, .

CAD / CAM / CAE - софтуерни решения и технологии.

.

АБОНИРАЙТЕ СЕ

Бюлетин

Абонамент за е-бюлетин




Анкета

Как да изглежда форума в частта, касаеща софтуера?
1. Да се раздели по категории - CAD, CAM, CAE
2. Да не се променя
3. Друго - отправете предложения

HSM с CAM система

Високо скоростно фрезоване с CAM система, контролираща инструмента

 

 


Сега вече е възможно да се увеличи производителността, без увеличаване на разходите с помощта на новата техника за фрезоване – фрезоване с динамично управление на инструмента.
Stephen A. Diehl

 

В съвременния силно конкурентен пазар от ключово значение е предлагането на конкурентни цени, както и доставка на качествени детайли на ниска цена. Основен фактор при определянето на предлаганата цена е времето, необходимо за обработка. Колкото по-бързо може да бъде обработен един детайл, толкова по-ниска може да бъде цената и производителят има по-голяма възможност да спечели от труда и да увеличи печалбата. Сега вече е възможно да се увеличи производителността, без увеличаване на разходите. Това може да се осъществи чрез новата техника - фрезоване с динамично управление на инструмента.

 

Повечето CAM системи днес използват техниките като офсет на контура и паралелен офсет, за да генерират инструменталния път  за високо скоростно фрезоване (HSM). HSM използва висока степен на подаване, но чрез нея не се постига възможно най-високата производителност. За да се постигне максимална производителност, не само степента на подаване трябва да е висока, но трябва да са увеличи и дълбочината на рязане, дори повече от необходимото. HSM не може да постигне това с техниките като офсет на контура и паралелен офсет при генериране на инструменталния път , защото когато инструментът обира ръба, натоварването върху него рязко нараства. С цел да се предотврати счупването на инструмента и шума с HSM, трябва да се използва малка дълбочина на рязане. Ако се реже много плитко, то трябва да се направят много движения, за да се достигне до желаната дълбочина, като това увеличава времето, необходимо за обработка на детайла.

 
Tool Engagement Controlled Milling

 
Целта на фрезоването с динамично управление на инструмента е да се постигне възможно най-висока производителност. Това изисква осигуряване на пълен контрол над режещата среда, с цел да се получи оптимално рязане навсякъде по инструменталния път. Да се реже оптимално означава, да се получат стружки с оптимална геометрия при използването на конкретния инструмент и конкретните материали, подложени на обработка. Това от своя страна изисква да се контролират степента на подаване, скоростта на шпиндела, дълбочината на рязане и участието на инструмента. Тази най-висока степен на отнемане от материала (MRR) може да се постигне единствено, когато степента на подаване, скоростта на шпиндела, дълбочината на рязането и управлението на инструмента са оптимални.

 


Повечето CAM системи днес използват техники като офсет на контура и паралелен офсет за генериране на инструменталния път и високоскоростна обработка (HSM) за рязане на джобове в матричните бази, както е показано тук. Обърнете внимание на острите ръбове, където режещият инструмент ще трябва да бъде забавен, за да се предотврати подрязване на ъглите и счупване на режещия инструмент.

Използвайки фрезоването с динамично управление на инструмента, операторът само трябва да знае как да изпълнява оптимално странични разрези с постоянна стъпка, постоянно ниво на подаване, постоянна скорост на шпиндела и постоянна дълбочина на рязане. С тази информация, CAM системите с динамично управление на инструмента могат да оформят инструменталния път, за геометрията на който и да е детайл. Това осигурява изключително висок MRR във всяка точка от инструменталния път, като едновременно с това значително се намалява времето за обработка. Рязането на стружки по оптимален начин, също значително увеличава живота на инструмента, намалява количеството на изразходваната топлинна енергия, както и изкривяванията на детайлите, освен това поддържа постоянно натоварване на инструмента, повишава точността на размерите и напълно елиминира шума.


Дълбочина на рязане

От друга страна HSM могат да използват дълбочинна обработка - около 0,2 пъти от диаметъра на инструмента, докато фрезоването с динамично управление на инструмента използва дълбочина на обработка от 1,5 до 2,0 (или повече) пъти от диаметъра на инструмента. Това увеличение на дълбочината дава възможност с много по-малко движения на инструмента да се постигне пълния резултат и значително намалява времето, необходимо за обработката на детайла. При HSM само върха на инструмента се използва за рязане. Това е причина за бързото му прегряване и износване. Чрез фрезоването с динамично управление на инструмента, се използва много по-голяма част от повърхността му. Това позволява на натоварването, прегряването и износването да се разпределят равномерно на много по-голяма площ от инструмента и като резултат се постига по-дълъг живот на инструмента.

 
Контрол над геометрията на стружките


Някои биха могли да ви накарат да повярвате, че чрез контрол на нивото на отстраняване на материала (понякога се нарича постоянен фрезови обем) се постига най-високата възможна производителност. Това обаче не е вярно. Контролът върху геометрията на стружката, особено дебелината, е необходимото условие, за да се постигне високо ниво на производителност. Това може да се осъществи само чрез фрезоване с динамично управление на инструмента.

 

 


Инструменталният път, който контролира това и използва постоянна степен на захранване, постоянна скорост на въртене и постоянна дълбочина при рязане, по презумция би поддържал постоянно ниво на стружкоотнемане. По-важното е, че ще се осигури постоянна форма на стружката (включително постоянната й дебелина). Това е ключът към оптимално рязане и висока производителност.


Инструменталният път, който контролира динамичното управление на инструмента би изглеждал доста по-различен от този при прилагане на офсет на контура и паралелен офсет. Забележете, че тук няма остри ръбове и геометричната форма не определя параметрите на пътя на инструмента. В същност всеки следващ ход на рязане е направена така, че следващият може да бъде при желания ъгъл.



Инструментален път


При работа без динамично управление на инструмента, нивото на подаване трябва да се намали, когато инструмента срещне ръб, при това се отнема твърде тънък слой от материала и се предизвиква прегряване. Това важи с особена сила при по-твърди материали като P20 и титан. Прегряването предизвиква бързо износване на материала, което трябва да бъде преодоляно чрез намаляване степента на отстраняването му. Този проблем не възниква при фрезоването с динамично управление на инструмента.


Инструменталният път, който контролира динамичното управление на инструмента би изглеждал доста по-различно. Благодарение на днешните лесно достъпни компютърни технологии, е възможно да се създаде инструментален път, който в по-голямата си част, не наподобява крайната форма. Целият път на инструмента се планира предварително, така че, да няма място, където управлението на инструмента да превишава стойността, зададена от потребителя.

 


Фрезоването с динамично управление на инструмента постига оптимална производителност чрез оптимална обработка навсякъде. За да се постигне оптимално рязане навсякъде по пътя на инструмента за всяка част от геометрията, е необходимо да се контролира нивото на подаване, скоростта на шпиндела, дълбочината на рязане и динамичното управление на инструмента. Това позволява поддържане на високи скорости и нива на отстраняване на материала, подаването и дълбочината на рязане, което води до редуциране на времето за обработка и значително увеличаване на живота на инструмента.

 
При машините с ЦПУ от висок клас не е необходимо да се използва фрезоване с динамично управление на инструмента. С намаляване на натоварването върху инструмента, натоварването върху машината също намалява и при по-старите машини веднага се забелязва увеличение на производителността.

 

  


Динамичното управление на пътя на инструмента позволява последователно рязане навсякъде. Няма големи отклонения, когато инструментът навлиза в ръб. Няма нужда да се правят опити за непрекъснато регулирате на степента на подаване или дълбочината на рязане. Не е необходимо да има дежурен оператор, който да натиска бутона за спиране щом има някакъв проблем. Извършва се гладко, непрекъснато рязане с инструмент с дълъг живот. Това облекчава значително операциите.

 
Ползи
Производствените ползи от динамичното управление на пътя на инструмента и контрола на цялата геометрия на стружката, са забележителни. Твърдите и трудни за обработка материали могат да бъдат обработени добре само при условие, че се отделят малко стружки. Когато цялата геометрия на стружката се контролира, тези материали стават лесни за обработка. С материали като P20 и титан, производствените резултати са два пъти по-високи, като едновременно с това се удвоява живота на инструмента. При меките материали, също се наблюдава значително увеличение на производителността поради повишаване на дълбочината на рязане.

 
Резюме

Оптималната производителност се осигурява чрез оптимално рязане. За да се реже оптимално навсякъде по инструменталния път за всяка геометрия на частта, е необходимо да се контролира нивото на захранване, скоростта на шпиндела, дълбочина на рязане и динамичното управление на инструмента. Това позволява постигане на висок процент на отстраняване на материала при високи скорости, захранване и дълбочина на рязане, което води до значително намаляване на времето за обработка и увеличава живота на инструмента. Това може да се постигне само с динамичното управление на пътя на инструмента.