Микрофреза Horn

Микрофреза (пластина) Horn USA позволяет компании Machine Tool & Gear достигать шероховатости поверхности от 0,4 до 0,5 мкм при фрезеровании плоских участков стального грузового вала

Самая большая неприятность для продавца инструмента – это возврат дорогого товара из-за невозможности изготовить с его помощью нужные детали. Компания PF Markey Inc., главный офис которой находится в г. Сагино, штат Мичиган, столкнулась с этой проблемой после того, как дистрибьютор продал компании Machine Tool & Gear Inc. (г. Овоссо) две фрезерные головки 90° стоимостью порядка 10 000 долларов за каждую. Головки, закрепляемые на шпинделе станка и используемые для установки режущего инструмента, предназначались для обработки валов на горизонтальном многоцелевом станке Mori Seiki NH 4000 на заводе компании в г. Корунна.

Компания MT&G приобрела головки, когда в новую конструкцию грузового вала были добавлены два плоских участка с интервалом 180°, которые должны были обрабатываться под углом 90° к основной плоскости резания. По словам технолога MT&G Джефа Окодники, устанавливать дополнительное оборудование и оснастку было бы нерентабельно. Однако специалисты MT&G отметили чрезмерный износ инструмента и низкое качество обработки поверхности при резании с помощью этих головок – даже после многочисленных экспериментов с параметрами обработки.

Именно тогда инженер-аналитик компании-производителя инструментов Horn USA Inc. (г. Франклин, штат Теннеси) Брэт Кишник получил телефонный звонок. Дистрибьютор Фил Хорн сказал ему: «Не хотелось бы, чтобы нам вернули эти головки» и спросил, может ли Брэт чем-нибудь помочь. Кишник ответил: «Передай этот вопрос мне».

Проблема заключалась в необходимости фрезерования плоских участков длиной 38,1 мм и глубиной 1,524 мм на стальном валу режущим инструментом диаметром 21,692 мм с вылетом из шпинделя более 254 мм и поворотом на 90° по направлению к шпинделю посредством зубчатых колес. Такая комбинация создавала проблемы с жесткостью и вибрациями, отметил Кишник.

Horn 1Он добавил, что применяемая МТ&G фреза предназначена в первую очередь для периферийного фрезерования пазов и имеет стружечные канавки, расположенные в шахматном порядке, спиральные витки которых чередуются: один виток вытягивает (или поднимает) стружку, а другой толкает ее. «Одна канавка толкает вниз, а следующая тянет вверх, вызывая вибрации в неустойчивой системе с головкой под углом 90°», – поясняет Кишник, отмечая, что специалисты МТ&G использовали инструментальную оправку с цилиндрическим хвостовиком, который вставляется в цанговый патрон.

Кишник предложил заменить используемую фрезу на микрофрезу Horn для торцового фрезерования  с положительным углом наклона винтовой линии на всех канавках, позволяющим направлять силы резания в одном направлении – вниз. Стальная оправка микрофрезы устраняет необходимость в цанговом патроне для еще большего повышения жесткости. «Ее задний конец имеет форму цанги ER20, а передний служит для крепления концевой фрезы, что дает нам два инструмента в одном», – поясняет инженер.

Чтобы достигнуть заданного качества поверхности в 0,8 мкм без дополнительной обработки между черновым и чистовым проходами, необходимо было минимизировать давление резания. Для этого пришлось сократить число зубьев в срезе с шести до трех и уменьшить количество материала, оставляемого на чистовой проход, до 0,051 мм. Кроме того, Кишник применил одну «хитрость» для снижения разнонаправленного давления инструмента, вызывающего вибрацию и ограничивающего свободу хода. Хитрость состояла в том, чтобы переместить инструмент на «несколько тысячных дюйма» от боковой стенки плоского участка во время чистовой обработки.

«Каждый раз, когда вы режете боковой и нижней частью инструмента одновременно, возникают противодействующие силы резания: одна нижняя, другая радиальная, – говорит Кишник. – Все, чего я хотел добиться – это резать нижней частью инструмента, не допуская ударения боковых стенок о канавки и, как следствие, вибрации инструмента». По его словам, такой подход позволил существенно повысить качество поверхности.

Компания Machine Tool & Gear столкнулась с недопустимым качеством обработки поверхности при фрезеровании плоских участков

Компания Machine Tool & Gear столкнулась с недопустимым качеством обработки поверхности при фрезеровании плоских участков

Потратив около 6 часов на испытания, Кишник отметил, что микрофреза позволяет достигать шероховатости поверхности от 0,4 до 0,5 мкм. Окончательные параметры обработки были такими:

— скорость резания 217,932 м/мин для черновой и чистовой обработки;

— глубина резания 1,473 мм для черновой и 0,051 мм для чистовой обработки;

— подача на зуб 0,107 мм для черновой и 0,051 мм для чистовой обработки.

«Поскольку с предыдущим инструментом шероховатость поверхности достигала лишь 2-2,5 мкм, MG&T не могла обеспечить подходящих скоростей и подач для получения необходимых плоских участков», – добавляет он.

«Я был очень впечатлен знаниями компании Horn USA и тем, как они быстро решили проблему, – поясняет Окодники. – В результате мы сэкономили на покупке нового станка и избежали дополнительных трудозатрат».

Источник: перевод статьи
Milling heads don’t get the shaft,
Cutting Tool Engineering (CTE)



Понравилась статья? Поделитесь: