Frezowanie dynamiczne – nowoczesna, ekonomiczna technologia frezowania
W tym artykule omówimy, na czym polega frezowanie dynamiczne i czym różni się ono od innych procesów produkcyjnych. To fascynująca technologia, która zrewolucjonizowała przemysł produkcyjny.
Przejdźmy od razu do rzeczy:
Co to jest frezowanie dynamiczne?
Frezowanie dynamiczne to nowoczesny proces produkcji wspomagany komputerowo (CAM). Wytwarza pożądany produkt końcowy poprzez ciągłe, monitorowane usuwanie materiału z większego surowego przedmiotu poprzez cięcie lub obróbkę zgrubną.
Zalety frezowania dynamicznego
Technologia dynamicznego frezowania ma pewne zalety dla swoich użytkowników. Niektóre korzyści wynikające z zastosowania tego procesu obróbki obejmują:
· Dłuższa żywotność narzędzia
Trwałość narzędzia jest ważnym aspektem w obróbce dynamicznej, ponieważ narzędzia są drogie. Wydłużenie żywotności narzędzia skrawającego jest możliwe nawet pięciokrotnie, jeśli w trakcie procesu utrzymane zostanie obciążenie wiórami. Zjawisko znane jako radialne przerzedzanie wiórów (RCT).
Dodatkowo zmniejszone i zwiększone stopnie przy stałym obciążeniu wiórów umożliwiają narzędziu szybsze eliminowanie ciepła, zapobiegając jego uszkodzeniu.
· Mniejszy cykl procesu
W zależności od typu maszyny można osiągnąć równowagę pomiędzy ilością usuwanego materiału a trwałością narzędzia. Można to zrobić, powoli zmniejszając głębokość kroku, jednocześnie zwiększając prędkość. W rezultacie będziesz mógł zwiększyć szybkość usuwania materiału, jednocześnie zmniejszając zużycie narzędzia, a tym samym skracając cykl procesu.
· Szybszy proces frezowania
Obróbka dynamiczna wykorzystuje w swoich operacjach oprogramowanie CAM. Za pomocą tego oprogramowania można sterować narzędziem w celu uzyskania wyjątkowo wydajnych, wysokiej jakości i gładkich cięć w ciągu kilku minut.
· Mniejsze narzędzia tnące
Ponieważ jest to kontrolowane przez maszynę, narzędzia są monitorowane, gdy stosowane są mniejsze narzędzia skrawające, aby uniknąć uszkodzeń materiału przy dużych prędkościach. Dzięki temu uzyskujemy wysoką jakość wykończenia materiału.
· Ogranicz wtórne wykończenie
Monitorowane mniejsze narzędzia skrawające mogą uzyskać dostęp do większej liczby części materiału podczas procesu frezowania. Może to spowodować wytworzenie gotowego materiału w jednej operacji, eliminując w ten sposób potrzebę dalszego procesu wykańczania w niektórych przypadkach.
· Działaj przy wyłączonych światłach
Algorytm oprogramowania obsługujący dynamiczną obróbkę jest starannie opracowywany i szczegółowo testowany przed jego wdrożeniem. W rezultacie działa z bardzo dużą precyzją, podążając za wyznaczoną ścieżką narzędzia.
Dzięki temu można bezpiecznie wykonywać cięcia bez obsługi, nawet przy wyłączonym świetle, co zmniejsza koszty pracy.
· Komponenty cienkościenne
Obszary zastosowań, takie jak przemysł lotniczy, urządzenia medyczne i producenci samochodów, wymagają lekkich komponentów do swoich zastosowań. Można to osiągnąć poprzez wykonanie cienkościennych elementów bez utraty ich wytrzymałości mechanicznej.
Aby to osiągnąć, można zastosować technologię dynamicznego frezowania, kontrolując ruch narzędzia, aby zminimalizować odkształcenie ścianki podczas frezowania.
· Zmniejsza zużycie maszyny
Inaczej niż w przypadku frezowania konwencjonalnego, gdzie powszechne są wibracje, siły boczne i zużycie narzędzia. Frezarka dynamiczna pracuje stabilnie, redukując wibrację i siły, wydłużając w ten sposób żywotność maszyny.
· Kondycjonowanie zapewniające najlepsze rezultaty cięcia
Technologia dynamicznego frezowania jest zaprogramowana tak, aby zapewniać precyzyjne cięcia przy zachowaniu równowagi pomiędzy szybkością usuwania materiału i zmniejszonym zużyciem narzędzia. Zapewnia to jedynie precyzyjne i wysokiej jakości cięcia.
Polecane frezarki dynamiczne
Frezarka CNC
Niektóre z zalecanych frezarek dynamicznych to:
- Narzędzie dynamiczne z pięcioma lub czterema rowkami.
- Dynamiczna frezarka narzędziowa z sześcioma rowkami.
- Pełne, wieloostrzowe frezy trzpieniowe z węglików spiekanych.
Porównanie frezowania dynamicznego z frezowaniem konwencjonalnym
Techniki frezowania dynamicznego i frezowania konwencjonalnego to procesy produkcyjne sterowane numerycznie komputerowo, ale ich sposób działania jest zupełnie inny.
Ciągła praca: Podczas gdy frezowanie dynamiczne utrzymuje narzędzie tnące w odpowiednim zakresie materiału podczas procesu, frezowanie konwencjonalne włącza się sporadycznie. Powoduje to wydajne i szybsze usuwanie materiału przy frezowaniu dynamicznym, ale zróżnicowaną prędkość usuwania materiału i wolniejszą produkcję przy frezowaniu konwencjonalnym.
Prędkość cięcia: W przypadku frezowania konwencjonalnego prędkość narzędzia skrawającego jest mniejsza przy niższym posuwie, aby zapewnić trwałość narzędzia. Podczas frezowania dynamicznego prędkość narzędzia skrawającego jest wyższa przy wyższych posuwach, co zapewnia dobrą trwałość narzędzia dzięki radykalnemu zmniejszaniu się wiórów.
Cykl produkcji: Ze względu na mniejszą prędkość skrawania i posuwy przy frezowaniu konwencjonalnym, czas cyklu produkcyjnego jest dłuższy, podczas gdy przy frezowaniu dynamicznym jest szybszy.
Elastyczne ścieżki narzędzi: Frezowanie dynamiczne ma elastyczną ścieżkę narzędzia, którą można modyfikować w oparciu o geometrię części, co prowadzi do wydajnego usuwania materiału i wykończenia. Konwencjonalna ścieżka narzędzia do frezowania jest ustalona jako prosta lub spiralna i nie można jej regulować. Dzięki temu nadaje się do stosowania w przypadku prostych geometrii i nieskomplikowanych komponentów.
Trwałość narzędzia: Wyższa prędkość skrawania podczas frezowania dynamicznego może skutkować szybszym zużyciem narzędzia. Jest to jednak łagodzone przez promieniowe przerzedzanie wiórów oraz stałe połączenie narzędzia z materiałem. Z drugiej strony, przerywane połączenie narzędzia z materiałem powoduje zmienne siły skrawania, które przyspieszają zużycie narzędzia podczas frezowania konwencjonalnego.
Aplikacja: Frezowanie dynamiczne jest powszechnie stosowane w przypadku skomplikowanych wykończeń części, takich jak przemysł lotniczy, motoryzacyjny itp. Frezowanie konwencjonalne jest powszechne w obróbce produkcyjnej, naprawach i konserwacji.
Porównanie frezowania dynamicznego i rampowania z dużym posuwem
Frezowanie dynamiczne 3D można porównać do rampowania z dużym posuwem w następujący sposób:
Podejście tnące: Frezowanie dynamiczne zapewnia ciągłe cięcie materiału poprzez stałe zaangażowanie narzędzia i przy dużej prędkości. Zwiększanie posuwu z dużym posuwem angażuje narzędzie tnące na małej głębokości materiału ze zwiększonym posuwem, co zapewnia większą szybkość usuwania materiału.
Koszt: Podczas gdy frezowanie dynamiczne wiąże się z całkowitą wymianą zużytego narzędzia, rampowanie z dużym posuwem zapewnia indeksowanie tylko zużytej części. Prowadzi to do ogólnych oszczędności na kosztach narzędzia. Dodatkowo koszt narzędzia do zagłębiania wgłębnego z dużym posuwem jest niższy niż w przypadku narzędzia do frezowania dynamicznego.
Głębokość cięcia: Frezowanie dynamiczne jest ograniczone pod względem głębokości narzędzia skrawającego, dlatego nie nadaje się do obróbki głębokich profili. Strategia cięcia z dużym posuwem pozwala na obróbkę głębokich kieszeni, dlatego jest preferowana w przypadku głębokich profili.
Ścieżka narzędzia: Dynamiczne frezowanie pozwala na złożoną produkcję części dzięki regulowanej ścieżce narzędzia zapewniającej wydajność i gładkie wykończenie. Skośne zwiększanie posuwu następuje po sztywnej ścieżce narzędzia, a celem jest wysokie usuwanie materiału.
Żywotność narzędzia: Zarówno dynamiczne frezowanie, jak i zwiększanie posuwu z dużym posuwem zapewniają trwałość narzędzia dzięki zwiększonej szybkości usuwania materiału.
Aplikacje: Frezowanie dynamiczne oferuje rozwiązanie frezarskie umożliwiające skrócenie czasu frezowania w przemyśle lotniczym, urządzeniach medycznych itp. Skośne rampowanie z dużym posuwem jest idealne do obróbki zgrubnej ciężkich materiałów w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym ze względu na podejście do skrawania.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę w przypadku narzędzi do frezowania dynamicznego
Dynamiczne parametry frezowania
Dynamiczne narzędzia frezarskie wpływają na wygląd produktu końcowego, trwałość narzędzia i przebieg obróbki. Wybór narzędzi o odpowiedniej jakości pomaga osiągnąć pożądane rezultaty.
· Projektowanie narzędzi
Geometria narzędzia określa wydajność narzędzia, np. wibracje, usuwanie materiału wykończeniowego powierzchni itp. Niektóre z geometrii obejmują konstrukcję rowka, zmienny skok i zmienną spiralę.
· Jakość narzędzia
Wysokiej jakości narzędzie skrawające zapewnia wydajną obróbkę, trwałość narzędzia i precyzyjną ścieżkę narzędzia.
Powłoka narzędzia: Odgrywa rolę w wyglądzie wykończenia powierzchni, tarciu między materiałem, odporności na zużycie, trwałości itp. Niektóre z dostępnych powłok obejmują; Azotek tytanu i glinu (TiAIN), karbonit tytanu (TiCN), azotek tytanu (TiN) itp. Wybór powłoki zależy od zastosowania.
· Materiał narzędzia
Narzędzia do dynamicznego frezowania ze stali nierdzewnej powinny być wykonane z mocnego, wytrzymałego materiału, który jest w stanie wytrzymać zużycie. Typowymi materiałami na dynamiczne narzędzia skrawające są węglik i stal o wysokiej wytrzymałości. Preferowane są narzędzia węglikowe ze względu na ich wyjątkową wytrzymałość i odporność na zużycie przy dużej prędkości roboczej.
· Standard jakości
Aby osiągnąć wysokie standardy wydajności w ramach CAM, zastosowany materiał narzędzia musi spełniać standardy zapewnienia jakości. Pozyskiwanie narzędzi od renomowanych i certyfikowanych dostawców zapewni wybór narzędzi o gwarantowanej jakości.
Zastosowania frezowania dynamicznego
Proces produkcyjny dynamicznego frezowania można zastosować w następujących gałęziach przemysłu:
- Produkcja wyrobów medycznych, takich jak instrumenty dentystyczne.
- Lotnictwo, np. części samolotów, takie jak wspornik obrotowy.
- Części samochodowe, takie jak szyny paliwowe, części zawieszenia itp.
- Tworzenie form i matryc
- Ogólna produkcja maszynowa
Wniosek
Frezowanie dynamiczne to szybka, wydajna operacja obróbki CAM z wydłużoną żywotnością narzędzia dzięki strategii skrawania. Koncentruje się na szybszym usuwaniu materiału, co zapewnia szybszą eliminację ciepła, zapobiegając w ten sposób szybszemu zużyciu narzędzia. Jest powszechnie stosowany w gałęziach przemysłu, które wymagają części o dobrym wykończeniu powierzchni i czasie frezowania.
Więcej zasobów:
Wspinaczka a frezowanie konwencjonalne – Źródło: TSINFA
Typy maszyn CNC – Źródło: TSINFA
Frezowanie w operacjach skrawania – Źródło: WIKIPEDIA
Przewodnik zakupu frezarki – Źródło: TSINFA
