Nagy sebességű marás (HSC) A nagy sebességű marás HSC = High Speed Cutting Nagy sebességű marás alatt a lehetőség szerint nagy forgácsolási sebességet értjük felületek megmunkálása során. Ezért a megmunkálási sebességet felület per időegység formátumban, mm2/perc-ben adjuk meg. A nagy teljesítményű marással ellentétben, ahol a lehető legnagyobb vertikális és oldalsó fogásvételekre törekszünk, hogy a lehető legnagyobb anyagleválasztást érjük el, a nagy sebességű marásnál függőleges irányban kisebb fogásmélységekkel dolgozunk. A nagy teljesítményű szerszámoknak és nagy forgácsolási sebességeknek – kombinálva a nagyon nagy előtolásokkal – köszönhetően olyan leválasztási teljesítmény érhető el, amely többszöröse lehet a konvencionális marás leválasztási teljesítményének. Jellemző alkalmazási területek a szabad formafelületek (3Dfelületek), pl. PET palackok alumínium formái, vagy mikromegmunkálások kis szerszámokkal az óra- és ékszeripar területén.
Nagy sebességű marás, folyamatláncolat
Csak az összes folyamat-faktor optimális összehangolása vezet nagy megmunkálási sebességekhez és jó eredményekhez az alkatrészen.
Nagy teljesítményű szerszámok
Nagy telNagyon dinajesítményű mikus tenorsók gelyhajtások
CNCvezérlés
Szerszámgép befolyása
HSC FOLYAMAT
Alkalmas marási stratégiák
Nagy sebességű marás, szerszámok Tóruszmaró Nagy teljesítményű szerszám az előmegmunkáláshoz a legnagyobb forgácsolási teljesítménnyel, 4-, 6- vagy 8 éllel. Ésszerű kiegészítés a Time-S-Cut családhoz.
• A HSC-szerszámok fontosabb jellemzői
• • • • •
Gömbmaró Nagy teljesítményű szerszám a készre munkáláshoz. Legnagyobb előtolási sebességgel, 4-, 6- vagy 8 éllel. Figyelem: csak felületre merőleges helyzetben használható ki az összes vágóél.
Homlokgeometria: 2 köszörült vágóél, középpontra kifuttatva
Nagy teljesítményű keményfém Kopásállóság Felületbevonatolás a nagy vágási sebességhez Nagyfokú stabilitás Nagyon jó futáspontosság
Nagy sebességű marás, szerszámok
Innovatív marószerszámok a mikro-forgácsoláshoz
Fontosabb mértékegységek és jelölések Feltételek vágás közben
Vf
Vc n Vf fz z
Forgácsolási sebesség Fordulatszám Előtolási sebesség Fogankénti előtolás Fogak száma
n = Vc × 1000 : (d1 × π) Vf = n × z × fz
[m/perc] [ford./perc] [mm/perc] [mm] [#]
Fontosabb mértékegységek és jelölések
Munkadarab ap
Maró szerszám
ae
ap Fogásmélység ae Fogásszélesség Q Forgácsolt térfogat
[mm] [mm] [cm3/perc]
Q = ap × ae × Vf : 1000
Hűtő-kenő anyagok HSC megmunkáláshoz • •
•
Hűtő-kenő anyag (KSM)
•
Víz, 3 – 10 % olaj adalékkal Nem hatásos HSC megmunkálásnál, mert a nagy szerszám fordulatszám (forgácsolási sebesség) miatt a hűtő-kenő folyadék nem is éri el a vágóélt. Ezen kívül a víztartalmú hűtőközeg sokkszerűen hűti le a szerszámot, ami mikrorepedéseket okoz, és ezzel tönkre teszi a szerszámbevonatot. Ezért szinte kizárólag a minimál mennyiségű kenést vagy csak levegőhűtést alkalmaznak gyakorlatilag az összes megmunkálandó anyaghoz.
Minimál mennyiségű kenés (MMS) (Levegő/olajköd kenés)
•
•
Levegő, minimális mennyiségű szintetikus vagy biológiailag lebomló olajjal
Sűrített levegő
Nagy fordulatszámú főorsó 42.000 ford./perc, HSK-E40
M=
9 .55 × P(W) n( min −1 )
Motororsó metszeti ábrája
1 2 3 4
Elülső csapágyazás (fix) Hátsó csapágyazás (úszó) Motor Labirintus-tömítés
1
3
2
5
7 1
8
4
6
5 6 7 8
Analóg érzékelő (jelen van-e a szerszám?) Hőmérséklet érzékelő Gyorsulás érzékelő APS-hez (opció) Szerszámbefogó rendszer HSK-interfészhez
Mikron Advanced Process System (APS) • Az APS előnyei • • • • •
Vibrációk feljegyzése a megmunkálási folyamat közben Excesszív vibrációk elkerülése aktív beavatkozás által Megnövelt szerszámélettartam Megnövelt főorsó élettartam Jobb felületminőség és alkatrész pontosság
Gyorsulásérzékelő
Merev és precíz szerszám-interfész
Nagy teljesítményű interfész HSK
Meredek kúp (ISO, BT, CAT)
Relatív kis merevség Rossz axiális precizitás Fordulatszám korlátozott
Üreges kúp (HSK) Kitűnő statikus és dinamikus merevség Kitűnő axiális és radiális precizitás Nagy fordulatszámok lehetségesek
A HSK-rendszerű befogás elve
Egy nagy sebességű megmunkáló központ konfigurációja Előtolás Tengelyek gyorsulása CNC X/Y/Z Főorsó Szerszámváltó(HSK 40E) Szerszámváltó (HSK 32E) Munkadarab tömeg Palettaváltó kapacitása (pl. System 3R)
Szerszámgép méretei (Mé × Szé × Ma) Szerszámgép tömege
[m/perc] [m/s2] Cyclone [mm] [min-1] 18/36/54 20/40 [kg]
80 14.5 400/450/350 30k/42k/60k
200
Dynafix 7 Magnum 20 Macro 48 [m] [t]
2.4x3.2x2.7 6.5
“State of the Art” CNC vezérlés Kis CAM tűrések =>
iTNC 530
Hosszú maróprogramok, akár 50 MB vagy nagyobb Nagyon kis távolság a pontok között lehetséges
Heidenhain iTNC 530 WOP „workshop optimized programming” vagy párhuzamos programozás Az alap egy nagyon gyors PC-processzor 15“ színes síkképernyő Ethernet vagy USB interfészek Mondat-feldolgozás < 0.5 ms == 2 000 mondat másodpercenként Automatikus szerszámhossz kompenzáció Koordináta rendszer elforgatása Változtatható „look ahead” (mondatelőfeldolgozás) Spline-interpoláció Nagyméretű merevlemez: > 25 GigaByte
Programozás A TNC vezérlés a gépkezelő számára különböző lehetőségeket kínál a programo-
zásban. Közvetlenül a szerszámgépen lehetséges a programozás vagy ISO-kódban vagy Heidenhain-utasításokkal (WOP = workshop optimized programming). Napjainkban szinte kizárólag CAD/CAM rendszerek segítségével programoznak.
Egy virtuális 3D modell alapján (lentebb kék ill. piros színű modellek) határozzák meg a marási és megmunkálási stratégiát, és ennek alapján a rendszer kiszámítja a szerszámpályákat. Ezeket az adatokat aztán egy posztprocesszor segítségével a gépvezérlés számára értelmezhető NC-programmá, pl. Heidenhain ciklusokká vagy ISO kódokká alakítják át.
Az, hogy a programozás CAD/CAM rendszerrel vagy közvetlen adatbevitellel a
gép vezérlésén történik, különböző tényezőktől függ: pl. időráfordítás, munkadarab (megmunkálás) összetettsége.
És a gyakorlat…
