Mi az a nagy{0}}sebességű megmunkálás?
Attól függ kit kérdezel.
Vannak, akik marketingkifejezésként kezelik,{0}}lecsapják a "nagy sebesség"{1}}a műszaki adatlapra, és többet fizetnek. Mások heves vitákba keverednek a pontos RPM-küszöbökről. A hasznos válasz valahol a kettő között van.
A nagy{0}}sebességű megmunkálás vagy a HSM általában azt jelenti, hogy ötször-tízszer gyorsabban kell vágást végezni, mint ami egy adott anyagnál normálisnak tekinthető. De a "normál" folyamatosan változik, ahogy a szerszámok és gépek javulnak, így a definíció is együtt mozog vele. Húsz évvel ezelőtt a 8000 RPM gyors volt. Most a belépő-szintű VMC-k próbálkozás nélkül is elérik ezt.
A Salomon dolog
Szinte minden HSM-ről szóló cikk említi Carl Salomont és 1931-es német szabadalmát. Íme a rövid verzió: kísérleteket végzett alumínium spirálmarókkal, nevetséges sebességgel -egyes tesztek során akár 16 500 m/perc sebességgel-, és megállapította, hogy a forgácsolási hőmérséklet nem csak úgy emelkedik örökké. Valamilyen kritikus sebességnél tetőzik, majd gyorsabban haladva csökken.
A szabadalom száma 523594, ha bele akarsz ásni. Salomon eredeti kutatási jegyzeteinek nagy része elveszett a háború alatt, ezért még mindig vita folyik arról, hogy pontosan mit és hogyan mért. Aachenhez hasonló helyek kutatói éveket töltöttek azzal, hogy ellenőrizzék görbéit. Jelenleg az a konszenzus, hogy az alapkapcsolat fennáll, de bonyolultabb, mint egy egyszerű vonal a grafikonon.
Miért számít ez? Mert olyan üzemmódot javasol, ahol a gyorsabb vágás valójában kevesebb hőt termel a munkadarabban. És mindenkinek, aki olyan alkatrészeket dolgoz meg, amelyek nem tűrik a hőtorzulást-vékony falak, szűk tűrések, összetett geometria-, ez nagy dolog.
Hová megy a meleg?
Nagy vágási sebességnél ez történik, legalábbis a tankönyvek szerint: a forgács olyan gyorsan képződik és távozik, hogy magával viszi a vágási hő nagy részét. Egyes források olyan számokat vetnek fel, mint a 90% vagy a 95%. Őszintén szólva, ezt nehéz pontosan megmérni, és a százalék az anyagtól, a szerszám geometriájától, a hűtőfolyadéktól és egy csomó más változótól függ.
Amit könnyebb megfigyelni: megfelelő HSM-paramétereknél a forgácsok forrón válnak le-néha kékre vagy barnára színeződnek az acélon,-miközben maga az alkatrész viszonylag hideg marad. Ezt érezheted. Végezzen próbavágást, állítsa le a gépet, érintse meg a munkadarabot. Nem fog megégetni, bár a forgács esetleg.
A penészes munkához ez számít, mert az üregek minden olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek utálják a hőt. Vékony bordák. Mély zsebek. Szinte huzatmentes falak. Hagyományosan megmunkálja ezeket, és vágás közben nőnek, majd lehűlve összezsugorodnak, és a méretei olyan helyre kerülnek, ahol nem szántad. Megmunkálja őket HSM körülmények között, és mindvégig méretstabilabbak maradnak.
Legalábbis ez az elmélet. A valódi eredmények sok tényezőtől függenek. Láttam, hogy üzletek fektetnek be a HSM berendezésekbe, és még mindig küzdenek a hőproblémákkal, mert a munkavégzés nem volt elég merev, vagy nem igazították át a vágási stratégiájukat, vagy egy tucat más dolgot.
A szerszámrész, amelyért senki sem akar fizetni
Normál szerszámtartókkal nem lehet HSM-et csinálni. Ez az a hely, ahol az üzletek bajba kerülnek,-vesznek egy nagy-sebességű orsót, és megpróbálják a meglévő CAT40-es vagy BT30-as szerszámaikat használni.
A fizika probléma
A probléma a centrifugális erő. 15 000 vagy 20 000 ford./percnél az orsó furata kitágul a centrifugális terhelés hatására. A tömör szerszámszár nem tágul ki ugyanúgy. A kúpos illeszkedés meglazul. A kifutás felfelé megy. A drága nagy sebességű-orsó hirtelen rosszabb eredményeket produkál, mint a régi gépe.
A javítás a HSK{0}}német dizájn (Hohl-Schaft-Kegel, üreges kúpos szár), amely a 90-es évek közepén vált ISO-szabványsá. Az üreges konstrukció lehetővé teszi, hogy a szár az orsóval együtt táguljon, és egyszerre érintkezik a kúpos és a homloklappal. A szorítóerő a sebesség növekedésével nő, nem pedig csökken.
Amit senki nem mond el előre: a HSK-ra váltás azt jelenti, hogy ki kell cserélni az egész szerszámos kiságyat. Minden tartó, minden befogópatron, minden hosszabbítás. Plusz pavilonok, plusz előbeállítók, ha nem kompatibilisek. Gyorsan összeadódik. És akkor olyan emberekre van szükség, akik tudják, hogyan kell megfelelően kezelni a HSK-szerszámokat-ez precízebb-érzékenyebb, mint a meredek kúpos dolgok.
A programozás fél siker
A nagy{0}}sebességű orsók semmit sem érnek el, ha a szerszámpálya folyamatosan lassítást kényszerít. Talán ez a legnagyobb szakadás a HSM-képesség vásárlása és tényleges használata között.
A régi-iskolai formaprogramozás több ezer apró vonalszakaszt generált a görbék közelítésére. A vezérlők ezeket egyenként dolgozták fel. A hagyományos takarmányoknál rendben. HSM feedeknél a vezérlés nem tud lépést tartani. A gép lelassul, utolér, felgyorsul, újra lelassul. Szaggatott mozgást és tanúnyomokat kap a felületen.
A modern CAM ehelyett spline interpolációt használ{0}}NURBS görbék, amelyek több száz vonalszakaszt helyettesítenek egyetlen matematikai meghatározással. A program rövidebb lesz. A vezérlő tovább tekinthet előre. Az előtolás az összetett geometrián keresztül egységes marad.
A NURBS-támogatás azonban eltérő a CAM-rendszerek és a gépvezérlők között. A helyes beállításhoz olyan ismeretek szükségesek, amelyekkel nem minden programozó rendelkezik. Ismerek olyan üzleteket, amelyek drága HSM-berendezéseket használnak elavult CAM-mel, vonal{2}}szegmens-szerszámpályákat generálva, és azon tűnődnek, miért nem látják a várt eredményeket.
Változik a vágási stratégia is. A hagyományos nagyolás nagy vágást igényel lassú előtolásnál-temessük el a vágót, nyomjuk erősen. A HSM nagyolás enyhe sugárirányú kapcsolódást biztosít nagy előtolásoknál. A vágó továbbra is terhelt marad, de soha nem terheli túl. Az erők alacsonyak maradnak. A vékony falak nem hajlanak el. A kis szerszámok nem törnek el.
A helyes megoldáshoz olyan CAM-szoftverre van szükség, amely támogatja az állandó-elköteleződési eszközpályákat, és olyan programozókat, akik értik, mikor kell ezeket használni. A gép szinte a legegyszerűbb része.
Formaüzletekhez
Az, hogy ez számít-e, attól függ, hogy mit épít.
Az összetett formák-bonyolult elválasztási vonalak, optikai felületek, vékony magok, szoros elzárások-elzárások- a legtöbbet hasznosítják. Az az idő, amelyet a padon illesztéssel és polírozással töltene, orsóidővé alakul, ami kiszámíthatóbb, megismételhetőbb. A gép felületkezelése kellőképpen javul ahhoz, hogy a kézi munka jelentősen csökkenjen. Az EDM-függőség csökken, mert olyan funkciókat marhat, amelyekhez korábban elektródák kellettek.
Egyszerű formák nagy tűréssel? A megtérülés kevésbé nyilvánvaló. A hagyományos megmunkálás jól használható.
A legtöbb fröccsöntő munka valahol a kettő közé esik. A kérdés nem az, hogy a HSM működik-e{1}}, hanem az. A kérdés az, hogy az Ön munkaköre indokolja-e a berendezésekbe, szerszámokba, szoftverekbe és képzésbe való befektetést. Ez minden üzletnél más a számítás.
Egyet mondok: a szakadék a valódi HSM-képességgel rendelkező üzletek és azokkal nem rendelkező üzletek között egyre nő. Az átfutási időre vonatkozó elvárások folyamatosan szigorodnak. A felületi specifikációk egyre szigorúbbak. Az összetett munkát végző ügyfelek azokra a beszállítókra koncentrálnak, akik valóban el tudják szállítani. Az, hogy ez a nyomás érvényes-e Önre, az Ön piaci pozíciójától függ.
Nincs univerzális válasz. De ha árajánlatokat veszít az összetett munkák során, vagy a megfelelő munkaerő folyamatosan emelkedik, vagy az ügyfelek folyton a bonyolultabb munkák gyorsabb feldolgozását kérik,{1}}ezek a jelek, amelyekre érdemes odafigyelni.