafix 7 Magnum 20 Macro 48 Szerszámgép méretei (Mé Szé Ma) [m] 2.4x3.2x2.7 Szerszámgép tömege [t] 6.5

14 State of the Art CNC vezérlés Kis CAM tűrések => Hosszú maróprogramok, akár 50 MB vagy nagyobb itnc 530 Nagyon kis távolság a pontok között lehetséges Heidenhain itnc 530 WOP workshop optimized programming vagy párhuzamos programozás Az alap egy nagyon gyors PC-processzor 15 színes síkképernyő Ethernet vagy USB interfészek Mondat-feldolgozás < 0.5 ms == mondat másodpercenként Automatikus szerszámhossz kompenzáció Koordináta rendszer elforgatása Változtatható look ahead (mondatelőfeldolgozás) Spline-interpoláció Nagyméretű merevlemez: > 25 GigaByte

15 Programozás A TNC vezérlés a gépkezelő számára különböző lehetőségeket kínál a programozásban. Közvetlenül a szerszámgépen lehetséges a programozás vagy ISO-kódban vagy Heidenhain-utasításokkal (WOP = workshop optimized programming). Napjainkban szinte kizárólag CAD/CAM rendszerek segítségével programoznak. Egy virtuális 3D modell alapján (lentebb kék ill. piros színű modellek) határozzák meg a marási és megmunkálási stratégiát, és ennek alapján a rendszer kiszámítja a szerszámpályákat. Ezeket az adatokat aztán egy posztprocesszor segítségével a gépvezérlés számára értelmezhető NC-programmá, pl. Heidenhain ciklusokká vagy ISO kódokká alakítják át. Az, hogy a programozás CAD/CAM rendszerrel vagy közvetlen adatbevitellel a gép vezérlésén történik, különböző tényezőktől függ: pl. időráfordítás, munkadarab (megmunkálás) összetettsége.

16 És a gyakorlat