A nagysebességű marás technológiai alapjai és szerszámai

Átírás

1 A nagysebességű marás technológiai alapjai és szerszámai

2 HSC (HSM) HSC = High Speed Cutting Feltételei: - Szerszámgép - Szerszámbefogó - Szerszám - CNC program - Technológia - SZAKEMBER

3 Szerszámgép Hajtás: nagy előtolások rövid gyorsulási idők Koncepció: a mozgó tömegek csökkentése rezgéselnyeletés megfelelő merevség

4 Gyorsulás-összehasonlítás Előtolás ( m/min ) HSC gép Hagyományos gép gyorsfejjel Marási hossz (mm)

5 Főorsó magas fordulatszám széles fordulatszám-tartomány kielégítő nyomaték speciális csapágyazás precíz szerszám befogás (HSK)

6 Szerszámbefogó HSC megmunkáláshoz Zsugorbefogó

7 Hagyományos megmunkálás Szerszám Surlódási zóna a forgácson Nyírási szög Surlódási zóna a hátoldalon Alakváltozás és nyírás Munkadarab

8 HSC megmunkálás Szerszám Munkadarab Nyírási szög HSC megmunkálásnál

9 Hőáramlás irányai HSC megmunkálásnál Kisméretű forgácsok Nagy hőmennyiség távozik el hűtőanyag szerszám nagy vágósebesség Nyírási szög hőáramlás

10 Megmunkálási tartományok Szálerősítéses műanyagok Alumínium Bronz, Sárgaréz Öntvény Acél Titán - Ötvözet Hagyományos forgácsolás Átmeneti terület HSC - Forgácsolás Nickelbázisú - Ötvözet Vc m/min

11 HSC (High Speed Cutting) megmunkálás Fő célok HSC Jobb felületi minőség Időmegtakarítás Költségcsökkentés Termelékenységnövekedés Polírozás Elektróda marás

12 A vágósebesség kihatásai Szerszám éltartam Marási erőhatás Marási térfogat Felületi minőség vágósebesség

13 A HSC-megmunkálás során fellépő hatások Vágósebesség Erhöhung növelése der Schnittgeschwindigkeit A forgácsleválasztási zóna hőmérsékletének Erhöhung der növelése Schneidzonentemperatur Megváltozik a forgácsleválasztás Veränderung der Spanbildung és a forgácseltávolítás und des Spanablaufs mechanizmusa Bearbeitung Werkzeug Werkstück Megmunkálás Abnahme der Schnittkräfte Wärmeabfuhr -forgácsolási über erő csökkenése die Späne -hőelvezetés Erhöhung a des forgácson Zeitspanungsvolumens keresztül -a leválasztott Reduktion der térfogat megnövekedése Hauptzeit -forgácsolási főidő csökkenése Szerszám Hohe thermische -megnövekedett Belastung hőterhelés Hoher Verschleiss -nagyobb szerszámkopás Munkadarab Geringe Erwärmung des Werkstücks -a mdb. Erhöhte melegedése Massgenauigkeit csökken -megnövekedett méretpontosság Verbesserte Oberflächengüte -látványosan javult felületminőség

14 A HSC szerszám követelményei Alapanyag - Nagy keménység, merevség Geometria Forgásszimmetria Minimális kiegyensúlyozatlanság Minimális köralakhiba Optimalizált élgeometria Elegendően nagy forgácsnútok Sarkos szerszám kerülendő Bevonat Nagy hőállóság Nagy adhéziós erő

15 Megm. anyagok szerszám homlokszögek γ 20 Alu / Cu Grafit Inox 10 0 HRc <48 HRc HRc HRc 50-68

16 Technológiai irányelvek: Általános HSC kritériumok: 1. Egyenirányú marás (rádolgozás) 2. Kerülendő az anyagban történő 90 -os fogásvétel 3. Kerülendő a nútmegmunkálás forgácskeresztmetszet optimalizálás 4. Szerszámrádiusz < sarokrádiusz

17 HSC technológiai irányelvek : Fordulatszám meghatározása: vc=d*π*n / 1000 n=(1000*vc) / (D*Π) Előtoló sebesség meghatározása: vf=n*z*fz Acél (lágy) Acél (edzett) Cu (elektróda) Alumínium vc = m/min ap = 0,2-0,3 mm fz ~ D/100 ae = D*0,4 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: ) vc = m/min vc = m/min ap = 0,02-0,15 mm fz ~ D/100 ae = D*0,3 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: ) vc = m/min vc = m/min vf ~ D*1000 vc = m/min vf ~ D*1000 ap = 0,05-1,0 mm ae = D*0,4 (max) ap = 0,1-3,0 mm ae = D*0,4 (max)

18 Effektív szerszámátmérő meghatározása D D eff Gömbfejmaró D eff ap D ap Deff ap Deff ap Deff ap Deff 4 0,1 1 0,3 2 0, ,2 2 0,5 3 1, ,2 2 0,4 3 0,8 4 1, ,3 3 0,5 4 0,9 5 1, ,7 5 1,0 6 1,4 7 2, ,8 6 1,1 7 1,5 8 2, ,8 7 1,1 8 1,4 9 1,8 10 D eff = 2 ap (D - ap) [mm]

19 HSC HSC szerszámok alkalmazási területei Cu / Alu Acél Grafit

20 Alu-, rézmegmunkáló HSC szerszámok Alucut Aluspeed Sphericut-Alu

21 Acélmegmunkáló HSC szerszámok Steelspeed,Multispeed Sphericut

22 Acélmegmunkáló HXC szerszámok

23 Hagyományos gömbfejmaró geometria nézet Ansicht S a S b A A α Zentrum, 1 A-A Schnitt metszet A-A (vergrössert) γ Zentrum, 1 (nagyítás)

24 A Sphericut gömbfejmaró geometriája Ansicht nézet Keresztél Querschneide S a S b S c δ

25

26 A Sphericut gömbfejmaró toleranciája Névleges R Zu Programozandó programmierender Werkzeugradius= "Mitte szerszámrádiusz des Toleranzfeldes" = a tűrésmező közepe CNC Rádiusz R Rádiusz d1 r tűrés f8 Minimum Maximum ,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0-0,006-0,010-0,013-0,020-0,028-0,035 0,980 1,480 1,980 2,480 2,980 3,972 4,972 5,972 7,965 9,965 0,994 1,494 1,994 2,494 2,994 3,990 4,990 5,990 7,987 9,987 R 0,987 1,487 1,987 2,487 2,987 3,981 4,981 5,981 7,976 9,976 Tűrésmező közepére programozott szerszámrádiusz esetén ISO tűrésmező f8 Maximális alakeltérés csak kb mm

27 Effektív szerszámátmérő meghatározása D D eff Gömbfejmaró D eff ap D ap Deff ap Deff ap Deff ap Deff 4 0,1 1 0,3 2 0, ,2 2 0,5 3 1, ,2 2 0,4 3 0,8 4 1, ,3 3 0,5 4 0,9 5 1, ,7 5 1,0 6 1,4 7 2, ,8 6 1,1 7 1,5 8 2, ,8 7 1,1 8 1,4 9 1,8 10 D eff = 2 ap (D - ap) [mm]

28 Felületi minőség Ra (mikron) 1,0 0,8 STANDARD 0,6 0,4 SPHERICUT 0, Megmunkálás ideje (perc)

29 No. U5295 Újdonság: Sphericut 220

30 A grafitmegmunkálás HSC szerszámai

31 Technológiai irányelvek: Általános HSC kritériumok: 1. Egyenirányú marás (rádolgozás) 2. Kerülendő az anyagban történő 90 -os fogásvétel 3. Kerülendő a nútmegmunkálás forgácskeresztmetszet optimalizálás 4. Szerszámrádiusz < sarokrádiusz

32 HSC technológiai irányelvek : Fordulatszám meghatározása: vc=d*π*n / 1000 n=(1000*vc) / (D*Π) Előtoló sebesség meghatározása: vf=n*z*fz Acél (lágy) Acél (edzett) Cu (elektróda) Alumínium vc = m/min ap = 0,2-0,3 mm fz ~ D/100 ae = D*0,4 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: ) vc = m/min vc = m/min ap = 0,02-0,15 mm fz ~ D/100 ae = D*0,3 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: ) vc = m/min vc = m/min vf ~ D*1000 vc = m/min vf ~ D*1000 ap = 0,05-1,0 mm ae = D*0,4 (max) ap = 0,1-3,0 mm ae = D*0,4 (max)

33 Alkalmazási terület Steelspeed

34 Simítás - HSC Peremfeltételek: Anyag: edzett szerszámacél HRc Átlagos szerszámátmérő: D=4-10 mm Bevonatos HM szerszám TiAlN (Unicut 4x)

35 Simítás HSC

36 A HSC simítás technológiai paraméterei Vágósebesség Fogankénti Forgácsolási Fogásszélesség Fogásmélység előtolás ae ap teljesítmény: = fordulatszám előtoló 0,05-0,1 sebesség 0,2 mm Q Vc fz = = 0,14 0, ,5 0, cm m/min 3 Vc [m/min] fz [mm] ap [mm] ae [mm] Q [cm 3 /min] ,05 0,12 0,05 0,1 0,05 0,2 0,14 2,5

37 HSC simítás edzett állapotban Példa: Szerszám: U D12 HM MG+ Választott paraméterek: Ajánl. vágósebesség: vc= 300 m/perc Fogankénti előtolás: fz= 0,09 mm Szerszámgép korlát: Fordulatszám: n= /perc Előtolás: vf= 5594 mm/perc Melegalakító szerszámacél állapot: EDZETT keménység: HRc Fordulatszám: n= /perc Előtolás: vf= 5594 mm/perc nmax= /perc Fordulatszám: n= /perc Előtolás: vf= 3240 mm/perc ap = 0,2 mm ae = 0,09 mm

38 Nagyolás HX Simítás HSC HXC technológia

39 HXC D vc z fz ap ae n vf Q mm mm/min mm mm mm 1/min mm/min mm3/min , ,07 1 2, , , HSC λ=30 o γ=5 o ~ 3x U5253 U5254 U5256 λ= 55 o γ= -10 o

40 Elősimítás HXC Peremfeltételek: Anyag: edzett szerszámacél HRc Átlagos szerszámátmérő: D=6-12 mm Bevonatos HM szerszám TiAlN (Unicut 4x)

41 Acélmegmunkáló HXC szerszámok

42 Elősimítás HXC X Vágósebesség Fogankénti Forgácsolási Fogásszélesség Fogásmélység előtolás ae=d*(0,1-0,5) teljesítmény: fordulatszám előtoló ap=1 mm sebesség Vc fz Q = = 0, ,1 cmm/min 3 X Vc [m/min] fz [mm] ap [mm] ae [mm] Q [cm 3 /min] ,05 0,1 1 D*(0,1 0,5) 1-12

43 Utónagyolás lágy állapotban HXC Peremfeltételek: Anyag: lágy szerszámacél N/mm 2 Átlagos szerszámátmérő: D=6-12 mm Bevonatos HM szerszám TiAlN (Unicut 4x)

44 HXC utónagyolás forgácsolási paraméterei X Vágósebesség Fogankénti Forgácsolási Fogásszélesség Fogásmélység előtolás ae=d*(0,1-0,5) teljesítmény: fordulatszám előtoló ap=1 mm sebesség Vc fz Q = = 0, ,1 cmm/min 3 X Vc [m/min] fz [mm] ap [mm] ae [mm] Q [cm 3 /min] ,05 0,1 1 D*(0,1 0,5) 2-24

45 Összefoglalás 2-24 D*(0,5-1) 1 0,05-0, HXC lágy 1-12 D*(0,5-1) 1 0,05-0, HXC edzett 0,14-2, Q [cm3/min] 0,05-0,2 D*(0,5-1) D*(0,5-1) D*(0,5-1) ae [mm] 0,05-0,1 D*(0,5-1) D*(0,5-1) D*(1-1,5) ap [mm] 0,05-0,12 0,04-0,1 0,05-0,1 0,04-0,1 fz [mm] Vc [m/min] HSC edzett HX edzett HX lágy HSS lágy Nagyolás Ut Utónagyol nagyolás Simítás El Elősim simítás

46 Így készítsünk süllyesztéket 1 óra alatt...