Frezarea CNC îmbunătățește semnificativ eficiența tăierii și durata de viață a sculelor

Progresul semnificativ înregistrat în îmbunătățirea eficienței tăierii metalelor este rezultatul eforturilor comune ale producătorilor de scule, producătorilor de mașini-unelte și dezvoltatorilor de software. Frezarea cu inserție (frezarea axei Z) este un bun exemplu de prelucrare. În timpul frezării inserției, scula rotativă taie direct piesa de prelucrat de-a lungul direcției axei Z și retrage scula în sus de-a lungul axei Z. Apoi, se deplasează orizontal de-a lungul direcției axei X sau axei Y pentru o anumită distanță și efectuează tăiere verticală care se suprapune cu partea de tăiere anterioară pentru a tăia mai mult material piesei de prelucrat. Frezarea inserției are multe beneficii. Mai ales în cazul prelucrării cu supraînclinare lungă (cum ar fi frezarea cavităților profunde ale mucegaiului), metoda tradițională de frezare plată (adică frezarea dintr-o parte a piesei de prelucrat în cealaltă) trebuie să reducă viteza de tăiere pentru a minimiza forța laterală care poate provoca palavrageala. În timpul frezării inserției, forța de tăiere este transmisă direct la ax și la masa de lucru a mașinii, obținând astfel o rată mult mai mare de îndepărtare a metalului decât metodele tradiționale de frezare. Conform AMT Software Company, pachetul software Prospector CAM dezvoltat de companie include funcția de frezare prin inserție. Comparativ cu frezarea plană tradițională brută cu freze în formă de buton, rata de îndepărtare a metalelor de prelucrare a frezării prin inserție poate fi îmbunătățită cu cel puțin 50%. Datorită capacității sale de a minimiza sarcina laterală a componentelor mașinilor-unelte, frezarea fantelor poate fi utilizată pentru mașini-unelte de modă veche sau ușoare cu rigiditate insuficientă pentru a îmbunătăți productivitatea. John Ross, managerul de marketing al companiei Doushan Machine Tool, este de acord cu afirmația că frezarea fantelor poate reduce forța de tăiere care acționează asupra mașinilor-unelte cu performanță scăzută, dar adaugă că în noile mașini-unelte cu design structural care favorizează prelucrarea fantelor, avantajele acestui proces pot fi maximizate. El a subliniat că datorită transmiterii directe a forței de tăiere a frezării în arborele mașinii-unelte și în masa de lucru, diferitele probleme cauzate de blocarea slabă a piesei de prelucrat pot fi minimizate în cea mai mare măsură. Bill Fiorenza, manager de produs al liniei de producție a matrițelor Ingersoll Tool Company, a declarat că frezarea inserțiilor ajută la reducerea căldurii de tăiere care intră în sculă și piesă de prelucrat. El a spus: "În timpul frezării inserției, nu există prea multă căldură în piesa de prelucrat, deoarece scula de tăiere se rotește la o viteză rapidă pentru a tăia în și afară piesa de prelucrat. Doar o mică parte din piesa de prelucrat cu un pas în mișcare intră în contact cu scula." Această caracteristică este deosebit de avantajoasă atunci când tăiați materiale dificil de prelucrat, cum ar fi oțelul inoxidabil, aliajele de temperatură ridicată și aliajele de titan. Fiorenza a explicat în timpul demonstrației de inserare și frezare: "De obicei, temperatura așchiilor metalice este foarte ridicată și puteți coace chiar și un sandwich în grămada de așchii. Cu toate acestea, atunci când procesul de inserare și frezare este finalizat, puteți pune imediat mâna pe piesa de prelucrat și vă puteți simți mai răcoroasă la atingere." Reducerea căldurii de tăiere nu numai că poate prelungi durata de viață a sculei, ci și minimiza deformarea piesei de prelucrat.

【 Merită o încercare 】 Frezarea inserției poate accelera considerabil ritmul de producție al componentelor high-end și complexe. Gary Meyers, managerul produselor de frezare la Seco Tool Company, a declarat că "cele mai frecvent utilizate domenii ale tehnologiei de frezare a inserțiilor sunt fabricarea mucegaiului și industria aviatică, deoarece tipurile de piese din aceste industrii sunt foarte potrivite pentru frezarea inserțiilor." Producătorii de mucegaiuri trebuie să freze diferite forme complexe pe piesa de prelucrat generală pentru a forma cavități de mucegai, iar multe piese aviatice sunt, de asemenea, prelucrate din spații întregi. El a spus: "Cantitatea de tăiere a acestor piese de prelucrat este uimitoare și, în unele cazuri, este necesar să se taie 50% -60% sau chiar mai mult din materialul piesei de prelucrat din blank." Kenyon Whetsell, Product Manager al DP Technology, dezvoltatorul software-ului ESPRIT CAM, a subliniat că, pe lângă producătorii de piese complexe, atelierele de prelucrare generală pot beneficia și de aplicarea tehnologiei de frezare a inserțiilor. Prelucrarea metalelor WeChat, conținutul este bun și merită urmărit. El a declarat, "Unele ateliere folosesc încă tehnologia de prelucrare cu 2,5 axe, care are tipuri de mașini-unelte depășite, rigiditate slabă și forță de strângere insuficientă a corpurilor de fixare. Cu toate acestea, ele speră încă să îmbunătățească productivitatea. Aceste ateliere pot utiliza tehnologia de frezare cu 2,5 axe pentru a atinge acest obiectiv." Juan Seculi, Global Product Manager al Kenner's Indexable Freze, consideră că "tehnologia de frezare este aplicabilă pe scară largă la formele complexe și cavitățile pieselor mari și mijlocii. În acest tip de prelucrare, raportul lungime-diametru al frezatorului este crucial, iar strategiile tradiționale de frezare pot "Timpul a dovedit că volumul vânzărilor de freze cu axa Z este în continuă creștere, cu o rată anuală de creștere de 40%."

Caracteristicile de proiectare ale mașinilor de frezat: Producătorii de scule au dezvoltat diferite mașini de frezat care pot valorifica pe deplin avantajele tehnologiei de frezat. Meyers de la Shangao Tools a spus că forța de tăiere a unor astfel de scule este, practic, transmisă direct înapoi la axa Z. Forma geometrică a mașinii de frezat cu inserție este foarte similară cu cea a mașinii de frezat cu umăr pătrat 90. Diferența constă în abaterea unghiului de conducere al lamei de frezat de la planul vertical cu câteva grade, care poate fi 87 în loc de 90. Dacă se utilizează o freză de 90 ° pentru a introduce și freza peretele lateral în jos, întreaga margine de tăiere a lamei se va freca de peretele lateral. Dacă unghiul de conducere al uneltei este 87, există un spațiu între muchia de tăiere și peretele lateral al piesei de prelucrat. Freza ar trebui să utilizeze muchia de tăiere din partea inferioară a lamei pentru a evita tăierea din partea inferioară a lamei, deoarece tranziția de la partea inferioară a lamei este cel mai slab punct al lamei, iar prelucrarea din partea pânzei poate provoca forțe de tăiere radiale care pot provoca vibrații. Meyers a adăugat că, deși tăierea cu partea laterală a lamei nu este obișnuită, în unele procese de prelucrare numite "frezare profil sus (sau jos), freza poate introduce și freza forme complexe în cursele sus și jos. Pentru a oferi suport maxim muchiii de tăiere, corpul mașinii standard de frezat frontal trebuie mărit pentru a fi cât mai aproape posibil de întregul diametru de tăiere al uneltei. Pentru freza cu fante utilizată pentru frezarea profilului, diametrul de tăiere al lamei depășește diametrul corpului uneltei. Prelucrarea metalelor WeChat, conținutul este bun și merită urmărit. El a declarat: "Dar există o anumită limită pentru cantitatea depășită, deoarece prelungirea lamei de frezat nu poate fi prea mare." Meyers a declarat că, deși frezarea este un proces tipic de frezare brută, tehnologia și sculele sale sunt, de asemenea, potrivite pentru prelucrarea de semi precizie și precizie. El a sugerat că, pentru a obține o mai bună netezitate a suprafeței de prelucrare, trebuie redusă etapa de tăiere radială, care este aceeași cu metoda de prelucrare cu trepte reduse utilizată în frezarea de precizie 3D cu freze cu bile. Meyers a explicat că, în mod fundamental, distanța pasului de tăiere este determinată în funcție de lățimea lamei și cantitatea de material tăiat în piesa de prelucrat de muchia de tăiere. Dimensiunea etapei recomandată pentru eșantioanele de produse scule va avea ca rezultat o anumită înălțime reziduală, care determină rugozitatea suprafeței unui anumit frezator cu inserție.

Seculi de la Kenneth Metal a declarat că designul mașinii de frezat este în mod constant îmbunătățit și perfecționat. De exemplu, noile caracteristici ale frezei Kenner cu axa Z includ: structura dentată proiectată pe corpul frezei poate îmbunătăți formarea așchiilor și performanța de îndepărtare a așchiilor, iar proiectarea ieșirii lichidului de răcire poate îmbunătăți controlul performanței de tăiere a căldurii și a îndepărtării așchiilor. El a declarat: "Aceste proiecte structurale integrate cu corpul uneltei, combinate cu utilizarea unei fațe mari de greblă unghiulară, pot reduce forța de tăiere, pot reduce cererea de putere a mașinii unelte, prelungind astfel durata de viață a sculelor și îmbunătățind fiabilitatea prelucrării."

Fiorenza a subliniat că, deși aplicarea tehnologiei de frezare CAM are o istorie de cel puțin 15 ani, în ultimii ani, atelierele de prelucrare au devenit din ce în ce mai conștiente de faptul că frezarea poate atinge rate mai mari de îndepărtare a materialelor, iar datorită programării și verificării mai ușoare a căilor uneltelor, aplicarea frezării a devenit mai ușoară decât în trecut. Din ce în ce mai multe sisteme CAM au algoritmi conceputi special pentru prelucrarea de inserare si frezare. În plus, folosind software-ul de simulare a tăierii, atelierul de prelucrare poate verifica fiabilitatea acestuia înainte de a rula programul ciclului de frezare. Fiorenza a spus: "Trebuie să verificați mișcarea uneltei de-a lungul traseului de tăiere, deoarece frezele specializate nu sunt de obicei unelte de tăiere centrală." Atunci când utilizați unelte de tăiere non-centru, dacă etapa de tăiere selectată nu este adecvată sau dacă permisiunea de prelucrare a piesei de prelucrat este neclară, este posibil să se producă tăiere. Potrivit lui Meyers, unele ateliere utilizează programul ciclului de găurire G81 în prelucrarea CNC pentru a efectua operațiuni de frezare. Dar în acest tip de prelucrare, atunci când freza se întoarce de la inserarea în jos, lama sa se poate zgâria de peretele lateral al piesei de prelucrat. Pentru a rezolva această problemă, un program special conceput pentru ciclul de frezare CAM mută scula 0,025-0,050mm de-a lungul direcției axei X sau axei Y înainte de a ajunge la partea inferioară a inserției și se pregătește să se retragă înapoi la vârful său de deplasare. Mutarea sculei înapoi poate evita zgârietura între pânză și suprafața prelucrată în timpul retragerii sculei. Meyers a declarat: "Este posibilă, de asemenea, programarea manuală a ciclului de inserare și frezare. În unele cazuri, dacă este o simplă inserare și frezare cu aceeași adâncime de inserare, puteți scrie doar o subrutină pentru a determina mișcarea uneltei în axa X sau Y. Cu toate acestea, programarea manuală este o mulțime de lucru și ar trebui utilizată numai atunci când este necesar și nu este necesar să scrieți codul de prelucrare." Whitsell de la DP Technology a declarat: "Încercăm să optimizăm ciclul de prelucrare și frezare, astfel încât utilizatorii să poată profite complet de potențialul maxim al inserției și freza în fiecare tă Acest lucru necesită cunoașterea dimensiunilor piesei albe și a pieselor finite după prelucrare Atâta timp cât dimensiunea finală a piesei este cunoscută, adâncimea de frezare a mașinii de frezat poate fi determinată, iar cunoașterea dimensiunii piesei albe poate determina unde să începeți frezarea. Prelucrarea metalelor WeChat, conținutul este bun și merită urmărit. Whetsell a declarat: "Acestea sunt, practic, informațiile de programare pentru piesele de prelucrat care au fost prelucrate anterior prin frezarea inserției în stadiul actual. În software-ul DP ESPRIT CAM, ne referim la ea ca "programarea automată a pieselor de prelucrat". Whetsell a declarat, "Programarea sculei de tăiere înapoi în direcția axei X sau Y devine un pic dificilă, deoarece nu puteți lăsa scula doar să se retragă în materialul ulterior al piesei de prelucrat și nu doriți să retrageți scula în materialul rezidual generat de tăierea anterioară." Software-ul CAM poate programa frezarea inserțiilor în diferite moduri. Whetsell a declarat: "De exemplu, puteți defini înălțimea reziduală (cum ar fi 0,25 mm) fără a defini etapa de tăiere sau lățimea radială de tăiere, iar software-ul CAM poate calcula numărul de operațiuni de frezare pentru a atinge această înălțime reziduală." DP Technology dezvoltă un ciclu dedicat de frezare pentru software-ul ESPRIT, iar unii utilizatori au dezvoltat deja programe de frezare prin interfața avansată de programare a pachetului software. Potrivit Seculi de la Kenner Company, parametrii de tăiere și terminologia profesională utilizate în frezarea fantelor sunt diferiți de alte metode de frezare. De exemplu, pentru a preveni vibrațiile, ar trebui utilizată o viteză mai mică de tăiere atunci când freza se ridică pentru o lungă perioadă de timp. La descrierea procesului de frezare de inserție, semnificația Ap utilizată pentru a reprezenta adâncimea de tăiere axială în frezarea plană s-a schimbat, de asemenea, deoarece este poziționată radial pe freza de inserție mai degrabă decât în direcția axei verticale. În frezarea axei Z, nu există dimensiuni de adâncime axială de tăiere, ci doar adâncime radială de tăiere (adică distanța pasului de tăiere) și dimensiuni de tăiere radială. Adâncimea de tăiere este de obicei legată de dimensiunea lamei. Compania Kenner sugerează că în timpul frezării inserției, adâncimea de tăiere trebuie menținută întotdeauna pentru a fi mai mare de 15% din lungimea de tăiere a lamei. Dacă adâncimea de tăiere devine aproape sau mai mică decât valoarea razei arcului de vârf al uneltei a lamei, forța de tăiere radială va crește, pierzând astfel unele avantaje ale tehnologiei de frezare a inserției.

Frezarea prin inserție și frezarea cu alimentare ridicată sunt strategii de tăiere a metalelor cu productivitate ridicată. Alegerea între utilizarea acestei tehnologii sau a altor strategii de frezare depinde de mai mulți factori. Pentru a maximiza avantajele frezării, este necesar să se utilizeze freze specializate și să se efectueze cu atenție programarea CAM. În multe cazuri, frezarea cu alimentare ridicată poate deveni o alternativă mai simplă și mai fezabilă la frezarea cu fante, iar frezele cu alimentare ridicată sunt, în principiu, freze cu margini drepte cu unghiuri mari de plumb. Un unghi mare de plumb subține cipurile și, pentru a menține o grosime suficientă a cipului, este necesar să se crească rata de alimentare. Frezele de frezat cu alimentare ridicată pot tăia rapid materiale metalice cu rate ridicate de alimentare și adâncimi mici de tăiere, minimizând în același timp sarcina laterală care acționează asupra mașinii unelte de tăiere și a uneltelor de tăiere. Tom Noble, Manager de produs MAX1ine la Ingersoll Tools, consideră că dimensiunile caracteristice și structura pieselor pot ajuta atelierul de prelucrare să decidă dacă să utilizeze frezarea cu inserții sau frezarea cu alimentare ridicată. El a spus: "Dacă trebuie prelucrată o cavitate concavă mică, folosirea frezării inserției poate fi mai potrivită. Datorită distanței scurte de mișcare radială, nu este nevoie să frezați prea mult material radial. Cu toate acestea, dacă suprafața care urmează să fie frezată este destul de mare, utilizarea frezării cu alimentare ridicată poate fi mai eficientă." Frezarea cu alimentare ridicată are într-adevăr sarcini laterale, dar poate fi minimizată prin utilizarea adâncimii mici de tăiere, alimentare rapidă și treceri multiple de scule. Fiorenza a subliniat că utilizarea unei mașini de frezat cu diametrul de 50 mm sau mai mult pentru frezarea cu supraînălțime lungă poate fi foarte eficientă. Frezarea cu alimentare ridicată poate fi mai potrivită pentru frezarea cu supraînclinare lungă cu freze cu diametru mic. El a spus, "Atunci când lungimea supraînălțată a uneltei de tăiere crește la 4 sau 6 ori diametrul, vor începe să apară anumite tipuri de palavrageală. Puteți utiliza freze mari de alimentare și adâncimi mici de tăiere de 0,38-0,50 mm pentru a face față acestor prelucrări. Este posibil să aveți nevoie, de asemenea, să utilizați unele structuri de scule anti-vibrații, cum ar fi suporturi de scule integrate din aliaj dur și capete modulare de scule." Noble consideră că un factor cheie în alegerea unei metode de frezare este sarcinile zilnice de prelucrare în atelier. "De exemplu, dacă doriți să efectuați o cantitate mare de frezare 3D în viața zil

Deși mașinile-unelte de uz general au avantajul de a fi versatile, utilizarea mașinilor-unelte specializate este adesea o alegere mai bună pentru a maximiza productivitatea (și a reduce deformarea). Compania Doushan Machine Tool, care produce produse cum ar fi centre de prelucrare verticale (VMC) și mașini de alezat și frezat orizontal, poate furniza diferite tipuri de mașini-unelte, de la centre ușoare de filetare la centre de prelucrare cu cinci axe de mare viteză pentru tăierea grea a matrițelor. Prelucrarea metalelor WeChat, conținutul este bun și merită urmărit. Managerul de marketing John Ross a declarat că compania poate personaliza mașini-unelte pentru diferite prelucrări (și chiar regiuni diferite). De exemplu, unele mașini-unelte folosesc ghidaje liniare, în timp ce altele folosesc șine dure mai robuste. Când intrăm pe piață în unele părți din California, SUA, care taie în principal materiale ușoare, mașinile-unelte liniare de ghidare sunt pe calea cea bună. Cu toate acestea, atunci când intrăm pe piața din Midwest, care prelucrează materiale aviatice și aliaje la temperatură ridicată, utilizatorii au nevoie de mașini-unelte de șină dură care pot rezista forțelor de tăiere mai mari și sunt mai durabile și durabile. Dar capacitatea acestui tip de mașină-unelte de a rezista sarcinii cipurilor nu este la fel de bună ca cea a mașinilor-unelte cu șină dură. Ross a subliniat că centrele de prelucrare verticale din seria Mynx ale Doosan sunt platformele de prelucrare care pot maximiza avantajele frezării inserției, iar rigiditatea lor este cea mai mare dintre VMC-urile Doosan. Baza mașinii uneltei este realizată din turnare integrală, iar masa de lucru 1500mm poate prelucra matrițe mari sau turnări de aviație. Steve Sigg, inginer de aplicații la Doushan Company, a subliniat că "cu cât axul unei mașini-unelte este mai gros, cu atât este mai puternică capacitatea de frezare." În tăierea grea, tehnologia de frezare fante poate ajuta utilizatorii să freze eficient unele materiale dificil de prelucrat (cum ar fi aliajul Inconel și oțelul inoxidabil), în timp ce utilizarea unui frez frontal pentru prelucrarea radială a acestor materiale este foarte ineficientă. Atunci când supraînclinarea sculei este mare, forța laterală de frezare poate provoca vibrații excesive, iar frezarea fantelor poate, de asemenea, rezolva eficient această problemă. El a menționat, de asemenea, că un alt motiv pentru care producătorii au devenit interesați de frezarea prize este că odată cu reînnoirea fabricației americane, unele sarcini de prelucrare a mucegaiului se întorc în mod constant din China în Statele Unite.