Новый процесс МПК выводит удаление заусенцев в отверстиях на новый уровень

Образование заусенцев — трудность, с которой сталкиваются во всех отраслях промышленности, особенно при сверлении глубоких сквозных отверстий в ответственных деталях. Заусенцы образуются на заготовке в местах входа и выхода инструмента, при этом заусенцы на месте выхода представляют особую трудность. Наличие заусенцев может привести к ухудшению качества детали и нестабильности результатов, что недопустимо для аэрокосмической промышленности и других отраслей со строгими требованиями.

Как правило, заусенцы удаляют с помощью ручных шлифовальных машин, наждачной бумаги или иным ручным способом. Однако эти методы требуют временных затрат, а также снятия и повторной установки заготовки для удаления заусенцев. Невозможно обеспечить стабильное качество удаления заусенцев, даже если его выполняет квалифицированный персонал.

С другой стороны, механическое профилирование кромок (МПК) подразумевает использование специального инструмента, управляемого CAM-программой станка, для быстрого и качественного удаления заусенцев. Можно выполнить чистовую обработку кромки отверстия на том же станке, на котором отверстие было просверлено изначально.

Кроме того, специалисты Seco разработали новый процесс МПК, который предотвращает влияние заусенцев на точность обработки, жесткость и срок службы инструмента при сверлении глубоких сквозных отверстий малого диаметра.

Этот метод объединяет инновационную геометрию инструмента с возможностью пятиосевой обработки, что обеспечивает скорость и повторяемость удаления заусенцев в отверстиях глубже десяти диаметров.

Требования заказчика

В аэрокосмической промышленности применяются жесткие требования к определенным условиям обработки деталей и кромок отверстий, включая фаски и радиусы. Как правило, они проходят сертификацию и получают одобрение с целью контроля соблюдения допусков с точностью до сотой миллиметра и обеспечения повторяемости обработки деталей. В процессе удаления заусенцев должен соблюдаться точный баланс между удалением заусенцев и снятием материала.

Стандартные инструменты для удаления заусенцев и профилирования, используемые для МПК деталей и других элементов, включают цельные твердосплавные фасочные концевые фрезы и инструменты со сменными пластинами и сложной геометрией. Инструменты МПК, изготовленные на заказ, обладают специальными радиусами, фасками и углами и их комбинациями. Самые сложные инструменты для удаления заусенцев обладают геометрией, позволяющей снимать фаску с радиальной кромкой, при этом углы входа и выхода инструмента рассчитаны так, чтобы предотвратить образование вторичных заусенцев.

Как правило, инструменты МПК имеют прямые режущие кромки, однако они не подходят для профилирования кромок деталей сложной формы. В этом случае доступны сферические фрезы и фрезы с утолщением. Сферическая фреза в сочетании с пятикоординатным станком может перемещаться вдоль контура сложного профиля заготовки и скруглить длинную кромку.

Производители также предлагают инструмент, изготовленный по специальным требованиям, для профилирования кромок и удаления заусенцев на входе и выходе инструмента при сверлении сквозных отверстий больших диаметров. Инструменты, изготавливаемые на заказ, имеют сложную геометрию резания. При стабильных условиях резания и плавной непрерывной обработке инструменты позволяют использовать повышенные параметры резания. Наоборот, когда траекторию инструмента прерывают такие элементы, как технологические отверстия, применяются более низкие режимы, чтобы уменьшить износ и снизить вероятность поломки инструмента.

Глубокие отверстия малого диаметра

Удаление заусенцев на выходе глубоких отверстий малого диаметра — непростая задача, поскольку требует применения инструментов малых диаметров. Чем глубже отверстие, тем больше соотношение длины и диаметра инструмента, что делает его менее устойчивым к воздействию усилий резания и более подверженным вибрации, выкрашиванию или поломке. В этом случае необходимо применение умеренных режимов резания, что может снизить эффективность удаления заусенцев.

Разработка инструмента и процесса

Специалисты Seco разработали инновационную концепцию инструмента и объединили ее с пятиосевой обработкой, обеспечивающей эффективное удаление заусенцев на выходе глубоких отверстий малого диаметра.

Инструмент обладает коническим хвостовиком с большим диаметром шейки на входе инструмента в заготовку. Конструкция инструмента предусматривает зазор 0,05 мм между шейкой инструмента и диаметром отверстия. Диаметр инструмента уменьшается в части, входящей в отверстие, на конце находятся режущие кромки.

CAM обеспечивают пятиосевую интерполяцию траектории, что позволяет наклонять и вращать заготовку относительно оси симметрии инструмента, получая конический профиль на выходе отверстия, где режущая кромка снимает заусенцы. В то же время шейка инструмента на входе отверстия остается неподвижной и не взаимодействует с цилиндрической поверхностью отверстия. Ось Z обеспечивает расположение инструмента в отверстии; функция пятиосевой интерполяции управляет осями X, Y и Z для удаления заусенцев.

Применение и испытания

Сначала специалисты Seco проводили испытания инструментов и траекторий для удаления заусенцев на выходе сквозных отверстий диаметром 3,2 мм и глубиной 36 мм. Соотношение длина-диаметр было более 10:1. Изначальные эмпирические испытания выполнялись при оптимальной скорости вращения 1200 об/мин. Такая скорость позволяет обработать 128 отверстий без замены инструмента.

Удаление заусенцев со всех отверстий по этой процедуре требует не более трех секунд, в отличие от удаления заусенцев с такого же количества отверстий вручную, что может занять целый день или больше. Поскольку программы CAM и ЧПУ станка контролируют движение инструмента, результаты операций по удалению заусенцев отличаются высокой повторяемостью.

Особенности программирования

Для программирования движения инструмента для МПК программист должен указать точное расположение и особенности поверхностей, с которых необходимо удалить заусенцы. Также необходимо указать длину инструмента. Инструмент шлифуют с допуском 0,0375 мм. Торцевую поверхность инструмента шлифуют по той же методике, что и режущие кромки, при этом разница должна составлять не более 0,0125 мм. Длина инструмента задается в CAM, программист может установить необходимую длину инструмента вне станка с помощью устройства предварительной настройки или на станке с помощью лазерного или контактного датчика.

Заключение

Производители инструмента стремятся соответствовать требованиям заказчика, учитывая все более жесткие допуски на детали. Это в большей степени относится к аэрокосмической промышленности, но и в медицинской, энергетической и других отраслях промышленности требования к точности и повторяемости становятся все более жесткими.

Удаление заусенцев, важная процедура для прецизионной обработки деталей, долгое время выполнялось вручную. В этом случае было сложно обеспечить повторяемость, к тому же такие операции требовали больших затрат с точки зрения труда, настройки и обработки детали. Некоторые заказчики отказываются принимать детали после удаления заусенцев вручную, так как эту процедуру нельзя задокументировать или сертифицировать.

Механическое профилирование кромок (МПК) — это методика удаления заусенцев и профилирования кромок деталей, которая обеспечивает повторяемость и является документируемой и экономически эффективной. Новейшие разработки Seco в области МПК объединяют специальные конструкции инструментов и инновационную пятиосевую интерполяцию, чтобы добиться повторяемого и эффективного удаления заусенцев с выходной части глубоких сквозных отверстий малого диаметра.

Дополнение

Многозадачность при МПК

Некоторые инструменты МПК включают обработку деталей наряду с удалением заусенцев. При правильном выборе инструмента вы сможете просверлить отверстие и снять заусенцы за один установ. Однако необходимо помнить, что к инструментам для удаления заусенцев при МПК на входе и выходе глубоких сквозных отверстий малого диаметра предъявляются особые требования.

Анализ операций МПК показал, что инструменты, предназначенные для удаления заусенцев на входе сквозных отверстий, обладают большим сроком службы, чем инструменты, разработанные для удаления заусенцев на выходе отверстия. Инструменты для удаления заусенцев на выходе глубоких отверстий обладают более высоким соотношением длина-диаметр, менее устойчивы и более подвержены вибрации, что ускоряет их износ.

Следовательно, инструмент, разработанный для удаления заусенцев на входе и выходе глубокого сквозного отверстия, демонстрирует более долгий срок службы при обработке на входе, чем при обработке на выходе из отверстия. В результате возможности инструмента реализуются не полностью.

Кроме того, инструменты МПК для удаления заусенцев на входе отверстия могут быть перезаточены, однако обработка ответственных деталей не всегда допускает использование переточенного инструмента. Повторная шлифовка требует внесения соответствующей поправки в программу станка, что не допускается согласно строгим требованиям методик обработки, применяемых в аэрокосмической промышленности.

О компании

Компания Seco Tools, штаб-квартира которой находится в г.Фагерста, Швеция, заслужила мировую репутацию за развитие инновационных решений по металлообработке и за тесное сотрудничество с заказчиками, позволяющее лучше понять и удовлетворить их потребности. В штате компании работает более 5000 человек в 50 странах мира. Мы расширяем возможности наших сотрудников путем обучения, развития, программ по признанию достижений сотрудников, а также путем создания открытой среды общения. Наши сотрудники привержены трем основным ценностям — энтузиазм в помощи клиенту, семейный дух и личная вовлеченность. Эти ценности определяют наш подход к бизнесу и то, как мы взаимодействуем друг с другом, с нашими клиентами, поставщиками и другими партнерами. Узнать больше о нашей компании можно на сайте www.secotools.com.