Pojednostavite obradu utora vratila pomoću TungMeister VVFH
Pametniji proces od bušenja do završne obrade periferije
Za obradu utora vratila uobičajene metode uključuju ramping s glodalom ili bušenje pilot hole prije obrade utora glodalom.
No je li ta metoda obrade doista optimalna?
Ramping često zahtijeva dugu putanju alata. Korištenje zasebnih svrdla i glodala smanjuje opterećenje svakog alata, ali povećava broj alata i izmjena alata.
Multifunkcionalna glava TungMeister VVFH je
trokrilno glodalo s ravnim krajem s poboljšanom sposobnošću bušenja.
Može bušiti izravno na početnoj poziciji, pomicati se bočno za obradu unutrašnjosti utora, a zatim nastaviti sa shoulder milling za završnu obradu periferije.
Drugim riječima, VVFH nije samo „čeono glodalo koje može bušiti“. To je
alat dizajniran za sveobuhvatno preispitivanje procesa, alata i putanje alata koji se koriste za obradu utora vratila.
Što ćete naučiti u ovom članku
- Zašto obrada utora vratila obično zahtijeva više procesa i alata
- Kako VVFH povezuje bušenje, slot milling i završnu obradu periferije
- Tehnologije koje podržavaju performanse bušenja i slot milling alata VVFH
- Kako odabrati između drška visoke krutosti i integriranog ER collet drška
- Primjeri primjene kod kupaca koji pokazuju integraciju procesa, duži vijek trajanja alata i stabilnu obradu
- Uvjeti obrade koje treba provjeriti pri razmatranju VVFH
- Sažetak
1. Jesu li konvencionalni procesi obrade utora vratila postali neupitna norma?
Za utore vratila, posebno zatvorene pocket oblike, alat ne može ući sa strane.
Stoga metoda koja se koristi za postizanje potrebne dubine obrade ima značajan utjecaj na vrijeme obrade i broj potrebnih alata.
Obično se koriste sljedeće tri metode.
Metoda 1: Ramping s glodalom
Glodalo ulazi u radni komad pod kutom i postupno reže do određene dubine.
Zatim se pomiče bočno za obradu unutrašnjosti utora, nakon čega slijedi shoulder milling oko periferije za završnu obradu.
Iako ova metoda ograničava broj izmjena alata, zahtijeva dovoljan ulazni put za postizanje dubine obrade.
Za duboke utore, putanja ramping postaje duža i može spriječiti smanjenje vremena obrade.
Metoda 2: Ponovljeni plitki rezovi i bočni pomaci feed
Aksijalna dubina rezanja postavljena je na malu vrijednost, a unutrašnjost utora obrađuje se ponovljenim rezovima po Z-osi i bočnim pomacima feed.
Iako to olakšava smanjenje opterećenja alata, povećava broj prolaza.
Kada je uključena i završna obrada periferije, vrijeme obrade potrebno za svaki utor obično postaje duže.
Metoda 3: Bušenje pilot hole i obrada utora glodalom
Svrdlo se koristi za izradu pilot hole do potrebne dubine obrade.
Alat se zatim mijenja u glodalo koje obrađuje unutrašnjost utora i izvodi shoulder milling oko periferije za završnu obradu.
Ova metoda smanjuje i udaljenost ramping i ulazno opterećenje glodala, ali stvara sljedeće izazove.
- Potrebni su i svrdlo za pilot hole i glodalo
- Potrebne su izmjene alata
- Potrebno je više mjesta za alate i pogonskih jedinica
- Potrebno je upravljanje offsetom alata i vijekom trajanja alata za svaki alat
- Inventar alata i rad na postavljanju se povećavaju
DILEMA
Smanjenje broja alata povećava duljinu putanje alata, dok skraćivanje putanje alata povećava broj alata
VVFH rješava ovaj kompromis.
2. VVFH povezuje bušenje sa završnom obradom periferije
VVFH je trokrilno glodalo s ravnim krajem s reznim bridovima u središtu koji omogućuju bušenje.
Može bušiti izravno u Z smjeru na početnoj poziciji obrade.
Nakon postizanja određene dubine, može se pomicati bočno za obradu unutrašnjosti utora.
Zatim može izravno nastaviti sa shoulder milling oko periferije utora za završnu obradu.
Usporedba metoda obrade
Konvencionalna metoda ramping
→
Bočni feed unutar utora
→
Završna obrada shoulder periferije
Konvencionalna metoda svrdla i glodala
→
Izmjena alata
→
Obrada utora glodalom
→
Završna obrada shoulder periferije
Obrada s VVFH
→
Bočna obrada utora
→
Završna obrada shoulder periferije
VAŽNO
VVFH je alat koji transformira putanju alata za utor
Vrijednost VVFH nije ograničena na dodavanje sposobnosti bušenja konvencionalnom glodalu.
Njegova najveća prednost je mogućnost zamjene procesa temeljenog na ramping ili više alata s
kontinuiranom metodom obrade koja se sastoji od bušenja, bočnog feed i završne obrade periferije.
Primjer poboljšanja vremena obrade
Obrada utora na vratilu S45C
Konvencionalni ramping:
240 sekundi
→ S VVFH:
75 sekundi
(izvor: interna dokumentacija)
3. Tri tehnologije koje podržavaju stabilnu obradu VVFH
Bušenje i slot milling razlikuju se i po smjeru opterećenja primijenjenog na alat i po uvjetima pod kojima se chip evakuira.
VVFH uključuje tehnologije koje omogućuju izvođenje ovih različitih operacija obrade s jednim alatom.
Značajka 1: Tri rezna brida u središtu za bušenje
VVFH ima tri rezna brida u središtu.
Tijekom bušenja, sva tri rezna brida sudjeluju u rezanju, raspoređujući opterećenje na rezne bridove.
Budući da rezni bridovi ostaju funkcionalni u središtu alata, VVFH može ući izravno u Z smjeru s početne pozicije obrade, a zatim prijeći na bočni feed.
Značajka 2: 150 % volumena flute u usporedbi s konvencionalnim dizajnom
Tijekom bušenja, alat je okružen radnim komadom, što čini prostor dostupan za evakuaciju generiranih chip posebno važnim.
VVFH koristi velike chip pocket i pruža
150 % volumena flute konvencionalnog dizajna
(izvor: interna dokumentacija proizvoda).
Ova struktura smanjuje nakupljanje chip tijekom bušenja i olakšava glatki prijelaz na naknadnu obradu bočnim feed.
Ovaj veliki volumen flute ne koristi samo bušenju, već također
značajno doprinosi poboljšanoj chip evacuation tijekom full-slot obrade.
U full-slot operacijama kao što je obrada utora, cijeli promjer alata je uključen u rez, proizvodeći veliku količinu chip istovremeno.
Veći volumen flute otežava nakupljanje chip unutar pocket i sprječava povećanje opterećenja rezanja uzrokovano ponovnim rezanjem chip.
To omogućuje
dosljedno stabilnu obradu od bušenja do slot milling.
Značajka 3: Otpornost na chatter s variable lead geometry
Tijekom bočne slot milling, cijeli promjer alata je uključen u rez, što rezultira visokim opterećenjima rezanja i većom sklonošću pojavi vibracija.
VVFH koristi variable-lead dizajn.
Njegove performanse chip evacuation i otpornost na chatter podržavaju putanje alata koje prelaze s bušenja na bočni feed u obradi utora i pocket.
TRI TEHNOLOGIJE
Tri rezna brida u središtu × Veliki volumen flute × Variable Lead
Ove tri tehnologije rade zajedno kako bi omogućile jednom alatu izvođenje dviju različitih operacija obrade: bušenja i slot milling.
4. Odabir pravog drška za maksimiziranje performansi VVFH
U obradi utora vratila važno je ne samo odabrati odgovarajuću glavu VVFH, već i osigurati dovoljnu krutost kroz cijeli sklop alata, uključujući držak.
Tijekom full-slot obrade i shoulder milling periferije, radijalna opterećenja se primjenjuju na alat.
Kao osnovno načelo, sklop alata treba biti
što kraći i što deblji.
VSSD držak visoke krutosti
VSSD koristi ravni držak koji je većeg promjera od navoja za spajanje glave, povećavajući krutost cijelog sklopa alata.
Smanjuje progib alata u primjenama podložnim visokim radijalnim opterećenjima, kao što su full-slot obrada utora i obrada dugih utora.
U testu obrade unutarnjeg utora pokazao je
obradu bez chatter pri do tri puta većoj dubini rezanja od punog glodala korištenog za usporedbu.
Primjene u kojima je VSSD učinkovit:
- Full-slot obrada utora
- Obrada dugih utora
- Obrada materijala kao što je SCM čelik pod visokim opterećenjem
- Primjene s chatter ili progibom alata
- Primjene s nestabilnim dimenzijama tijekom završne obrade shoulder periferije
VER integrirani ER collet držak
Ovaj držak je učinkovit u okruženjima koja koriste ER collet na strani stroja, uključujući tokarske strojeve, multitasking strojeve i Swiss-type automatske tokarske strojeve.
Njegov integrirani dizajn kompatibilan s ER collet skraćuje previs alata.
Pomaže u suzbijanju progiba i chatter u okruženjima gdje je teško održati krutost, kao što su pogonske jedinice i kompaktni strojevi.
Kompatibilan s ER11, ER16, ER20 i ER25.
Smjernice za odabir drška
| Potreban je kratak previs na tokarskom stroju ili multitasking stroju | VER integrirani collet držak |
|---|---|
| Potrebna je veća krutost protiv radijalnih opterećenja tijekom slot milling | VSSD držak visoke krutosti |
| Nema smetnji i može se koristiti držak većeg promjera | Dajte prioritet najkraćoj i najdebljem mogućoj konfiguraciji |
5. Primjeri primjene kod kupaca
Sljedeći primjeri primjene kod kupaca pokazuju mogućnosti VVFH.
Pogledajte kako je VVFH ostvario poboljšanja u
integraciji procesa, vijeku trajanja alata i stabilnosti obrade.
Slučaj 1
Vratilo motora EV SCM440: Šest puta više komponenti prelaskom s HSS glodala
Detalji primjene
- Komponenta: Vratilo motora za EV i HEV pogonske sustave
- Materijal radnog komada: SCM440, 27–35 HRC
- Stroj: Tokarski stroj / external coolant dovod
- Operacija: Obrada utora sa širinom utora 10 mm, duljinom utora 400 mm i dubinom 4,5 mm
Izazovi
- Postojeće HSS glodalo imalo je kratak vijek trajanja alata i zahtijevalo je zamjenu nakon obrade pet komponenti
- Način kvara bio je lom reznog brida, stvarajući potrebu za dužim vijekom trajanja alata
- Duljina utora od 400 mm rezultirala je dugom udaljenošću obrade
Usporedba uvjeta rezanja
| Konvencionalno HSS glodalo | VVFH + VSSD | |
|---|---|---|
| Alat i držak | ø8 HSS glodalo, 2 flute | VVFH0800S03R04S05 VSSD10L055S05-S |
| Materijal glave i geometrije | Prevučeni HSS | Tvrdi metal AH715 |
| Brzina rezanja Vc | 23 m/min | 23 m/min |
| Dubina rezanja ap | 4,5 mm | 4,5 mm |
| Brzina feed | 45 mm/min | 45 mm/min |
| Prepust | 20 mm | 20 mm |
| Obrađene komponente po glavi | 5 komponenti | 30 komponenti, 6 puta više |
| Način kvara | Lom reznog brida | Flank wear |
| Kvaliteta površine | Ekvivalentno konvencionalnom alatu | Dobro |
| Stabilnost alata | Ekvivalentno konvencionalnom alatu | Dobro |
VAŽNO
Konstrukcija od tvrdog metala i držak visoke krutosti promijenili su način kvara s loma na stabilno trošenje
HSS glodalo zamijenjeno je glavom VVFH od tvrdog metala AH715 uz zadržavanje iste brzine rezanja, dubine rezanja i brzine feed.
Također je korišten VSSD držak visoke krutosti.
Kao rezultat,
način kvara promijenio se s iznenadnog loma reznog brida na stabilan flank wear,
a broj obrađenih komponenti povećao se s pet na 30.
Kvaliteta površine također se poboljšala.
Slučaj 2
Utor vratila SCM420/430: Smanjeno s tri procesa na dva i s tri alata na jedan
Detalji primjene
- Komponenta: Vratilo, gruba obrada utora
- Materijal radnog komada: SCM420 / SCM430
- Stroj: Tokarski centar s pogonskim vretenom
- Širina utora: 8 / 10 / 12 / 16 mm
Izazovi s konvencionalnom metodom tri procesa
- 1. Bušenje pilot hole s ravnim svrdlom
- 2. Gruba obrada utora s četverokrilnim glodalom za grubu obradu
- 3. Završna obrada periferije s četverokrilnim glodalom za završnu obradu
- Bila su potrebna tri alata, što je rezultiralo znatnim opterećenjem izmjene alata i upravljanja alatima
Uvjeti obrade VVFH
- Bušenje: Vc = 60 m/min, fz = 0,03 mm/t
- Bočna obrada utora: ap = 3,5 mm, Vc = 100 m/min, fz = 0,07 mm/t
- Dobri rezultati i u bušenju i u bočnoj feed obradi
Rezultati poboljšanja
| Konvencionalno | VVFH + VSSD | |
|---|---|---|
| Alat i držak | ø9 glodalo za grubu obradu, 4 flute | VVFH1000S03R04S06 AH715 VSSD12L065S06-S |
| Feed per tooth fz | 0,05 mm/t | 0,07 mm/t |
| Prepust | 20 mm | 15 mm |
| Brzina uklanjanja materijala | 22,28 cm³/min | 23,4 cm³/min |
| Broj procesa | 3 procesa | 2 procesa, gruba obrada + završna obrada |
| Broj potrebnih alata | 3 alata | 1 alat |
| Kvaliteta površine | Lošije | Dobro |
| Stabilnost alata | — | Dobro |
VAŽNO
Bušenje i gruba obrada konsolidirani u jedan VVFH alat
Uz zadržavanje procesa završne obrade periferije,
ravno svrdlo i glodalo za grubu obradu konsolidirani su u jedan VVFH alat.
Broj procesa smanjen je s tri na dva, a broj potrebnih alata smanjen je s tri na jedan.
Previs je također skraćen s 20 mm na 15 mm, omogućujući veći feed uz poboljšanje kvalitete površine.
Slučaj 3
Utor vratila S45C: Obrada u jednom procesu i duži vijek trajanja alata postignuti istovremeno
Detalji primjene
- Komponenta: Vratilo za dizelski motor
- Materijal radnog komada: S45C
- Stroj: Tokarski stroj s pogonskim vretenom / external coolant dovod
- Operacija: Obrada utora ø8, dubina rezanja 5 mm i duljina obrade 58 mm
Izazov
- Konvencionalna metoda sastojala se od dva procesa: bušenje pilot hole svrdlom ø8, nakon čega slijedi obrada utora konkurentskim glodalom ø8
- Bila je potrebna veća produktivnost kroz integraciju procesa
Usporedba uvjeta rezanja
| Konvencionalni konkurentski alat | VVFH + VSSD | |
|---|---|---|
| Alat i držak | ø8 glodalo, 4 flute | VVFH0800S03R04S05 VSSD10L055S05-S |
| Kvaliteta | AlCrN | AH715 |
| Brzina rezanja Vc | 60 m/min | 60 m/min |
| Dubina rezanja ap | 5 mm | 5 mm |
| Feed per tooth fz | 0,01 mm/t | 0,03 mm/t |
| Brzina feed | 95 mm/min | 215 mm/min |
| Radni komadi obrađeni po glavi | 126 radnih komada | 160 radnih komada |
| Brzina uklanjanja materijala | 3,82 cm³/min | 8,59 cm³/min |
| Broj procesa | 2 procesa, bušenje + obrada utora | Konsolidirano u 1 proces |
| Kvaliteta površine | Dobro | Dobro |
VAŽNO
Optimizirajte feed umjesto da ga jednostavno smanjite
VVFH, sa svojom sposobnošću bušenja, predložen je za integraciju procesa.
Chipping reznog brida isprva se javljao pri obradi s istim niskim feed koji se koristio za konkurentski alat.
Međutim,
optimizacijom feed na preporučenu vrijednost fz = 0,03 mm/t,
broj obrađenih radnih komada povećao se sa 126 na 160.
Brzina uklanjanja materijala više nego se udvostručila, omogućujući
i integraciju procesa i duži vijek trajanja alata
i rezultirajući uspješnom zamjenom alata.
Što tri slučaja imaju zajedničko
Pregledajte proces, držak i uvjete rezanja zajedno umjesto da jednostavno zamijenite alat
U sva tri slučaja, postojeće glodalo nije jednostavno zamijenjeno s VVFH.
Rezultati su postignuti kombinacijom
promjene materijala s HSS na tvrdi metal,
poboljšane krutosti alata s VSSD držakom visoke krutosti,
kraćeg previsa alata,
i
uvjeta feed prikladnih za VVFH.
Zajedno, ove mjere omogućile su i integraciju procesa i duži vijek trajanja alata.
6. Koristite različite uvjete za bušenje, slot milling i završnu obradu periferije
VVFH može izvesti više operacija obrade s jednim alatom, ali to ne znači da svaka operacija treba koristiti iste uvjete rezanja.
Važno je postaviti prikladne uvjete za svaku operaciju obrade.
Bušenje
- Brzina rezanja tijekom bušenja
- Z-osni feed
- Dubina bušenja
- Je li potreban peck feeding
- Dovod hlađenje
- Uvjeti chip evacuation
Slot Milling
- Posmak po zubu
- Aksijalna dubina rezanja
- Širina utora
- Duljina obrade
- Uvjeti chip evacuation
- Chatter ili abnormalna buka
- Stanje oštećenja alata
Završna obrada shoulder periferije
- Dodatak za završnu obradu periferije
- Radijalna dubina rezanja
- Posmak po zubu
- Širina utora
- Dimenzije shoulder
- Potreban corner radius
- Stanje obrađene površine
VAŽNO
Postavite optimalne uvjete za svaku operaciju obrade
Smjer i veličina opterećenja primijenjenog na alat razlikuju se između bušenja, slot milling i završne obrade periferije.
Performanse VVFH mogu se maksimizirati
postavljanjem uvjeta rezanja pojedinačno za svaku operaciju.
Sažetak: VVFH mijenja konvencionalni pristup obradi utora vratila
Ovaj članak predstavio je izazove obrade utora vratila i rješenja koja pruža TungMeister VVFH.
Ključne točke sažete su u nastavku.
- Obrada utora za pero na osovini predstavlja dilemu „broj alata naspram duljine putanje alata“:
ramping, obrada svrdlom i glodalom te ponovljeno plitko rezanje svaki imaju prednosti i nedostatke. - VVFH povezuje bušenje, slot milling i završnu obradu periferije s jednim alatom:
tri rezna brida u središtu omogućuju izravan ulaz po Z-osi nakon čega slijedi bočni feed. - Tri tehnologije omogućuju stabilnu obradu:
tri rezna brida u središtu, 150 % volumena flute i variable lead geometry. - Odabir drška izravno utječe na performanse:
birajte između VSSD drška visoke krutosti i VER integriranog collet drška prema primjeni. - Optimizirajte uvjete rezanja za svaku operaciju obrade:
postavite pojedinačne uvjete za bušenje, slot milling i završnu obradu periferije. - Dokazano u primjenama kod kupaca:
rezultati uključuju smanjenje vremena obrade za 69 %, smanjeni chatter, manje alata i manje izmjena alata. - Dizajn zamjenjive glave smanjuje troškove rada:
držak se može ponovno koristiti.
Ako želite poboljšati svoj proces obrade utora vratila, pozivamo vas da isprobate VVFH.