Освоение высокоэффективного фрезерования: методы и преимущества

Ниже представлена лишь одна из нескольких статей блога, посвященных высокоэффективному фрезерованию (HEM). Для полного понимания этого популярного метода обработки обратитесь к дополнительным публикациям по HEM ниже!

Высокоскоростная обработка vs HEM | Как бороться с уменьшением толщины стружки | Глубина резания в деталях | Как избежать 4 основных типов износа инструмента | Введение в трохоидальное фрезерование

Высокоэффективное фрезерование (HEM) — это стратегия, которая стремительно набирает популярность в металлообрабатывающей промышленности. Большинство современных CAM-систем предлагают модули для генерации траекторий HEM, каждая со своим проприетарным названием. В этих пакетах HEM также может называться динамическим фрезерованием или высокоэффективной обработкой. Применение HEM позволяет добиться значительного повышения эффективности цеха, увеличения срока службы инструмента, более высокой производительности и снижения затрат. Высокопроизводительные концевые фрезы, рассчитанные на более высокие скорости и подачи, помогают операторам извлечь максимальную пользу от этого метода.

Что такое высокоэффективное фрезерование

HEM — это метод черновой обработки, использующий меньшую радиальную глубину резания (RDOC) и большую осевую глубину резания (ADOC). Это обеспечивает равномерное распределение износа по режущей кромке, эффективное отвод тепла и снижение риска поломки инструмента.

Эта стратегия отличается от традиционного фрезерования, которое обычно предполагает большую RDOC и меньшую ADOC. Традиционное фрезерование вызывает концентрацию тепла на небольшом участке режущего инструмента, ускоряя его износ. Кроме того, в то время как традиционное фрезерование требует больше осевых проходов, траектории HEM используют больше радиальных проходов.

Дополнительную информацию об оптимизации глубины резания в контексте HEM см. в статье «Глубина резания в деталях: периферийное, пазовое фрезерование и подходы HEM».

Встроенные CAM-приложения

Технологии обработки развиваются вместе с появлением более быстрых и мощных станков. Чтобы соответствовать этим требованиям, многие CAM-системы внедрили встроенные функции для траекторий HEM, включая трохоидальное фрезерование — метод создания пазов шире диаметра режущей части инструмента.

HEM во многом опирается на теорию радиального уменьшения толщины стружки — явление, возникающее при изменении RDOC и связанное с толщиной стружки и подачей на зуб. HEM регулирует параметры для поддержания постоянной нагрузки на инструмент во время всей черновой операции, что обеспечивает более агрессивные скорости удаления материала (MRR). Таким образом, HEM отличается от других высокопроизводительных траекторий, использующих иные методы достижения высокого MRR.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о возможностях высокоэффективного фрезерования для повышения производительности

Практически любой станок с ЧПУ может выполнять HEM — ключевым требованием является быстрый ЧПУ-контроллер. При переходе от обычной программы к HEM на одну строку обычного кода приходится около 20 строк кода HEM. Нужен быстрый процессор для предварительного анализа кода и поддержания операции. Также требуется продвинутое CAM-ПО, интеллектуально управляющее нагрузкой на инструмент путем регулировки подачи на зуб (IPT) и RDOC.

Примеры применения высокоэффективного фрезерования

Ниже показан результат, достигнутый фрезеровщиком при использовании инструмента Helical Solutions HEV-5 для операции HEM в нержавеющей стали 17-4PH. Эта 12,7-мм 5-зубная концевая фреза задействовала деталь лишь на 12% по радиалу, но на 100% по оси. Оператор смог снизить износ инструмента и изготовить 40 деталей одним инструментом против 15 при традиционной черновой траектории.

Влияние HEM на черновую обработку видно и в следующем примере. При обработке алюминия 6061 фрезой Helical H45AL-C-3 (12,7 мм, 3 зубца) оператор завершил деталь за 3 минуты против 11 минут при традиционном методе. Один инструмент изготовил 900 деталей при HEM — увеличение более чем на 150% по сравнению с традиционным методом.

Значение инструмента для HEM

Вообще говоря, HEM — это вопрос режимов резания, а не самого инструмента. Практически любой инструмент может выполнять HEM, но применение инструмента, рассчитанного на нагрузки HEM, дает значительно лучшие результаты. Можно бежать марафон в любой обуви, но лучшие результаты дадут беговые кроссовки.

Часто считают, что HEM подходит для инструментов большего диаметра из-за агрессивного MRR и хрупкости инструментов меньше 3,175 мм (1/8 дюйма). Однако миниатюрный инструмент также может использоваться для HEM.

Применение миниатюрного инструмента для HEM создает дополнительные сложности, которые необходимо понимать перед началом работы.

Лучшие инструменты для HEM:

• Большое количество зубьев для повышения MRR.
• Большой диаметр сердечника для большей прочности.
• Покрытие, оптимизированное под материал заготовки, для повышения смазываемости.
• Конструкция с переменным шагом/углом спирали для снижения гармоник.

Основные выводы

HEM — это операция обработки, популярность которой растет на предприятиях по всему миру. Метод чернового фрезерования с меньшей RDOC и большей ADOC, чем при традиционном фрезеровании, распределяет износ равномерно по режущей кромке, снижает тепловые концентрации и замедляет износ инструмента. Это особенно верно для инструмента, наилучшим образом соответствующего преимуществам HEM.