Mi a profilmarás?

A palástmarás a leggyakoribb marási művelet A körlapkák és a rádiuszos termékcsaládok olyan marószerszámok, amelyeket nagyoláshoz és előnagyoláshoz használnak, a gömbvégű szármarók pedig simításhoz és tükörsimításhoz használatosak.

Profilmarási folyamat

A profilmarás a konvex és konkáv alakzatok többtengelyű marását jelenti két és három dimenzióban. Minél nagyobb az alkatrész, és minél összetettebb a konfiguráció, annál fontosabb a profilmarási folyamat megtervezése.

A megmunkálási eljárást legalább három műveleti típusra kell osztani:

• Nagyolás/előnagyolás
• Elősimítás
• Simítás

Néha szükség van tükörsimításra is, amelyet gyakran nagy sebességű megmunkálási technikákkal végeznek. A maradékanyagok marása, amelyet néha maradékmarásnak hívnak, az elősimítási és simítási műveletek közé tartozik. A legnagyobb pontosság és termelékenység eléréséhez ajánlott a nagyolást és simítást külön gépeken végezni, és külön kiválasztott szerszámokat használni az egyes műveletekhez.

A simítási műveletet egy 4/5 tengelyű gépen érdemes elvégezni modern szoftverrel és programozási technikákkal. Ez jelentősen csökkentheti, vagy teljesen meg is szüntetheti az időrabló manuális műveleteket. A végső eredmény egy jobb geometriai pontosságú és jobb felületi minőségű termék.

Szerszámválaszték

Nagyoláshoz és előnagyoláshoz optimalizált marószerszámok:
körlapkák és rádiuszos termékcsaládok.

Simításhoz és tükörsimításhoz optimalizált marószerszámok:
gömbvégű szármarók és rádiuszos termékcsaládok.

Alkalmazási ellenőrző lista profilmaráshoz

Alaposan tanulmányozni kell az alkatrész profilját a megfelelő szerszámok és a legalkalmasabb megmunkálási módszer kiválasztása érdekében:

• Definiálja a minimális sugarakat és a maximális üregmélységet
• Becsülje meg az eltávolítandó anyag mennyiségét
• Vegye figyelembe a szerszám-összeállítást és a munkadarab befogását a rezgések elkerülésére. Minden megmunkálást a megfelelő gépen kell elvégezni a profil előírt geometriai pontosságának eléréséhez
• A különálló, nagy pontosságú szerszámgépek használatával a simítási és tükörsimítási műveleteknél csökkenthető az időrabló kézi polírozás szükségessége, gyakran teljesen meg is szüntethető
• A nagyobb megtakarításokhoz fejlett programozásra van szükség. A felületek közel készre gyártásához használjon tömör keményfém szármarót nagy sebességű technikával a lehető legjobb felület előállításához.
• A nagy munkadarabok nagyolását és előnagyolását a legtermelékenyebben hagyományos módszerekkel és szerszámokkal lehet elvégezni. A kivétel az alumínium, ahol a nagyoláshoz is alkalmazható a nagy sebesség.

A rezgések csökkentése

A rezgés akadályt jelentenek a mély profilok marásánál a nagy kinyúlások miatt. A probléma gyakori megoldása a fogásmélység, a sebesség vagy az előtolás csökkentése.

• Használjon merev, moduláris szerszámokat, melyek jó ütéspontosságúak
• A moduláris szerszámok növelik a rugalmasságot és a kombinációk lehetséges számát
• Használjon csillapított szerszámot vagy hosszabbítót, ha a szerszám teljes hossza, a forgácsolóél legalsó pontjáig meghaladja a befogás síkjában mért átmérő 4-5-szörösét
• Használjon keményfémből készült hosszabbítót, ha radikálisan növelni kell a hajlítási merevséget
• 20 000 ford/perc feletti orsófordulatszámoknál használjon kiegyensúlyozott marószerszámokat és befogókat
• Válassza a lehető legnagyobb átmérőjű hosszabbítókat és csatlakozóelemeket a marószerszám átmérőjéhez képest
• 1 mm (0,039 col) radiális eltérés a befogó és a szerszám között elegendő. Használjon túlméretes marószerszámokat
• A süllyesztőmarás alternatív módszer az extra hosszú szerszámokkal történő megmunkálásra

Fokozatosan növelje a szerszámhosszt

A maximális termelékenység megtartásához a nagyolási műveletek során, ahol az utolsó fogás mélyen a munkadarabban történik, fontos több lépcsőben hosszabbítani a marószerszámot.

• Kezdje a legrövidebb hosszabbítóval, mivel a hosszabbak korlátozzák a termelékenységet, és rezgésre hajlamosak
• Váltson a programban előre meghatározott helyen a hosszabb szerszámra. Az üreg geometriája meghatározza a váltás helyét
• Állítsa be a forgácsolási adatokat az egyes szerszámhosszakhoz a maximális termelékenység eléréséhez

Valós forgácsolási sebesség

Ha a szerszám névleges átmérőjét használja a gömbvégű szármaró vagy körlapkás maró forgácsolási sebességének kiszámításához, a valódi v_c forgácsolási sebesség sokkal kisebb lesz, ha az a_p fogásmélység kicsi. Az asztalelőtolás és a termelékenység komoly hátrányt szenved.

A forgácsolási sebesség számítását a valódi vagy effektív, fogásban lévő D_cap átmérő alapján végezze el.

Sarokszármaró

Gömbvégű maró

Körlapkás maró

Pontmarás – döntött maró

Ha gömbvégű szármarót használ, a forgácsolóél legkritikusabb része a szerszám közepe, ahol a forgácsolási sebesség nulla, ami kedvezőtlen a forgácsolási folyamat szempontjából. A forgácselvezetés a szerszám közepén, a keresztélnél kritikus, a szűk hely miatt.

Ezért ajánlott az orsót vagy a munkadarabot 10–15 fokkal megdönteni, amely a forgácsolási zónát elviszi a szerszámközépponttól.

• A minimum forgácsolási sebesség nagyobb lesz
• Jobb forgácsképzés és szerszáméltartam
• Jobb felületminőség

Példa középen forgácsoló marókra

Középső rész, z = 2

Kerületi rész, z = 4

Z = 2

Z = 4

Kis mélységű forgácsolás

Ha körlapkás vagy gömbvégű marót használ kisebb fogásmélységgel, a v_c forgácsolási sebesség növelhető a forgácsolóél rövidebb fogásban töltött ideje miatt. A hőátadás ideje a forgácsolási zónában lerövidül, azaz a forgácsolóél és a munkadarab hőmérséklete alacsony marad. Az f_z fogankénti előtolás is növelhető a forgácsvékonyító hatás miatt.

Kis mélységű forgácsolás

Példa a kis mélységű marásra, nem döntött és döntött marószerszám

Ez a példa a forgácsolási sebesség növelési lehetőségeit mutatja, amikor az a_e/a_p értéke kicsi, és láthatók a döntött marószerszám előnyei.

Gömbvégű tömör keményfém

D_c = 10 mm, GC 1610 minőség.

Anyag: Acél, 400HB

Ajánlott forgácsolási adatok mély maráshoz a_p - D_c/2:

v_c = 170 m/perc

f_z = 0,08 mm/ford = h_ex

Termelékenység profilmarás során: állandó maradékanyag

A: Nagyolás

B: Elősimítás

C: Simítás és tükörsimítás

Az állandó maradékanyag a legfontosabb kritérium a magas és állandó termelékenység eléréséhez profilmarás esetén, különösen nagy sebesség alkalmazásakor.

• A maximális termelékenység eléréséhez az öntőformák és présformák készítésekor fontos a marószerszámok méretének az adott művelethez igazítása
• Az elsődleges cél az egyenletesen elosztott ráhagyás biztosítása, hogy kevés változás lépjen fel a terhelés nagyságában és irányában

Gyakran kedvezőbb méretet váltani az egyes marószerszámoknál nagyobbról kisebbre, különösen könnyű nagyolásnál és elősimításnál, és nem csak egy átmérőt alkalmazni minden műveletre.

• A legjobb minőségű simítás úgy érhető el, ha a megelőző műveletek a lehető legkisebb és legállandóbb anyagmennyiséget hagyják meg
• A cél mindig a végső alakra megadott követelmények lehető legjobb megközelítése
• Biztonságos marási folyamat

Előnyök állandó maradékanyag esetén

• Egyes elősimítási és gyakorlatilag az összes simítási művelet elvégezhető részleges felügyelet mellett, vagy felügyelet nélkül
• A szerszámgép vezetékeire, golyósorsóira és orsócsapágyaira gyakorolt negatív hatás kisebb

Tömör munkadarab megnyitása

• Üreg megnyitásakor fontos az olyan módszer választása, amely minimalizálja az a_p értéket, és állandó ráhagyást hagy a következő profilmarási művelet számára
• A derékszögű sarokmarók/szármarók vagy kukoricamarók lépcsőzetes felületet hagynak hátra, amelyet el kell távolítani. Ez változó forgácsolóerőket és szerszámkihajlásokat okoz. Az eredmény egy egyenetlen simítási ráhagyás, amely befolyásolja a végső alak geometriai pontosságát
• A körlapkás marók használata sima átmenetet biztosít a fogások között, és kevesebb maradékanyagot hagy egyenletesebb eloszlásban a profilmarási művelethez, így jobb minőségű munkadarab állítható elő
• A harmadik alternatíva a nagy sebességű maró használata az üreg megnyitásához. Ez kicsi, egyenletes maradékanyaghoz vezet a kis fogásmélység miatt, azaz kis lépcsőzetű felület keletkezik

Derékszögű sarokmaró,
nagyobb és egyenetlen ráhagyás marad

Körlapkás maró,
kis ráhagyás marad

Nagy előtolású maró,
kis ráhagyás marad

Másoló marás

Az üregekhez használandó szerszámútvonalak hagyományos és legkönnyebb programozási módja a normál másolómarás technikája, sok belépéssel és kilépéssel a munkadarabból. Azonban ez azt jelenti, hogy a nagy teljesítményű szoftverek, szerszámgépek és marószerszámok kihasználtsága korlátozott. Ajánlott olyan szoftverrel rendelkező gépet használni, amely előre tervező funkciójával kiküszöböli a szerszámpályák hibáit.

A módszerek, szerszámútvonalak, marószerszámok és befogók kiválasztásához fontos a nyitott gondolkodásmód.

− Nagy terhelés a lapka középpontján

− Csökkentett előtolási sebességek

− Rövidebb éltartam

− Mechanikai ütközés

− Alakhibák

− Hosszabb programok és forgácsolási idő

A másolómarási szerszámútvonal gyakran ellen- és egyenirányú marási műveletek kombinációja, és sok kedvezőtlen fogásvételt és visszahúzást jelent a megmunkálás során. Minden fogásba lépés és visszahúzás a szerszám kihajlását okozza, és nyomot hagy a felületen. A forgácsolóerők és a szerszám kihajlása ezután csökken, és a kilépési területen az anyagot kissé alámarja.

Következtetések

• Kerülni kell a másolómarást meredek falak közelében, ha lehetséges. Süllyesztőmarásnál a forgácsvastagság nagy, ezért a forgácsolási sebesség legyen kicsi
• Fennáll az él kipattogzásának veszélye a szerszám közepén, különösen, amikor eléri az alsó területeket
• Használjon előre tervező funkcióval rendelkező előtolási sebességvezérlést. Ellenkező esetben a lassítás nem lesz elég gyors, és a szerszám közepe sérülhet
• Nagy lesz az érintkezési hossz, amikor a marószerszám a falhoz ér, így kihajlás, rezgés és szerszámtörés veszélyével jár
• Gömbvégű szármarók használatakor a legkritikusabb terület a szerszám közepe, mivel itt a forgácsolási sebesség nulla. Kerülje a szerszám közepének használatát, és alkalmazzon pontmarást az orsó vagy a munkadarab megdöntésével a feltételek javítása érdekében
• Valamivel jobb a felfelé haladó másolómarás alkalmazása a meredek falak mentén, mivel a forgácsvastagság egy kedvezőbb forgácsolási sebességnél maximális

Alámarás veszélye

Felfelé haladó másolómarás:
Maximális forgácsvastagság ajánlott v_c értéknél.

Az üreg alján:
Kipattogzás veszélye a szerszám közepén.
Alakhibák gyakoriak, különösen nagy sebességű megmunkálási technikák alkalmazása esetén.

Lefelé haladó másolómarás:
Nagy forgácsvastagság nagyon alacsony v_c érték mellett.

Előtolás csökkentése a rövid szerszáméltartam elkerülésére

A váltogatott egyen- és ellenirányú marás a szerszámot változó irányú kihajlásnak és forgácsolóerőknek teszi ki. A szerszámútvonal kritikus részein az előtolás csökkentésével az él kipattogzásának veszélye csökken, és biztonságosabb forgácsolás, hosszabb éltartam érhető el.

Kontúrmarás

Az olyan programokkal ellentétben, amelyek az anyag állandó Z-értékeknél történő „szeletelését” kívánják meg, előnyösebb a kontúrozó szerszámútvonalak alkalmazása egyenirányú marással kombinálva. Az eredmények többek között:

+ Jelentősen rövidebb megmunkálási idő

+ Jobb gép- és szerszámkihasználtság

+ Jobb geometriai pontosságú alakzat

+ Kevésbé időrabló simítási és manuális polírozási munkálatok

+ Vezérelt forgácsolási sebesség - v_e

+ A HSM lehetséges

+ Nagy előtolási sebességek

+ Hosszú éltartam

+ Biztonság

A kezdeti programozási munka nehezebb, és hosszabb ideig tart; ezt azonban hamar kompenzálja az, hogy az óránkénti gépköltség normál esetben a programozó munkaállomások költségének háromszorosa. Ajánlott olyan szoftverrel rendelkező gépet használni, amely előre tervező funkciójával kiküszöböli a szerszámpályák hibáit.Következtetések

• használjon kontúrmarási szerszámutat (például szintmarás), mivel ez a legjobb módszer az egyenirányú marás biztosításához
• A maró kerületével végzett kontúrmarás gyakran nagyobb termelékenységű, mert több fog dolgozik a fogásban nagyobb szerszámátmérőn
• Ha a gép orsófordulatszáma korlátozott, a kontúrmarás segít megtartani és vezérelni a forgácsolási sebességet
• A kontúrmarás kevesebb váltást is okoz a munkaterhelésben és irányban. Nagy sebességű és nagy előtolású marásnál, és edzett anyagoknál, ez különösen fontos, mivel a forgácsolóél és a folyamat érzékenyebb a változásokra, amelyek kihajlást vagy rezgést okozhatnak.
• A jó szerszáméltartam eléréséhez tartsa folyamatosan fogásban a szerszámot, ameddig lehetséges

Figyelem! Kerülje a szerszám közepével végzett forgácsolást, amikor a szerszám középpontjában a forgácsolási sebesség nulla.

Szerszámút-stratégia

Állandó Z kontúrmarás, két tengely mentén. Nagyolástól simításig

Szintmarás, állandó Z értékű kontúrmarás

• Általános, ahol van CAM-vezérelt kagylófunkció
• Akadálytalan fogásvétel és visszahúzás
• Könnyű programozás
• Széles szerszámválasztás

Spirális kontúrmarás, három–öt tengely mentén. Simítás

Kontúrmarás süllyedő szerszámútvonalon

• Finom irányváltások
• Jó alakpontosság és felületi minőség
• Szabályozott kagylómagasság
• Állandó fogásvétel
• Rövid programok
• Rövid szerszám

Térbeli felületek létrehozása

Egyenirányú marással, két irányban kb. 10°-ban döntött marószerszámmal jó felületi minőség és megbízható teljesítmény érhető el. A gömbvégű maró vagy rádiuszos forgácsolóél egy bizonyos h csúcsmagassággal rendelkező felületet hoz létre, amely a következőktől függ:

• A fogás a_e szélessége
• Fogankénti előtolás, f_z

További fontos tényező a fogásmélység (a_p), amely a forgácsolóerőket befolyásolja, és a marószerszám indikátorról leolvasható ütése (TIR). A legjobb eredmények eléréséhez:

• Használjon nagy pontosságú hidraulikus tokmányt Coromant Capto® megoldással
• Minimalizálja a szerszám túlnyúlását

Nagyolás és előnagyolás

Ha a fogankénti előtolás sokkal kisebb, mint a fogásmélység és -szélesség, a létrejött felületnek sokkal kisebb lesz a csúcsmagassága az előtolás irányában.

Simítás és szupersimítás

Előnyösebb az egyenletes, minden irányban szimmetrikus felületstruktúra létrehozása amelyet később könnyű polírozni, a polírozási módszertől függetlenül.

Ez akkor érhető el, ha f_z ≈ a_e.

Mindig használjon döntött két fogú marót a tükörsimításhoz, a legjobb felületi minőség eléréséhez.

Előnagyolás olyan f_z értékkel, amely jóval kisebb az a_e

értékénél

Tükörsimítás döntött maróval és f_z = a_e

értékkel