Témata
Reklama

Revoluční hrubovací strategie pro vysokorychlostní obrábění

15. 05. 2012

Waveform je vlnovitá hrubovací strategie, která byla vyvinuta ve spolupráci společností Planit Software a Sandvik Coromant. Jde o vysokorychlostní techniku obrábění udržující konstantní zatížení řezného nástroje tím, že zajišťuje konzistentní záběr do materiálu. Dráhy nástroje jsou plynulé, nedochází tedy k náhlým změnám směru posuvu a trhavým pohybům na stroji.

Jaké jsou její další výhody? Hrubovací strategie Waveform:
• zkracuje čas obráběcího cyklu;
• zvyšuje životnost nástroje;
• prodlužuje udržovací cykly stroje;
• udržuje konstantní úběr materiálu;
• frézuje hlouběji a rychleji.

Reklama
Reklama
Reklama

Konstantní záběr do materiálu

Přestože na první pohled vypadá koncentrická strategie obrábění mnohem jednodušeji, problém nastává v tom, že nástroj je v každém rohu přetížen, což vede ke zkracování jeho životnosti nebo dokonce k jeho zlomení. Obsluha stroje sice může redukovat rychlost posuvu, tím se však prodlužuje výrobní čas. Díky tomu, že Edgecam pomocí strategie Waveform udržuje konstantní procento průměru nástroje v záběru, může být posuv nástroje konstantní v průběhu celého cyklu. Tím se zvýší životnost nástroje a podstatně se sníží riziko jeho poškození.

Obr. 1. U technologie Waveform je záběr nástroje konstantní (obrázek vlevo), zatímco u tradiční technologie dosahuje v rozích šířka záběru 100 % průměru nástroje (vpravo).

Způsob generování drah cyklu v technologii Waveform

Pro udržení konstantního úběru materiálu používá cyklus filozofii, pomocí které obrábíme plynule „od polotovaru k obrobku“. Tím se snižuje množství přerušovaných řezů a nástroj je tak s materiálem ve styku delší dobu. Cyklus generuje ekvidistanty tvaru profilu obrobku až po polotovar. Tím jsou vygenerovány nepřerušované dráhy nástroje a přesné rohy po obrobení.

Obr. 2a–c. Ukázky drah vytvořených technologií Waveform

Při frézování kapes se nástroj zahloubí uprostřed do požadované hloubky a souvislou vlnovitou dráhou hrubuje, až dokud není dosaženo okraje kapsy. Všechny zbývající rohy jsou odstraněny nakonec.

Automatické nastavení záběru nástroje

Cyklus automaticky upravuje dráhu nástroje tak, aby zachoval konstantní styk nástroje s materiálem, a tedy i úběr materiálu. Při frézování konkávní plochy se záběr nástroje zvyšuje. Cyklus upraví rozteč mezi drahami tak, aby udržel požadované zatížení nástroje. Při frézování do konvexní plochy nastane opačný efekt. Při odfrézování materiálu se zvyšuje rozteč drah nástroje, aby byl zachován požadovaný záběr.

Plynulé dráhy

Cyklus generuje vlnovitou dráhu nástroje, udržuje konstantní zatížení nástroje a pohonů v řezu při dodržení nastavené rychlosti posuvu. Výsledkem je snížení míry vibrací stroje, nástroje a všech ostatních komponent.

Přejíždění

Vnitřní algoritmus výpočtu cyklu vychází z pracovních posuvů a rychloposuvů daného stroje. Při přesunu nástroje k dalšímu řezu vybere cyklus tu nejrychlejší cestu do daného bodu. V daném místě pak zůstane nástroj v řezu, ale při delších přejezdech nástroj odjede v ose Z a rychloposuvem se přesune do nové pozice.

Obr. 3. Příklad obrábění plnou hloubkou nástroje

Přejezd ve stejné hloubce

Pokud nástroj při přejezdu zůstává v hloubce, řezná dráha se v případě potřeby automaticky generuje kolem polotovaru. Řezy mohou být provedeny rychloposuvem a umožňují uživateli určit malé odjetí nástroje v ose Z, aby nástroj nedřel na povrchu dílce.

Jednoduché použití cyklu

Cyklus využívá maximum informací z modelu a z Konstruktéra postprocesorů tak, že uživatel zadává pouze tři modifikátory cyklu. To zaručuje snadnou použitelnost cyklu, který je integrován v hlavním hrubovacím cyklu.

Obrábění plnou hloubkou nástroje

Vlnovitá strategie hrubování výrazně zlepšila standardní hrubovací metody tím, že zajišťuje konstantní úběr materiálu. Navíc tato nová strategie otevírá dveře používání vysokorychlostního obrábění, a to zejména tvrdých materiálů.

Obr. 4. Vyhrubovaná kapsa se stopami drah nástroje

Hrubování plnou řeznou délkou nástroje rozkládá zatížení na celou délku nástroje, nikoliv pouze na špičku, jak je tomu u standardního hrubování. Tím se zásadně prodlužuje životnost nástroje. Radiální hloubka záběru je redukována tak, aby byly zajištěny konstantní řezné podmínky a dobrý odvod třísky, ve které je tak odvedeno maximum tepla, čímž je prodloužena životnost nástroje. Příklady rychlosti posuvu a hloubky záběru, kterých může být dosaženo u tvrdých materiálů, jsou jak v metrických, tak i britských mírách uvedeny v tabulce.

Hrubovací strategie Waveform je standardně součástí nové verze Edgecam, nehradí se žádné příplatky navíc!

Tab. Příklady rychlosti posuvu a hloubky záběru


Seminář o produktivním obrábění Yellow days

Ve dnech 20.–21. 3. proběhl v areálu Tajmac-ZPS ve Zlíně seminář o produktivním obrábění pořádaný ve spolupráci firem Nexnet, a. s., Tajmac-ZPS, a. s., a Sandvik CZ, s. r. o. Tato akce se setkala s velkým zájmem, kapacita byla brzy naplněna a na seminář ve dvou dnech dorazilo přibližně 150 hostů. Návštěvníci se zde mohli na vlastní oči přesvědčit o tom, jak efektivně a produktivně lze obrábět díky nejnovějším technologiím z CAD/CAM softwaru Edgecam na moderních obráběcích centrech Tajmac-ZPS, které byly osazeny nástroji Sandvik. Zmíněné technologie byly návštěvníkům předvedeny při ukázkách obrábění a mimo jiné zde bylo možné sledovat i průběh nové revoluční hrubovací strategie Waveform, která byla na semináři představena. Pomocí této strategie je zajištěna vyšší řezná rychlost s konstantním úběrem materiálu na plnou hloubku řezné části nástroje, přesnější a rychlejší odebrání materiálu a menší zatížení stroje i nástrojů. Kromě praktických ukázek a výkladů u obráběcích center proběhly také přednášky o funkčnosti a novinkách CAD/CAM softwaru Edgecam a o nástrojích Sandvik.

Obr. 5. O seminář Yellow days ve Zlíně byl velký zájem.

Demonstrace technologie Waveform

Průběh ukázky popisuje Pavel Juřeník ze společnosti Sandvik CZ: „Použití technologie Waveform přináší uživatelům několik výhod najednou, technologie trochoidního obrábění byla dále rozpracována a vylepšena. Uživatel získává velmi efektivní nástroj pro programování hlubokých drážek a uzavřených kapes.
Na semináři Yellow days probíhala demonstrace tohoto způsobu obrábění na stroji MCV 1060 s upínacím kuželem ISO 40. Materiálem obrobku byla ocel 12 050, pro ukázku byla zvolena tvrdokovová fréza Coromill Plura R216.24-08050EAK 19P 1630 upnutá v hydraulickém upínači. Fréza byla záměrně upnuta s extrémním vyložením 6,5x D, přičemž záměrně byla zvolena čtyřbřitá fréza se stoupáním šroubovice 50°, což znamená, že celkové opásání nástroje bylo díky velkému stoupání šroubovice velmi velké. Obráběla se drážka hluboká 15 mm s bočním přísuvem 0,3 mm a posuvem 1 100 mm.min-1.

Díky zvolené technologii nebyly ani v rozích patrny žádné vibrace a nedocházelo k nežádoucímu zachvění nástroje. To přináší následující výhody:
• vyšší rychlost úběru kovu;
• menší opotřebení nástroje a tím i jeho vyšší životnost;
• možnost pracovat s velkým vyložením nástroje díky konstantnímu přísuvu;
• stabilizaci obráběcího procesu, lepší opracování povrchu a v konečném důsledku menší namáhání celé soustavy stroj-nástroj-obrobek.“

Petra Slatinová, Jindřich Nevařil ml.

Nexnet
p.slatinova@nexnet.cz
www.nexnet.cz

Reklama
Související články
Software zjednodušuje výrobu střižných nástrojů

Příběh společnosti Atlantic Tool & Die začíná 1. června roku 1937, kdy čtyři společníci v čele s Ernestem Mehwaldem založili malou dílnu na Fulton Road ve státě Ohio v USA. Byli to emigranti z Evropy, ale všichni čtyři byli velmi schopnými konstruktéry, a navíc vysoce kvalifikovanými pro výrobu forem. Proto tedy není divu, že se jejich malá dílna do roku 1942 rozrostla a přestěhovala se do větších prostor.

Efektivní programování tvarově podobných dílů

Firma Alcon Components využívá Edgecam a Manažer strategií ve výrobě brzdových systémů pro závodní speciály a vojenská vozidla.

Revoluce pokračuje: Nová strategie soustružení

CAD/CAM systém Edgecam od Vero Software v nové verzi 2015 R1 obsahuje mnoho důležitých vylepšení a nových funkcí.

Související články
Plnou parou vpřed

Edgecam umožnil výrobci modelů vlaků, společnosti 17D miniatures, nabídnout výrobu dílů jednotlivým nadšencům i dalším firmám, které modely vlaků také vyrábějí. Toho dosáhli během několika málo měsíců od instalace Edgecamu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zvyšte potenciál svého 2D CAD softwaru!

Stále příliš mnoho firem přichází o své finanční prostředky tím, že sice využívají nové technologie, ale ty nezvyšují jejich celkový potenciál. V takovém případě pomůže aplikace DraftSight od Dassault Syst?mes. Pomocí tohoto softwaru lze spouštět stávající DWG soubory a vytvářet nové za zlomek nákladů oproti jiným CAD řešením.

Aerospace - vlajkový průmysl s extrémními nároky

Letecký průmysl je ve Francii významným oborem, a tak není divu, že společnost Missler Software získala v této oblasti jedinečné zkušenosti díky spolupráci s většinou subdodavatelů v oboru. To ji spolu s tisíci díly obráběnými pomocí TopSolidCam řadí mezi špičky v leteckých technologiích.

Zlepšení produktivity navrhování a obrábění

O něco málo více než po roce je tu opět nová verze parametrického 3D modeláře Creo. Jak se povedlo vývojářům do již páté verze Creo zakomponovat požadavky trhu a jaké jsou hlavní směry inovací?

Návrh i výroba forem v jednom softwaru

Firma Onni-Stamp byla založena v roce 1980 v Itálii. Zabývá se navrhováním a výrobou forem pro vstřikování plastů. Díky nejnovějším technologiím a vysoce kvalifikovaným zaměstnancům i s více než třicetiletou praxí v oboru dokázala společnost rozšířit portfolio svých zákazníků z Itálie na celý evropský trh. Firma je klasickým příkladem italského rodinného podnikání, ale svou intenzivní výzkumnou a vývojovou činností mnohé výrobce forem převyšuje.

Nová strategie hrubování zefektivnila výrobu ozubených kol

Jeden z předních výrobců v oblasti technologie převodů ve Spojeném království ušetřil „neuvěřitelných“ 45 hodin – tj. celý týden výrobního procesu frézování – při výrobě série 30 ozubených kol z kalené nástrojové oceli díky použití strategie Waveform hrubování v Edgecamu.

Návrh forem v softwaru VISI

Každý, kdo hlasoval v posledních volbách v Anglii a v loňských amerických prezidentských volbách, s největší pravděpodobností svůj hlas vložil do volební schránky, která byla vyrobena u firmy Crossen Engineering LTD.

CAD/CAM software zefektivnil výrobu PVD povlakovacích zařízení

Společnost Island e-Beam, LLC, z Bradentonu se jako jedna z nemnoha firem na světě zabývá výrobou zdrojů elektronových paprsků a zařízení pro napařování materiálů (fyzikální depozici vrstev). Aby bylo možné v tak náročné oblasti uspět, je nutné provádět špičkový aplikovaný výzkum a také mít dlouholeté zkušenosti. To je také důvod, proč podobné produkty mnoho firem nevyrábí.

3D technologie při unikátní operaci lebky

Do nemocnice v mexickém státě Querétaro byl jednoho dne převezen pacient s prostřelenou lebkou. Levá část jeho lebky byla nenávratně poškozena, ale pacient přežil a po roce rehabilitace se tým ošetřujících lékařů rozhodl navrhnout tohoto pacienta do unikátního projektu revoluční lebeční protézy. Bylo velmi důležité, aby se implantát stal přirozenou součástí lidského těla, umožňoval fúzi kostní tkáně a proudění tekutin v lebeční dutině.

VISI ve výrobě střižných nástrojů

Parametrický CAD/CAM systém, který byl dříve ve společnosti Franz Pauli Gmbh & Co. používán, byl ideální pro klasické strojírenství, ale ne už tak dobrý pro výrobu nástrojů. Firma se proto rozhodla pro zakoupení softwaru VISI, který nabízí kombinaci plně integrovaného plošného a objemového modeláře, tvorbu nástrojů ve 3D a v neposlední řadě také rozsáhlých dvou-, tří- a pětiosých obráběcích strategií se specializací na vysokorychlostní obrábění.

Edgecam pomáhá připravit závodní vozy pro Rallye Dakar

„Edgecam hrál klíčovou roli při přípravě našeho vozu na rallye a díky němu můžeme posouvat hranice,“ tvrdí Glyn Hall, výkonný ředitel společnosti Hallspeed, která vyrábí součástky pro závodní vozy Toyota na Rallye Dakar.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit