ADEX потратил время и силы, чтобы полностью освоить, как применять этот метод обработки для лучшего эффекта при программировании сложных деталей из титана и других сплавов, он обеспечил улучшение производительности и срока службы инструмента в различных типах обрабатываемых деталей.
Эти знания были необходимы для определения точных значений нагрузки на режущий инструмент, которые требуются для параметра Dynamic Motion в качестве входных данных создания довольно необычных путей инструмента, которые обеспечивают то, что являются продуктивными результатами механической обработки. Ресурс инструмента увеличивается в два раза , а иногда и в пять, благодаря оптимальной траектории инструмента, которая защищает его от и разрушительных условий, испытываемых при других традиционных типах траекторий инструмента.
Значительное сокращение времени цикла
Проработанные пути инструмента помогли ADEX успешно обрабатывать сложные детали с жесткими допусками в труднодоступных местах. Конечно, программа исследований и разработок ADEX не ограничивалась использованием большинства методов, таких как обработка с постоянной нагрузкой. Другим примером является установление практического подхода к автоматическому и надежному измерение на ЧПУ для работы в ночные смены.
Основы исследований и разработок
Аппетитный предпринимательский дух ADEX можно отнести к его запуску в 2007 году как магазин, специализирующийся на пятиосевой обработке. Учредители, которые с тех пор перешли на другие предприятия, хотели сделать прыжок на передовой механической обработке в одну границу. Когда г-н Энтони присоединился к компании в 2012 году, он привез с собой почти 25-летний опыт обработки CNC (в том числе 10 лет в пятиосевой обработке), а также опыт в области проектирования процессов и управления операциями. Он был знаком с другими технологиями производства на ADEX, который включает в себя вертикальную токарную обработку, проволочную EDM, CAD / CAM и компьютеризированную измерительную машину координат. Предыдущий опыт г-на Энтони также включал в себя твердое понимание бережливого производства и совершенствование процесса Six Sigma.
Миссия компании ADEX остается неизменной, то есть применять передовые технологии производства для производства сложных аэрокосмических, оборонных и энергетических компонентов, состоящих из суперсплавов, таких как инконель, титан и другие высокотехнологичные сплавы никеля или кобальта.
Одна из первых возможностей для этого подхода возникла, когда ADEX ввел опцию Dynamic Motion в Mastercam. Эта программная функция для программирования операций черновой обработки привела к сокращению времени цикла с 30 часов до 13. Особенно интересными были новости о том, что тонкие стенки деталей после обработки не претерпели каких-либо деформаций, которые могут возникнуть, когда механические силы создают напряжение или тепло при агрессивных процессах удаления металла.
Режущий инструмент использую функцию Dynamic Motion не касается детали на ходу, которые являются неэффективными. Кроме того, скорость подачи и скорости шпинделя, рассчитанные программным обеспечением, были поразительно высокие. Часто боятся сначала выводить эти программы в цех. Тем не менее, тестовые испытания показали очень положительные результаты.
Исследование Dynamic Motion продолжались в течение следующих двух лет.
Dynamic Motion был разработан для создания траекторий инструмента, в результате чего были установлены параметры, обеспечивающие постоянную нагрузку на стружку на режущем инструменте. Однако эта нагрузка делает возможным высокие скорости подачи и максимизирует удаление металла. Идея заключается в том, чтобы быстро снимать металл в условиях, которые лучше всего подходят для конкретного режущего инструмента и станка.
Ввод правильных значений для переменных, с которыми это программное обеспечение должно работать, не может быть основано на догадках. Эти значения должны собираться на каждой машине, с использованием разных материалов и разных стилей обработки. Основное внимание в этом исследовании сосредоточено на определении того, какая толщина стружки была самой продуктивной и наиболее безопасной для каждой комбинации режущего инструмента и обрабатывающего центра. Создание траекторий инструмента и соответствующих глубин скорости резания и подачи для поддержания того, чтобы целевая загрузка выполнялась программным обеспечением.
Ниже приводится краткое изложение теории, которой занимался г-н Энтони в этом исследовании. Когда круглая, рифленая фреза, вращаясь с определенной скоростью, контактирует с заготовкой, острые кромки канавок образуют стружки. Размер этих стружек зависит от того, какая часть фрезы находится в контакте с заготовкой. Самый толстая стружка сформировалась на 50% высоты - глубины канавки. Когда глубина меньше 50 процентов, сформированная стружка будет тоньше, чем у 50 процентов. Поскольку степень контакта становится все меньше и меньше, полученные стружки будут тоньше и тоньше. Этот эффект известен как прореживание радиальной стружки.
Конечно, делать толстую стружку - это удалять больше материала, чем с тонкой стружкой при одинаковой скорости. Однако есть много причин, по которым толстые стружка менее желательными, чем тонкая.
Например, режущий инструмент может не иметь прочности, остроты режущего клина и других характеристик для разрезания по всему радиусу канавки. В этом случае нужно будет использовать режимы резания для получения более тонкой стружки. Другим важным фактом является то, что процесс резания металла всегда создает тепло.
Большая часть этого тепла локализована в самой стружке, но заготовка и режущий инструмент также нагреваются, только менее значительно. Более толстая стружка может отводить больше тепла, чем более тонкая, потому что более толстая имеет больше массы, чтобы удерживать тепло.
Получении более тонкой стружки связано с увеличением скорости вращения инструмента и / или скорости подачи в направлении резания, что также может препятствовать передаче тепла на заготовку или режущий инструмент, а это предотвращает их повреждение. Естественно, скорость шпинделя и скорость подачи ограничены возможностями станка; более быстрые шпиндели и более мощные осевые направляющие могут улучшить работу при которой получается тонкая стружка, что значительно компенсирует снижающую способность удаления металла, так и более низкую теплоотдачу стружке.
Свойства материала заготовки
Скорость шпинделя, скорости подачи, глубина резания должны соответствующим образом скорректированы в соответствии с материалом заготовки. Команда разработала калькулятор, с помощью которого программисты могут вычислять наилучшие значения для стружки и другие переменные, необходимые для ввода при использовании параметра «Динамическое движение». Этот калькулятор является запатентованной разработкой ADEX - своего рода коммерческая тайна, внедренная в Mastercam. Калькулятор используется для проверки различных входных значений, чтобы увидеть, какая комбинация дает нам самую эффективную обработку.
Программное обеспечение Dynamic Motion вычисляет изменения материала во время процесса удаления металла для корректировки на основе оставшегося материала. Программное обеспечение держит режущий инструмент вне контакта с заготовкой, когда он не обрабатывает материал.
Например, когда резец обращается назад, чтобы снова зацепить заготовку, ось Z запрограммирована на то, чтобы отодвинуть инструмент откармана на 0,001-0,010 дюйма. Эти так называемые микролифты предотвращают фрикционное трение, которое может нагревать и деформировать тонкостенные заготовки.
ADEX обнаружил, что программное обеспечение позволяет использовать более мелкие, менее дорогие фрезы для более экономичного удаления металла. Иногда обработка деталей более выгодна, если вы не пытаетесь максимизировать скорость удаления металла. Благодаря обработке с постоянной стружкой можно эффективно обрабатывать титан на старых обрабатывающих центрах, которые не являются такими мощными, жесткими или точными, как пятиосевые обрабатывающие центры. Это возможно, потому что значения нагрузки, введенные для этих машин, учитывают эти характеристики. В этом случае получается безопасный путь инструмента, и даже если производительность не такая высокая. Это освобождает наши самые современные станки для более точной работы.
Механическая обработка с постоянной стружкой дает стружку, которая одинаковая по размеру и форме - обычно длинная стружка, которая выглядит как плотно обернутая фольга. Поскольку заготовки для черновых операций дают большие объемы стружки, то эта форма помогает в эвакуации и предотвращает забивание в конвейере станка.
Автоматическое измерение в Mastercam
Чтобы предотвратить погрешности обработки необходима проверка размера заготовки или состояния режущего инструмента.Это становится большой проблемой, когда вы имеете дело с допуском на изготовления до 0,0001 дюйма.
Эти ручные вмешательства, в дополнение к тому, что они занимают очень много времени, дают возможность для человеческой ошибки процесса измерений.
Компания ADEX решила использовать шпиндельные измерительные датчика на своих пятиосевых машинах для измерения деталей в определенных точках во время обработки, чтобы убедиться, что размеры не отклоняются от заданных и отрегулировать смещения инструмента для компенсации без прерывания производственного процесса.
В 2014 году, когда программное обеспечение CNC представило дополнение Productivity Plus для Mastercam, ADEX сразу же приобрел его и начал экспериментировать с ним. Это дополнение позволяет программисту CAM создавать и вызывать макросы Renishaw-измерения в программе ЧПУ Mastercam. Первый выпуск Productivity Plus оказался несколько сложным для применения в сложных обрабатывающих центрах. Однако последующие выпуски программного обеспечения значительно улучшились и облегчили применение этого ПО на станках.
К октябрю 2017 года время пятиосевой обработки благодаря Productivity Plus было уменьшено на 25% на 25-40% станках.
