A nagysebességű marás technológiai alapjai és szerszámai
HSC (HSM) HSC = High Speed Cutting Feltételei: - Szerszámgép - Szerszámbefogó - Szerszám - CNC program - Technológia - SZAKEMBER
Szerszámgép Hajtás: nagy előtolások rövid gyorsulási idők Koncepció: a mozgó tömegek csökkentése rezgéselnyeletés megfelelő merevség
Gyorsulás-összehasonlítás Előtolás ( m/min ) 8 6 4 2 HSC gép Hagyományos gép gyorsfejjel 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Marási hossz (mm)
Főorsó magas fordulatszám széles fordulatszám-tartomány kielégítő nyomaték speciális csapágyazás precíz szerszám befogás (HSK)
Szerszámbefogó HSC megmunkáláshoz Zsugorbefogó
Hagyományos megmunkálás Szerszám Surlódási zóna a forgácson Nyírási szög Surlódási zóna a hátoldalon Alakváltozás és nyírás Munkadarab
HSC megmunkálás Szerszám Munkadarab Nyírási szög HSC megmunkálásnál
Hőáramlás irányai HSC megmunkálásnál Kisméretű forgácsok Nagy hőmennyiség távozik el hűtőanyag szerszám nagy vágósebesség Nyírási szög hőáramlás
Megmunkálási tartományok Szálerősítéses műanyagok Alumínium Bronz, Sárgaréz Öntvény Acél Titán - Ötvözet Hagyományos forgácsolás Átmeneti terület HSC - Forgácsolás Nickelbázisú - Ötvözet Vc 10 100 1000 10000 m/min
HSC (High Speed Cutting) megmunkálás Fő célok HSC Jobb felületi minőség Időmegtakarítás Költségcsökkentés Termelékenységnövekedés Polírozás Elektróda marás
A vágósebesség kihatásai Szerszám éltartam Marási erőhatás Marási térfogat Felületi minőség vágósebesség
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
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
Megm. anyagok szerszám homlokszögek γ 20 Alu / Cu Grafit Inox 10 0 HRc <48 HRc 48-54 HRc 55-62 -10 HRc 50-68
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
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 = 250-400 m/min ap = 0,2-0,3 mm fz ~ D/100 ae = D*0,4 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: 1.2083) vc = 100-150 m/min vc = 120-150 m/min ap = 0,02-0,15 mm fz ~ D/100 ae = D*0,3 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: 1.2083) vc = 80-100 m/min vc = 500-700 m/min vf ~ D*1000 vc = 700-1000 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)
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 0,7 3 5 0,2 2 0,5 3 1,0 4 6 0,2 2 0,4 3 0,8 4 1,3 5 8 0,3 3 0,5 4 0,9 5 1,4 6 10 0,7 5 1,0 6 1,4 7 2,0 8 12 0,8 6 1,1 7 1,5 8 2,0 9 16 0,8 7 1,1 8 1,4 9 1,8 10 D eff = 2 ap (D - ap) [mm]
HSC HSC szerszámok alkalmazási területei Cu / Alu Acél Grafit
Alu-, rézmegmunkáló HSC szerszámok Alucut Aluspeed Sphericut-Alu
Acélmegmunkáló HSC szerszámok Steelspeed,Multispeed Sphericut
Acélmegmunkáló HXC szerszámok
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)
A Sphericut gömbfejmaró geometriája Ansicht nézet Keresztél Querschneide S a S b S c δ
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 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 1,0 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. 0.01 mm
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 0,7 3 5 0,2 2 0,5 3 1,0 4 6 0,2 2 0,4 3 0,8 4 1,3 5 8 0,3 3 0,5 4 0,9 5 1,4 6 10 0,7 5 1,0 6 1,4 7 2,0 8 12 0,8 6 1,1 7 1,5 8 2,0 9 16 0,8 7 1,1 8 1,4 9 1,8 10 D eff = 2 ap (D - ap) [mm]
Felületi minőség Ra (mikron) 1,0 0,8 STANDARD 0,6 0,4 SPHERICUT 0,2 100 200 300 400 500 Megmunkálás ideje (perc)
No. U5295 Újdonság: Sphericut 220
A grafitmegmunkálás HSC szerszámai
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
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 = 250-400 m/min ap = 0,2-0,3 mm fz ~ D/100 ae = D*0,4 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: 1.2083) vc = 100-150 m/min vc = 120-150 m/min ap = 0,02-0,15 mm fz ~ D/100 ae = D*0,3 (max) Megjegyzés: magas Cr%-ú anyagoknál (pl: 1.2083) vc = 80-100 m/min vc = 500-700 m/min vf ~ D*1000 vc = 700-1000 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)
Alkalmazási terület Steelspeed
Simítás - HSC Peremfeltételek: Anyag: edzett szerszámacél HRc 48-52 Átlagos szerszámátmérő: D=4-10 mm Bevonatos HM szerszám TiAlN (Unicut 4x)
Simítás HSC
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 0,05 170-2,5 0,12 380 cm m/min 3 Vc [m/min] fz [mm] ap [mm] ae [mm] Q [cm 3 /min] 170-380 0,05 0,12 0,05 0,1 0,05 0,2 0,14 2,5
HSC simítás edzett állapotban Példa: 1.2312 Szerszám: U5286.501 D12 HM MG+ Választott paraméterek: Ajánl. vágósebesség: vc= 300 m/perc Fogankénti előtolás: fz= 0,09 mm Szerszámgép korlát: Fordulatszám: n= 31080 1/perc Előtolás: vf= 5594 mm/perc Melegalakító szerszámacél állapot: EDZETT keménység: 52-54 HRc Fordulatszám: n= 31080 1/perc Előtolás: vf= 5594 mm/perc nmax=18000 1/perc Fordulatszám: n= 18000 1/perc Előtolás: vf= 3240 mm/perc ap = 0,2 mm ae = 0,09 mm
Nagyolás HX Simítás HSC HXC technológia
HXC D vc z fz ap ae n vf Q mm mm/min mm mm mm 1/min mm/min mm3/min 6 150 4 0,05 1 2 7962 1592 3185 8 150 4 0,07 1 2,5 5971 1672 4180 10 150 4 0,09 1 3 4777 1720 5159 12 150 4 0,11 1 4 3981 1752 7006 HSC λ=30 o γ=5 o ~ 3x U5253 U5254 U5256 λ= 55 o γ= -10 o
Elősimítás HXC Peremfeltételek: Anyag: edzett szerszámacél HRc 48-52 Átlagos szerszámátmérő: D=6-12 mm Bevonatos HM szerszám TiAlN (Unicut 4x)
Acélmegmunkáló HXC szerszámok
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 = = 0,05 100-1 12-200 0,1 cmm/min 3 X Vc [m/min] fz [mm] ap [mm] ae [mm] Q [cm 3 /min] 100-200 0,05 0,1 1 D*(0,1 0,5) 1-12
Utónagyolás lágy állapotban HXC Peremfeltételek: Anyag: lágy szerszámacél 1000-1300 N/mm 2 Átlagos szerszámátmérő: D=6-12 mm Bevonatos HM szerszám TiAlN (Unicut 4x)
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 = = 0,05 200-2 24-400 0,1 cmm/min 3 X Vc [m/min] fz [mm] ap [mm] ae [mm] Q [cm 3 /min] 200-400 0,05 0,1 1 D*(0,1 0,5) 2-24
Összefoglalás 2-24 D*(0,5-1) 1 0,05-0,1 200-400 HXC lágy 1-12 D*(0,5-1) 1 0,05-0,1 100-200 HXC edzett 0,14-2,5 10-60 30-120 15-60 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] 170-380 45-55 110-130 35-40 Vc [m/min] HSC edzett HX edzett HX lágy HSS lágy Nagyolás Ut Utónagyol nagyolás Simítás El Elősim simítás
Így készítsünk süllyesztéket 1 óra alatt...