Максимизация производительности высокобалансированных концевых фрез: советы по долговечности и точности

Высокоскоростная обработка становится все более распространенной в цехах по всему миру благодаря доказанным преимуществам: большая эффективность и продуктивность через увеличенные обороты шпинделя и скорости удаления металла. Однако на таких высоких оборотах, иначе пренебрежимые ошибки и несовершенства могут вызывать негативные эффекты: снижение срока службы инструмента, плохая чистота поверхности, износ самого станка. Многие из этих негативных эффектов исходят от увеличения общих центробежных сил, ведущих к вибрации, в отрасли известной как вибрация (chatter). Ключевым вкладчиком в вибрации и одним из более контролируемых факторов является небаланс инструмента.

Почему баланс критичен для обработки

Небаланс — степень, в которой центр массы инструмента отклоняется от его оси вращения. Небольшие уровни небаланса могут быть неразличимы на низких оборотах, но по мере роста центробежной силы небольшие вариации в центре массы инструмента могут вызывать существенные вредные эффекты на его производительность. Высокобалансированные концевые фрезы часто используются для решения проблемы вибраций на повышенных оборотах. Балансировка используется для компенсации внутреннего несимметричного распределения массы, обычно завершается удалением массы рассчитанного количества и ориентации.

Источник изображения: Haimer; Основы балансировки

Helical Solutions предлагает высокобалансированные концевые фрезы в вариантах 2 и 3 зубца (см. Рисунок 2), квадратные и с радиусом в вершине, с внутренним охлаждением на 3-зубцовых инструментах. Эти фрезы сбалансированы по промышленному стандарту G2.5 на 33 000 об/мин: G означает потенциальный ущерб от небаланса, выражаемый как «Класс качества балансировки» или G, а 2.5 — скорость вибрации в мм/с. Эти инструменты спроектированы специально для повышения производительности в высокобалансированных центрах обработки, способных на повышенные RPM и подачи. С высокобалансированным инструментом также достигаются улучшенные чистоты поверхности за счет сниженных вибраций во время обработки. Кроме того, эти фрезы спроектированы вокруг современных высококлассных держателей инструментов и поставляются в различных длинах удлинения при конкретных общих длинах. Эти комбинации размеров дают максимальную жесткость и сниженное лишнее вылете, позволяя оптимальную производительность и возможность доводить инструменты до предела.

Экономические преимущества высокобалансированного инструмента

Операторы, выбирающие высокобалансированные концевые фрезы, увидят определенные выгоды на шпинделе, но и в кошельке. Экономические выгоды выбора такого инструмента включают:

• Больший срок службы инструмента
• Больший срок службы шпинделя
• Сниженное простой станка

Использование тап-тестеров

Что делают тап-тестеры

Вибрации — худший враг вашего приложения, особенно на повышенных RPM и подачах. Использование ресурсов вроде тап-тестера может помочь снизить вибрации и извлечь максимум из высокобалансированных фрез, генерируя предсказания резающей производительности и пределы вибраций.

Как работает тап-тестирование

Источник изображения: Manufacturing Automation Laboratories Inc.

Тап-тестирование генерирует предсказания резающей производительности и пределы вибраций. В тап-тесте конструкция «станок-инструмент» «возбуждается» или тестируется ударом импульсного молота. В фрезеровании конструкция обычно гибка во всех трех направлениях: X, Y и Z, но в приложениях фрезерования, где используется высокобалансированный инструмент, гибкость обычно рассматривается только в двух плоскостях — X и Y. Ударом по направлениям X и Y импульсный молот возбудит конструкцию на определенном диапазоне частот, зависящем от размера молота, типа инструмента и самой конструкции. Частоты, генерируемые начальным ударом, дадут достаточно информации, чтобы были доступны и измерение силы удара, и измерение смещения/акселерометра. Комбинация этих двух измерений даст Функцию частотного отклика (FRF) — график динамической жесткости конструкции в частотах.

После сбора информации от тап-теста она обрабатывается в полезные режущие параметры для всех скоростей шпинделя: глубины реза, скорости, подачи. Зная оптимальные режимы, вибрации можно минимизировать и инструмент использовать в полную силу.

Резюме по высокобалансированному инструменту

Удержание вибраций в Schach во время обработки критически важно для успеха. Поскольку одна из причин вибрации — небаланс инструмента, использование сбалансированного инструмента даст более гладкую работу, более чистый конечный продукт и более долгую жизнь как инструменту, так и шпинделю. Операторы, выбирающие высокобалансированный инструмент, могут использовать тап-тестер или метод генерации идеальных режимов для вашего инструмента и установки станка, чтобы обеспечить минимальную вибрацию при обработке.