Увеличение производительности благодаря использованию инновационных инструментальных технологий

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ИНСТРУМЕНТ»

Инструмент ISCAR


Д-р. Моше Голдберг

Находясь в состоянии постоянной конкурентной борьбы, машиностроительные предприятия стремятся повышать производительность, что предполагает увеличение объема удаляемого металла в единицу времени. Это требует повышения скорости и глубины резания. Для того чтобы всего этого добиться, необходимо должным образом контролировать процесс резания металла и использовать его наиболее эффективным образом, применяя новейшие технологии.

Несмотря на то, что на инструмент приходится всего 3% себестоимости продукции, его оптимальный выбор может обеспечить экономию до 15% благодаря повышению производительности на 20%.

Подобно эффекту домино, повышение производительности станков на 15–20% приводит к значительному увеличению выпуска продукции, что, в свою очередь, влечет более высокий уровень доходности и конкурентоспособность. Однако достичь этих целей можно только путем сочетания инновационного режущего инструмента с современным станком с ЧПУ и качественной САПР.

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛА

При правильном выборе режущего инструмента и параметров обработки можно сократить время цикла и, следовательно, затраты на одну деталь. Быстрое удаление металла не только обеспечивает более высокую производительность, но и экономит ресурсы. В целом чем короче время контакта инструмента с материалом, тем выше производительность и больше экономия. Этот эффект можно усилить с помощью использования САПР, определяющей кратчайшую траекторию инструмента и оптимизирующей условия обработки.

ПРИМЕНЕНИЕ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ, ИСКЛЮЧАЮЩИХ ВИБРАЦИЮ

Более качественная работа инструмента — точность и эффективность распределения режущих сил при одновременном исключении вибрации, обеспечение легкого удаления стружки — приводит к значительному снижению усилий резания, а также увеличению производительности.

Основными факторами, которые позволяют достичь высокого объема удаляемого материала при минимальных энергозатратах, являются геометрические параметры винтовой линии режущей кромки и конфигурация канавки с переменным шагом. Инструмент с такой канавкой позволяет избавиться от гармонических колебаний — основного источника вибрации.

Как только возникают колебания или вибрация во время обработки, операторы немедленно снижают скорость, подачу или глубину реза и, таким образом, снижают производительность. ISCAR, как ведущий производитель инструмента, постоянно стремится к развитию инновационных технологий, которые повышают производительность.

Концевые фрезы CHATTERFREE FINISHRED от компании ISCAR — это вариант, разработанный специально для решения проблемы вибрации во время фрезерования и выполнения черновой и чистовой обработки одновременно. При переменном шаге канавки гармонические колебания отсутствуют. Это позволяет достичь более высокой скорости и более высокого класса чистоты поверхности в режиме черновой обработки. Технология CHATTERFREE FINISHRED реализуется как с помощью цельных твердосплавных концевых фрез, так и со сменными головками MULTI–MASTER.

Эти концевые фрезы особенно полезны при использовании на станках низкой мощности, адаптированных под ISO40 или BT40. Совмещение черновой и чистовой концевой фрезы в одном инструменте дает огромный выигрыш по времени цикла, а 4 канавки, имеющие переменный шаг, угол подъема 38° и средняя длина обеспечивают качественную обработку поверхности без вибраций в режиме черновой обработки в операциях с высокой нагрузкой.

Та же концепция конструкции CHATTERFREE реализована в многогранных режущих пластинах для снижения вибрации в операциях фрезерования с большим вылетом.

Новая режущая пластина обладает уникальной геометрией CHATTERFREE и может устанавливаться на любую концевую фрезу HM90 E90AD, торцевую фрезу HM90 F90A, торцево цилиндрическую фрезу HELIMILL или фрезу с ассиметрией резания двумя разными режущими кромками, что также снижает вибрацию и продлевает срок службы инструмента. Шлифованные режущие кромки и их специальная подготовка обеспечивают абсолютную точность геометрии, что способствует снижению энергопотребления на 10% по сравнению с обычной пластиной. Уникальная конструкция фрезы обеспечивает улучшенное удаление стружки по сравнению со стандартными фрезами. Широкая зачистная кромка обеспечивает улучшенное качество поверхности, а твердый сплав SUMO TEC марок IC380 и IC830 справляется со всеми трудностями, возникающими в наиболее сложных условиях обработки.

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СВЕРЛЕНИЯ

Революция, произведенная компанией ISCAR 10 лет назад разработкой линейки сверл CHAMDRILLJET и последней версии сверл SUMOCHAM, изменила концепцию сверления и внесла большой вклад в повышение производительности. Новая конструкция многогранных головок не требует времени на установку, поскольку замена головки производится в то время, когда хвостовик все еще соединен со шпинделем. Таким образом, исключается простой станка, а точность центровки лежит в пределах +/- 1 микрон. Сверлильные головки подходят для обработки любого материала, благодаря специально разработанной геометрии, которая позволяет быстро удалять стружку. Это способствует необычайно высокой скорости врезания инструмента, что значительно повышает производительность. Сверлильные головки производятся в диапазоне диаметров от 6 мм до 33 мм с шагом 0,1 мм. Хвостовики — от 1,5XD до 12XD для быстрого сверления глубоких отверстий, в большинстве случаев они изготовлены из стали, чтобы скомпенсировать потенциальное несовмещение во время первого контакта на стадии врезания.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ

Более всего увеличению производительности токарной обработки способствует винтовая линия режущей кромки благодаря высокой скорости удаления металла. Благодаря уникальным кромкам режущих пластин фирмы ISCAR, и их конфигурации этот токарный инструмент может работать при очень высоких режимах обработки (особенно подачах), в то же время, уменьшая вибрацию и силу давления на режущую кромку. Геометрические параметры пластины обеспечивают высокое качество поверхности обрабатываемой детали даже при высокой скорости, что во многих случаях исключает необходимость в чистовой обработке. Передний угол пластины составляет 88°, что способствует его большей прочности. Эти пластины со спиральной режущей кромкой можно легко установить на стандартные державки, просто заменив поддерживающую шайбу под пластиной.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭФФЕКТА УТОНЬШЕНИЯ СТРУЖКИ

Осевое утоньшение стружки обычно ассоциируется с высокоскоростной обработкой, но этот же эффект можно использовать и для увеличения количества удаляемого металла при обработке стандартной концевой фрезы на станке с умеренной скоростью, когда профиль пластины сопрягается с радиусом.

Утоньшение стружки происходит вследствие небольшой глубины реза, что позволяет увеличить величину подачи. Термин «высокоскоростное фрезерование», особенно в применении к обработке стали, обычно подразумевает обработку небольшим инструментом, с высокой скоростью вращения и подачей, но небольшой глубиной реза. Такая обработка обеспечивает высокую скорость удаления материала благодаря очень быстрым проходам.

Следствием этого эффекта является то, что толщина стружки меньше, чем подача на зуб. Это значит, что подачу на зуб можно увеличить, и соответственно, ее линейная скорость в мм/мин вырастет еще больше, сверх того, что обеспечивается высокой скоростью шпинделя.

Режущая сила, возникающая на конце пластины направлена вверх по направлению к ее центру. Учитывая это, только две составляющие силы направлены вдоль осей X и Y. Третья составляющая направлена вдоль оси Z, в направлении шпинделя. Все это снижает вероятность повреждения инструмента, и способствует более стабильной обработке.

Широкий ассортимент фрез для скоростной подачи от компании ISCAR разработан специально для увеличения производительности фрезерования при одновременном снижении энергопотребления.

Эта конструкция обеспечивает высокую стабильность и позволяет производить обработку при чрезвычайно высоких подачах даже для операций с большим вылетом инструмента. Кроме того, посадочное место пластины в форме ласточкиного хвоста, что обеспечивает исключительно прочное крепление. Фрезы такого типа должны быть снабжены отверстиями для охлаждения, особенно при фрезеровании с высокой подачей, обработке уступов, врезании под большим углом и т. п.

Толщина стружки определяется совокупным эффектом глубины реза инструмента и угла подъема спирали. Например угол подъема в 45° распределяет стружку по более длинной поверхности и производит только 70% от заданного объема стружки.

Стандартная подготовка кромок пластин для тяжелого фрезерования заключается в узкой фаске и небольшом скруглении. Однако для некоторых случаев, таких как прерывистое фрезерование или толстая окалина на детали, требуется более широкая фаска. Величина подачи на зуб должна быть выше, чем величина скругления кромки, чтобы инструмент резал, а не терся о деталь, и толщина стружки была достаточной. Понимание и использование явления утоньшения стружки может значительно повысить производительность.

Таким образом, высокого уровня производительности можно достичь путем использования наиболее подходящего инструмента в совокупности с соответствующим режимом обработки и применением наиболее прогрессивных технологий.

Ключ к высокой производительности находится в руках пользователя, и ему необходимо принять стратегическое решение о том, использовать ли эти технологии, инструмент и другие нетрадиционные методы обработки. Для того чтобы оставаться конкурентоспособными, производителям приходится изменять свою концепцию, мыслить нестандартно и использовать последние достижения инструментального производства.

Применение эффективной стратегии обработки будет способствовать уменьшению режущих сил, их эффективному распределению, устранению вибрации и облегчению удаления стружки. В конечном итоге это приведет к большому объему удаленного металла в пересчете на деталь при низком уровне затрат.

Подробная информация:
+380 (44) 503-07-08
www.iscar.com

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.