Здесь показана высокоскоростная обработка с использованием ПО Mastercam и технологии Motion Dynamic в сочетании с улучшенной фиксацией для быстрых переходов между обработкой верхней и нижней сторон. Эта технология позволила компании Five Axis Industries добиться увеличения скорости съема металла до 70 процентов. Изображение предоставлено CNC Software

Здесь показана высокоскоростная обработка с использованием ПО Mastercam и технологии Motion Dynamic в сочетании с улучшенной фиксацией для быстрых переходов между обработкой верхней и нижней сторон. Эта технология позволила компании Five Axis Industries добиться увеличения скорости съема металла до 70 процентов. Изображение предоставлено CNC Software

Одно только упоминание об уменьшении ширины резания (RCT) вызывает у большинства моих собеседников сильное удивление, хотя этот вопрос достаточно важен. По сути, все знания о параметрах обработки на станках с ЧПУ, полученные теми из нас, кому сейчас за 30, становятся бесполезными при обработке с перекрытием переходов 50% диаметра фрезы и менее.

Уменьшение перекрытия переходов фрезы может быть эффективным, поскольку:

  • снижает нагрузку на инструмент, заготовку и станок;
  • при максимальной глубине резания позволяет использовать всю рабочую длину концевой фрезы;
  • для эффективного отвода стружки, и, соответственно, тепла, требует резания с более высокой скоростью съема металла, и
  • в результате существенно уменьшает износ инструмента и связанные с этим расходы.

Для эффективного уменьшения ширины резания вам понадобится хороший станок, хорошее программное обеспечение для автоматизированного программирования (CAM), подходящие твердосплавные инструменты, а также базовые знания о наладке конкретного станка и подборе режущего инструмента для обрабатываемого материала. Поддерживая значение подачи на зуб, рекомендуемое производителем инструмента, можно сколько угодно изменять подачу, скорость и глубину резания. Обработка с постоянной подачей на зуб имеет множество преимуществ, и они не ограничиваются только лишь экономическими показателями.

Компания Five Axis Industries из Сиэтла – предприятие, специализирующееся на сложной многокоординатной обработке титана, инконеля и самых прочных марок нержавеющей стали. Все начиналось с небольшой мастерской, в которой нынешний владелец компании производил улучшенные винты для своего гоночного катера. Вскоре эти винты начали покупать поклонники гоночных катеров со всего мира. Опыт, полученный в процессе изготовления винтов с применением 5-координатной обработки, не пропал зря. Сейчас компания также изготавливает геометрически сложные детали для аэрокосмической и других отраслей промышленности.

В 2013 году в компанию пришел консультант по программированию Джейсон Когер (Jason Koger). Перед ним стояла задача применить свой обширный опыт работы с программным обеспечением для автоматизированного программирования Mastercam, полученный в CNC Software Inc. (Толланд, штат Коннектикут), и разработать эффективные методы обработки, которые позволят сократить затраты и повысить конкурентоспособность.

Одним из его первых проектов стала сложная деталь, на обработку которой уходило  8 часов и несколько режущих инструментов. Когер был знаком с технологией Dynamic Motion программы Mastercam, в частности с версией для обработки с постоянной подачей на зуб, которую он и применил в работе.

«Мы поставили цель изготавливать такие детали как можно быстрее, не ломая при этом инструменты, – поясняет президент компании Эрик Элстром (Erik Ellstrom). – В итоге цикл обработки сократился до чуть более 3 часов, а инструменты оставались целыми».

Сегодня Five Axis Industries применяет этот метод черновой обработки при любой возможности.

«Пару лет назад мы тратили на режущие инструменты до 150 000 долларов в месяц, – рассказывает Элстром. – Dynamic Motion и новые методы обработки сократили наши расходы, и в июне 2015 года они составили 35 000 долларов. Несмотря на то, что сейчас мы выполняем гораздо больший объем работ, в течение последних 12 месяцев общие затраты на режущие инструменты снизились более чем на 75 процентов».

Частично снижение затрат на режущие инструменты стало возможным благодаря более медленному износу инструментов. Для черновой обработки в Five Axis Industries обычно применяют концевую фрезу с минимальным шагом обработки, а глубина резания может составлять полную рабочую длину инструмента. Таким образом, износ распределяется по большей площади поверхности инструмента, и срок его службы увеличивается в четыре раза.

При помощи технологии Dynamic Motion ПО Mastercam, которая позволяет использовать полную рабочую длину инструмента на высоких скоростях и при постоянной подаче на зуб, Five Axis Industries увеличили скорость съема металла на подобных деталях примерно на 60 - 70 процентов. Изображение предоставлено Five Axis Industries

При помощи технологии Dynamic Motion ПО Mastercam, которая позволяет использовать полную рабочую длину инструмента на высоких скоростях и при постоянной подаче на зуб, Five Axis Industries увеличили скорость съема металла на подобных деталях примерно на 60 — 70 процентов. Изображение предоставлено Five Axis Industries

«Благодаря тому, что Dynamic Motion снижает боковые нагрузки, для любой конкретной операции мы можем использовать инструмент меньшего размера. Твердосплавная концевая фреза диаметром ½ дюйма стоит около 60 долларов, но если вам нужна фреза диаметром ¾ дюйма, цена вырастает до 140 долларов. Поэтому используя высокоскоростную траекторию движения инструмента Dynamic Motion, мы обходимся фрезой меньшего диаметра, которая служит столько же, но стоит почти на 60 процентов дешевле», – поясняет Элстром.

Небольшие фрезы также обеспечивают более точную обработку поверхности. Специалисты Five Axis Industries пользуются этой особенностью и стараются выполнять черновую и чистовую обработку одним инструментом. По словам Элстрома, раньше для выполнения стандартной обработки они устанавливали 30 инструментов, а сейчас около 20. Это уменьшает время наладки примерно на 1 час и сокращает количество замен инструмента примерно на 20, что позволяет экономить 15 секунд на каждой замене.

Хотя основной задачей было снижение затрат на инструменты, компания обнаружила, что технология Dynamic Motion также повысила скорость съема металла. Элстром считает, что применение Dynamic Motion для черновой обработки, а затем использование этого же инструмента для выполнения чистового прохода сокращает время работы на 60-70 процентов.

«В зависимости от материала и характеристик фрезы мы определяем максимальную подачу на зуб и устанавливаем настолько высокую скорость обработки, насколько позволяет твердосплавный инструмент, а затем варьируем глубину резания, чтобы значение подачи на зуб было постоянным. Титан мы обрабатываем на скорости 425 футов/мин с глубиной прохода 0,0067 дюйма и используем для этого пятизубую концевую фрезу. При таком подходе 2-часовая работа легко превращается в 40-минутный процесс», – добавляет Элстром.

Компания Five Axis Industries использует рабочий день по максимуму, и если обработка не требует изменений параметров станка, по возможности эксплуатирует оборудование в вечерние часы, без присутствия оператора. «Траектории движения инструмента, основанные на технологии Dynamic Motion, очень надежны, поэтому мы нисколько не переживаем, что инструмент может сломаться и остановить весь процесс. Если это произойдет, значит, ошиблись мы, а не программное обеспечение», – говорит Элстром.

Источник материала: перевод статьи
Constant chip load machining
,
Cutting Tool Engineering (CTE)

Автор статьи:
Стив Кидд (Steve Kidd),
компания Cimtech

Об авторе: Стив Кидд является президентом компании Cimtech Inc. (Алгона, штат Вашингтон). Он основал Cimtech в 1986 году с целью оказания консультационно-инженерных услуг. На данный момент компания также занимается распространением ПО Mastercam компании CNC Software в Тихоокеанском Северо-Западном регионе США. 



Понравилась статья? Поделитесь: