PlasticPortal.eu - denne aktualizovaný portál pre plasty a gumu

Aktuality
Novinka v našej ponuke: kniha Procesy spracovania polymérov od Pavla Alexyho

24.05.2017 | Táto publikácia vznikla ako učebný text pre poslucháčov FCHPT STU v Bratislave so špecializáciou zameranou na technológiu spracovania plastov a kaučukov, pričom vyučovaný predmet má splniť úlohu základného kurzu v oblasti spracovania polymérov.

GF Machining Solutions na MSV Nitra 2017

23.05.2017 | Spoločnosť GF Machining Solutions Vás srdečne pozýva na Medzinárodný strojársky veľtrh, ktorý sa bude konať v dňoch 23. až 26.05.2017 v Nitre.

Zvýšte ochranu pracovníkov pomocou spoľahlivej kontroly nosenia ochranných pracovných prostriedkov

23.05.2017 | Nášmu zákazníkovi sme pomohli, aby jeho zamestnanci pravidelne používali ochranné gumené rukavice. Snímač wenglor zabezpečí, že v prípade nenasadenia rukavíc sa stroj nespustí.

Novinka na MSV 2017 v Nitre – LASTIC. Príďte sa pozrieť na laserové riešenie pre plasty!

22.05.2017 | Na tohtoročnom MSV Nitra uvádza spoločnosť LASCAM systems novú multifunkčnú laserovú pracovnú stanicu pre plastikársky priemysel, ktorá slúži ako autonómny doplnok automatizovaných celkov.

ONDRÁŠEK SLOVAKIA, s.r.o. pozýva na veľtrh MSV 2017 v Nitre

19.05.2017 | Na stánku Vám predstavíme komplexné označovacie technológie pre výrobné a baliace linky.

 
Plastikársky slovník
Portál ZÁKONY A NORMY
Portál ZÁKONY A NORMY
Aktuálne v legislatíve
Verejná konzultácia o pravidlách zodpovednosti výrobcu za škodu spôsobenú chybou výrobku

10.04.2017 | Európska Komisia začala na svojich webových stránkach verejnú konzultáciu o pravidlách zodpovednosti výrobcu za škodu spôsobenú chybou výrobku.

Zdravotnícke pomôcky - Systémy manažérstva kvality

07.12.2016 | Norma pre Zdravotnícke pomôcky - Systémy manažérstva kvality - Požiadavky na splnenie predpisov, z decembra 2016.

Připravuje se novela zákona č. 477/2001 Sb. o obalech

29.11.2016 | Připravovaná novela zákona č. 477/2001 Sb. o obalech se týká se povinného zpoplatnění pouze lehkých plastových odnosných tašek s tloušťkou stěny do 50 ...

§ 58 zákona o odpadoch je zrušený! Povinnosti voči OZV zostávajú nezmenené!

16.11.2016 | Dňa 25.10.2016 parlament Slovenskej republiky zrušil sporný § 58 zákona o odpadoch, v zmysle ktorého, pôvodca odpadu z obalov pre ktoré nebol výrobcom ...

Harmonizované normy v říjnu 2016

11.11.2016 | V Úředním věstníku EU byly v říjnu 2016 zveřejněny následující názvy a odkazy harmonizovaných norem:

 
Newsletter
CAPTCHA Image
 
Úvod > Aktuálne články > Ako využiť potenciál obrábacích strojov na 110 a viac percent
Ako využiť potenciál obrábacích strojov na 110 a viac percent
 
 
Ako využiť potenciál obrábacích strojov na 110 a viac percent

Ako využiť potenciál obrábacích strojov na 110 a viac percent

Roky sa vývoj CAM programov sústredil na udržanie vývoja s vývojom obrábacích strojov. Väčšinou s oneskorením len reagoval na nové technické možnosti. Progresívna technológia frézovania tento trend otočila a naopak vdychuje bežným frézovacím strojom a nástrojom nový výkon a efektivitu bez toho, aby to vyžadovalo ďalšie podmienky.

Regionální technologický institut při Západočeské univerzitě v Plzni ve spolupráci se společnostmi SolidCAM CZ a ISCAR ČR uspořádal zajímavý seminář za účelem porovnání dvou rozdílných frézovacích strategií. Výsledky poukázaly na nepřehlédnutelný vliv těchto strategií na efektivitu obrábění a snižování nákladů.


Progresivní frézovací strategie

Tyto technologie v tomto testu zastupuje technologie iMachining z dílny software SolidCAM (Izrael). Technologii iMachining využívá v České republice a na Slovensku pro účely svého programování nejen Iscar, ale také Guehring, WNT, Taegutec či Tungaloy a v neposlední řadě i společnost Dormer Pramet.


Technologie iMachining

Frézovací strategie iMachining je moderní technologie určená pro optimalizaci obrábění zejména s monolitními karbidovými nástroji s využitím celé řezné části nástroje. Podstatou strategie je automaticky přizpůsobovat dráhu nástroje a rychlost posuvu i otáček tak, aby se průřez třísky v průběhu procesu obrábění pokud možno neměnil (konstantní řezný odpor). Tento maximální požadavek není zcela splnitelný, nicméně se k němu dá dostatečně přiblížit. Spolu s řízením bočního kroku (opásání nástroje) jsou řízeny i otáčky a posuv s cílem konstantního průřezu třísky. Typická je velká hloubky řezu, běžně >2D, což má příznivý vliv na snížení vibrací a menší opotřebení nástroje.

Díky výkonným algoritmům mohou programátoři volit mnohem vyšší řezné a posuvové rychlosti než při klasickém frézování, ovšem často za cenu komplikovanější a delší dráhy nástroje. Obrábění celým bokem nástroje (běžně do hloubky 2xprůměr nástroje) s malým bočním úběrem a optimalizovanými rychlostmi vede k vyšší efektivitě obrábění, kratším časům a je velice šetrné k nástroji i vřetenu (nízké rázy a vibrace). Efektivita se o něco snižuje ve chvíli, kdy se obrábí do menších hloubek – při malém záběru v ose Z je řezný odpor celkově nízký a neklade nároky na nástroj ani při použití
standardní technologie. Účinné a efektivní generované dráhy nástroje jsou vhodné pro obrábění tvrdých, těžko obrobitelných, korozivzdorných, nástrojových a exotických materiálů.


Seminář ISCAR-ZČÚ-SolidCAM

V laboratořích Regionálního technologického institutu se uskutečnil ojedinělý seminář, jehož cílem bylo porovnat standardní frézovací strategie s technologií iMachining, která je dostupná v CAM řešení SolidCAM. Program akce sestával ze dvou částí: v teoretické části přestavili programátoři oba přístupy, použité nástroje a řezné podmínky. Jak standardní programy, tak technologie iMachining, již byly odladěny v předchozích zkušebních testech, aby se i prakticky dosáhlo maxima výkonu pro každou z technologií. Odpoledne pak následoval poslední, ostrý srovnávací test.

Výchozí podmínky experimentu byly originální, jednalo o obrobení téhož dílu za konstantních podmínek. Stroj a nástrojové vybavení byly totožné. Obrábění se lišilo použitím frézovacích strategií a využití jejich potenciálu v souladu s řeznými podmínkami a výkonem obráběcího stroje. Srovnávacím kritériem byly strojní čas a opotřebení nástrojů. Cílem pak bylo jediné – porovnat rozdílné programovací (obráběcí) koncepty a získané poznatky pak umět správně použít v praktické výrobě.


Tvar dílu a volba materiálu

Experimentální díl obsahuje otevřenou kapsu i vnější konturu. Velikost a tvar jsou vidět na výrobním výkresu (obr. 1). Výstupek ve tvaru písmene U byl záměrně vysoký 16 mm, aby mohl být obrobený celou řeznou délkou nástroje. Nástroje z řady ChatterFree pro provedení experimentu dodala společnost ISCAR ČR, která se podílela na experimentu a také na programování standardní frézovací strategie.

Obr. 1 – Výkres dílu  
   Obr. 1 – Výkres dílu  


Polotovar byl zvolen ze čtyř různých materiálů různé pevnosti, tvrdosti a také obrobitelnosti: referenční ocel C45 (12 050.1), korozivzdorná ocel 1.4404 (17 349), nástrojová ocel žíhaná na měkko 1.2343 (19 552) a Toolox 44.

Mechanické vlastnosti materiálů jsou uvedeny v tab. 1.

Tab. 1 – Mechanické vlastnosti  
   Tab. 1 – Mechanické vlastnosti  


Polotovarem byla válcovaná tyč o Ø 90 x 30, na které bylo před experimentem vyfrézováno osazení pro upnutí do svěráku.

Obr. 2 – Polotovar upnutý ve svěráku na stole obráběcího centra DMU 65 MonoBlock  
   Obr. 2 – Polotovar upnutý ve svěráku na stole obráběcího centra DMU 65 MonoBlock  


Ocel C45 (12 050)
je známá jako referenční materiál ocelí pro stanovení třídy obrobitelnosti. Používá se pro méně namáhané strojní díly ve stavu zušlechtěném nebo normalizačně žíhaném. Obrobitelnost je ve stavu po válcování ztížená vlivem zvýšené pevnosti. Pro obrábění je vhodnější stav žíhaný na měkko.

Chrom-niklová austenitická ocel 1.4404 (17 349) má nízký podíl uhlíku a vysokou odolnost proti korozi. Ocel je dobře obrobitelná, nicméně je to nerez, což hovoří za vše.

Chrom-molybdenová ocel 1.2343 (19 552) se používá pro pohyblivé díly jádra a jiné části forem pro tlakové lití slitin hliníku a velké série odlitků. Je dobře obrobitelná ve stavu žíhaném na měkko, což byl stav, v jaké byla testována.

Toolox je kalená nástrojová ocel s nízkým zbytkovým pnutím, a proto má dobrou rozměrovou stálost. Dle normy DIN EN ISO je její alternativní označení 1.2342/1.2344. Ačkoliv má poměrně vysokou tvrdost i mez pevnosti a houževnatost, tak je velmi dobře obrobitelná.


Frézovací strategie

Cílem experimentu bylo porovnat standardní frézovací strategie s technologií iMachining. Standardní offsetové technologie mají své známé nevýhody, jako je měnící se průřez odebírané třísky (s tím souvisí proměnný řezný odpor). Rovněž dochází ke špatnému odvodu třísek, což má za následek vznik opotřebení a snížení trvanlivosti nástroje. Oproti tomu byly použity nástroje ISCAR ChatterFree s proměnnou geometrií břitů i šroubovice, což umožňovalo silové obrábění ve velké hloubce i při plném opásání nástroje. Klasická technologie tak mohla odevzdat své skutečné maximum.

Trajektorie nástroje standardní frézovací strategií pro obrobení experimentálního dílu je uvedena na obr. 3.

Obr. 3 – Trajektorie nástroje standardní frézovací strategií  
   Obr. 3 – Trajektorie nástroje standardní frézovací strategií  

 

Obr. 4 – Trajektorie nástroje efektivní frézovací strategie iMachining  
   Obr. 4 – Trajektorie nástroje efektivní frézovací strategie iMachining  


Obráběcí stroj

Experiment se uskutečnil v laboratoři Regionálního technologického institutu, který je vybaven pětiosým CNC frézovacím centrem DMG Mori DMU 65 MonoBlock (obr. 5). Parametry stroje velmi důležité pro stanovení omezujících kritérií a optimalizace procesu obrábění – využití potenciálu stroje.

Maximální přípustné otáčky stroje jsou 18 tisíc za minutu. Frézka dosahuje výkonu 35 kW, krouticí moment je 85 Nm a pro upnutí nástrojů se používá kužel HSK A 63.

Obr. 5 – Pětiosé CNC frézovací centrum DMU 65 MonoBlock  
   Obr. 5 – Pětiosé CNC frézovací centrum DMU 65 MonoBlock  


Nástrojové vybavení

Materiály polotovarů vyžadují ostré nástroje s kladným řezným úhlem čela eliminující vibrace. Zvoleny byly monolitní karbidové hrubovací frézy řady ChatterFree (obr. 6), které eliminují vibrace i při větším vyložení. Nástroje k provedení testu dodala společnost ISCAR ČR.

Obr. 6 – Monolitní karbidová fréza ISCAR ChatterFree  
   Obr. 6 – Monolitní karbidová fréza ISCAR ChatterFree  


Řezné podmínky

Pro obrábění standardní frézovací strategií byly zvoleny řezné podmínky na základě doporučení dodavatele řezných nástrojů (ISCAR) a podle uživatelských zkušeností. Parametry se rovněž odvíjely podle materiálových vlastností uvedených v tab. 1.

Tab. 2 – Použité řezné podmínky pro frézování standardní strategií  
   Tab. 2 – Použité řezné podmínky pro frézování standardní strategií  


Řezné podmínky pro obrábění strategií iMachining byly zvoleny podle Technologického průvodce, který je součástí řešení SolidCAM. Podle vlastností materiálu, zejména pevnosti a podle specifikace stroje se dopočítávají optimální řezné podmínky automaticky. V tabulce 2 si můžete všimnout, že pro materiály 12 050 a 19 552 byly omezujícím kritériem maximální otáčky stroje.

Tab. 3 – Použité řezné podmínky pro frézování strategií iMachining  
   Tab. 3 – Použité řezné podmínky pro frézování strategií iMachining  


Výsledky obrábění

Srovnávacím kritériem frézování dílu byl strojní čas (tab. 4). Zajímavé výsledky si vysvětlíme podrobněji.

Tab. 4 – Strojní čas  
   Tab. 4 – Strojní čas  


Podíváme-li se na výsledky obrábění materiálu C45 tak zjistíme, že jsou srovnatelné, což se dalo předpokládat. Jedná se dobře obrobitelnou ocel, kterou lze obrábět celou řeznou částí nástroje (axiální hloubka řezu ap je maximální – ap = 16 mm). V případě standardní frézovací strategie byla zvolena radiální hloubka záběru ae = 0,8 · D, nebyl však využitý potenciál stroje – maximální výkon.

Svou roli na cestě za lepším výsledkem sehrála menší tuhost testovacího (pětiosého) stroje, která neumožnila lepší výsledek - nástroj měl ještě rezervy. Rezervy měl ale i program u technologie iMachining, kde je vidět, že u pevnějších materiálů bylo dosaženo lepších časů. Zde se bralo v potaz, že hlavní měření sil bude u náročnějších materiálů a ocel 12 050 byla pro obě technologie „rozcvičkou“.

Test však ukázal, že u dobře obrobitelných materiálů bude záležet na povaze obrábění, aby se výhody technologie iMachining mohly projevit. Konstantně hluboký řez vyhovoval výborně i nástrojům ChatterFree při klasické technologii. Možný přínos by mohlo znamenat nižší opotřebení nástrojů při technologii iMachining, ale testy nemohly tento parametr postihnout.


Korozivzdorná ocel 1.4404 (17 349)

V případě standardní frézovací strategie musela být axiální hloubka záběru ap rozdělena do dvou vrstev z důvodu horší obrobitelnosti a menší tuhosti testovaného stroje. Pro úplnost hodnocení je toto potřeba zdůraznit, protože tuhost stroje zde byla limitující pro nástroj, který by jinak hluboký řez zvládl, možná s nižšími posuvy. Ale i schopnost vyrovnat se se strojem je výhodou technologie iMachining. Ta opět využila celé řezné délky nástroje (ap = 16 mm) a potenciál obráběcího stroje v souladu s řeznými podmínkami. U této nejhůře obrobitelné oceli se výhody technologie iMachining projevily nejvíce.


Nástrojová ocel 1.2343 (19 552)

Obě strategie využily celou řeznou část nástroje, žíhaná nástrojová ocel šla dobře obrábět. Nástroje ChatterFree odvedly vynikající práci při obrábění plným průměrem nástroje, technologie iMachining však přesto dosáhla až o třetinu lepšího času. Tato výhoda času spolu s nižším opotřebením nástroje by se výrazně projevila například u rozsáhlých hrubovacích operací forem.


Toolox 44

Podobně jako u korozivzdorné oceli 1.4404 musela být axiální hloubka řezu ap u standardní frézovacístrategie rozdělena do dvou vrstev a nebyl plně využitý potenciál monolitní karbidové frézy. V tom hrála opět úlohu nižší tuhost stroje, nicméně iMachining tuto nevýhodu dokázal eliminovat a přesvědčivě obrobil v kratším čase. I zde bychom mohli poukázat na výhodnost hrubování u forem, na které se materiál Toolox používá.


Opotřebení nástrojů

U použitých nástrojů bylo po ukončení testu změřeno opotřebení a to konkrétně opotřebení na hřbetu břitu. Během obrábění nebylo dosaženo konce trvanlivosti nástrojů. Nutno podotknout, že velikost maximálního přípustného opotřebení pro zvětšující se průměry nástrojů narůstá, tedy nástroje větších průměrů mohou stále ještě efektivně pracovat i s vyšším opotřebením.

Vznik opotřebení je ovlivněn velikostí řezného odporu, v závislosti na řezné rychlosti, době kontaktu břitu s obráběným materiálem během řezu a také celkovou dobou obrábění. Frézy průměrů 12 a 16 mm obráběly klasickou technologií při rychlostech standardně používaných pro obráběné materiály, s většími bočními úběry, které byly na hranici tuhosti soustavy stroj – nástroj - obrobek*.

Fréza průměru 8 mm obráběla metodou iMachining s extrémně vysokou rychlostí, ale s výrazně nižším bočním krokem a tedy i s nižším zatížením nástroje. Maximální opotřebení fréz bylo naměřeno mikroskopem Multicheck PC500. Fréza průměru 8 mm
měla opotřebení na hřbetu VB = 50 μm po obrobení 4 vzorků s celkovým časem řezu 6 minut 48 sekund.

Fréza o průměru 12 mm měla opotřebení na hřbetu VB = 25 μm po obrobení 2 vzorků s celkovým časem řezu 3 minuty 3 sekundy. Fréza průměru 16 mm měla opotřebení na hřbetu VB = 40 μm po obrobení 2 vzorků s celkovým časem řezu 7 minut 26 sekund.

Na naměřených hodnotách je vidět, že opotřebení všech nástrojů je poměrně malé, což ukazuje na vhodně zvolené řezné podmínky. Je ale třeba vzít v úvahu, že fréza průměru 8 mm obrobila všechny 4 vzorky. Dalším faktem je, že v případě strategie iMachining je možné dosáhnout shodného výsledku obrábění s nižšími náklady na řezné nástroje, neboť cena nástroje průměru 8 mm je výrazně nižší než cena nástroje 12 mm nebo dokonce 16 mm.


Závěr

Srovnávací test výborně ilustroval vlastnosti obou technologií a jako takový posloužil k získání neocenitelných zkušeností pro příští aplikace těchto technologií. Je zjevné, že význam technologie iMachining roste se zhoršující se obrobitelností materiálu (korozivzdorná ocel a kalená nástrojová ocel Toolox 44) a s možností dosáhnout velké hloubky řezu ap. Technologie prokázala šetrnost k nástrojům, vysoký výkon a rovněž výhody predikovatelnosti řezných podmínek, což se projevilo v nižší spotřebě času na přípravu a programování. Nastavení řezných podmínek pro tento typ technologií zatím neobsahuje žádný katalog nástrojů, a ani to není možné, protože se otáčky i posuvy během obrábění dynamicky mění. Rovněž praktických zkušeností ještě není vždy dost, proto se jeví automatické nastavení řezných podmínek v řešení iMachining jako naprosto zásadní vlastnost. V případě obrábění tvarů nebo hlubších řezů si přitom iMachining sám volí i dynamicky i hloubky řezu (technologie „step-up“ u 3D iMachiningu)

Tyto vlastnosti jsou pak důvodem, že společnost ISCAR ČR i Západočeská Univerzita Plzeň zařadily technologii iMachining do svého arzenálu nástrojů pro výrobu i výuku.

26.1.2017
autor: Ing. Ivan Cimr, SolidCAM CZ, s.r.o.
 
 
 
 
 
Odporučte článok Vytlačiť článok Späť
 
 

Späť


 
Najnovšia inzercia

Predaj | EPE AGLOMERÁT
24.05.2017

 
 

Predaj | PS HIPS černá drť
23.05.2017

 
 

Predaj | PC GF černá drť
23.05.2017

 
 

Predaj | PC/ASA Scablend drť
23.05.2017

 
 

Predaj | EPP
23.05.2017

 
 
 
 

Predaj | HDPE
20.05.2017

 
 
 
 
Výstavy
Feiplastic 2017

22.05.2017 | Medzinárodný plastikársky priemyselný veľtrh.

MSV 2017 Nitra, Medzinárodný strojárenský veľtrh Nitra

23.05.2017 | 24. medzinárodný veľtrh strojov, nástrojov, zariadení a technológií.

Plastpol, Kielce

23.05.2017 | 21. medzinárodný veľtrh pre plasty a gumu.

Plastec

23.05.2017 | Plastec - Medzinárodná špecializovaná výstava polymérnych materiálov, technológií a ich aplikácií.

Moulding Expo

30.05.2017 | Medzinárodný veľtrh nástrojov a foriem.

AUTOMOTIVE ENGINEERING EXPO

30.05.2017 | Odborný veľtrh pre výrobu a servis v oblasti výroby karosérií, lakovania a montáže.

SENSOR+TEST 2017

30.05.2017 | Medzinárodný odborný veľtrh pre senzoriku, meraciu a skúšobnú techniku.

LASYS meets Central Europe

30.05.2017 | Podujatie spája poskytovateľov laserových výrobných systémov, špecifických laserových strojových subsystémov, komponentov, postupov a priemyselných používateľov.