токарних

ProfitTurning можливості

Esprit пропонує нову інноваційну стратегію чорнової обробки токарних верстатів ProfitTurning, яка допомагає усунути негативні наслідки традиційних методів точіння. ProfitTurning - це високошвидкісний метод чорнової обробки, який включає додаткову стратегію різання в існуючі цикли чорнової та шліфувальної роботи Esprit. ProfitTurning - це швидкий та безпечний метод різання, який дозволяє виробникам ефективніше шліфувати при постійних навантаженнях на стружку та швидкості різання, тим самим зменшуючи знос інструменту та час циклу. Це досягається впровадженням нового генератора траєкторії інструментів на основі алгоритму, який враховує фактори різання та характеристики верстата, такі як форма інструменту, подача та навантаження стружки, які безпосередньо впливають на ефективність обробки та досягнення найвищого рівня продуктивності.

Контроль грубості: робіть короткі та постійні проходи протягом циклу

Іншим способом усунення негативних наслідків традиційного точіння є підтримка постійного навантаження на інструмент. ProfitTurning розбиває ріжучу поверхню на керовані поверхні і дуги вставляються там, де інструмент торкається стіни, щоб стіна могла наближатися до відрізу та віддалятися від нього. Завдяки плавним проходам і меншим швидкостям подачі зусилля різання на вході в інструмент можна зменшити і підтримувати на постійному рівні. Швидкість подачі максимізується під час прямолінійних рухів, які називаються "паралельними рухами", підтримуючи різання постійним, а потім зменшуючи швидкість при виході з різу.

Ріжте невеликі та складні поверхні з легкістю

Не всі ріжучі поверхні є настільки гладкими і легкодоступними, як показано на малюнку 3. На щастя, ProfitTurning пропонує стратегії різання для всіх невеликих та нерівних поверхонь. Ці ділянки часто визначаються дугами входу/виходу та мінімальним трохоїдальним радіусом. Мінімальний трохоїдальний радіус визначається користувачем для обмеження розміру трохоїдальних різальних проходів у гострих кутах, де ріжучий інструмент не може легко поміститися. Ще однією проблемою у цих важкодоступних зонах є підтримка постійного навантаження на інструмент, щоб площа контакту з інструментом не була занадто великою. Для вирішення цієї проблеми ProfitTurning використовує повне трохоїдальне різання на цих невеликих ділянках, поки інструмент не досягне «мінімального трохоїдального радіуса», який визначає користувач. Мінімальний трохоїдальний радіус обмежує розмір трохоїдальних рухів у невеликих куточках, де інструмент не підходить.

"Плавний перехід" замінює рухи мосту в траєкторії інструменту плавними дугами. Занадто велику дугу в кутах також можна замінити сегментом.

Рисунок 5. Поперемінний зріз та плавний шлях активовані.

Переваги прибутку

ProfitTurning використовує ріжучі інструменти з повним радіусом або круглою вставкою для досягнення більш високих швидкостей подачі, щоб підтримувати постійне або майже постійне навантаження на інструмент. Це відоме як ефект розрідження стружки. Крім того, ProfitTurning зменшує вібрацію та нерівномірну швидкість різання, що зазвичай призводить до поганої обробки та пошкодження інструменту. З цієї причини ProfitTurning ідеально підходить для різання твердих матеріалів та суперсплавів з тонкими стінками, як показано на рисунках 6 та 7.

На рисунку 6 половина діаметра вставки, швидкість подачі на зуб і товщина стружки однакові в круглій вставці. Це схоже на виріз із кутовим сектором 90 градусів. Оскільки кутовий сектор контакту зменшується, глибина різання також зменшується, це дозволяє нам збільшити швидкість просування, щоб підтримувати належну товщину стружки. Там, де немає глибини різання, користувачі можуть компенсувати за рахунок більш високих норм подачі, що призводить до збільшення продуктивності

Тест

Тести Esprit ProfitTurning порівнювали із звичайними методами токарної обробки у співпраці з партнерами Esprit. Базовий підхід до тесту був встановлений шляхом порівняння звичайної стратегії різання від ZigZag та стратегії Eprit ProfitTurning. Результати були задовільними, отримавши 25% зменшення часу циклу за допомогою ProfitTurning порівняно із звичайними методами.

Ще однією метою тесту було використання Esprit ProfitTurning для оцінки ресурсу інструменту порівняно з традиційними стратегіями різання. Для цього був використаний шматок з двома однаковими гранями. Одне обличчя оброблено традиційною технікою ZigZag, а друге оброблено ProfitTurning. Під час пробної обробки для управління потужністю шпинделя використовувався TMAC4 компанії Caron Engineering (адаптивний контроль інструменту). Компанія Caron Engineering має понад 30-річний досвід у моніторингу та керуванні верстатами з ЧПУ, і TMAC - лише один з її продуктів. TMAC працює за принципом, що потужність, необхідна для обробки деталі, зростає із зменшенням строку корисного використання інструменту. За підтримки TMAC ми виміряли різницю потужності між ProfitTurning та звичайними стратегіями ZigZag. Для кожної стратегії ми починаємо з повітряного скорочення, а потім вимірюємо потужність кожного проходу. Ці дані були усереднені разом, щоб показати загальне значення потужності для кожного слота.

На малюнку 8 оранжеві смуги показують поступове, але постійне, збільшення потужності на 5% між кожним слотом, використовуючи звичайний метод ZigZag. (Примітка. У міру зношування інструменту машина використовує більше енергії для різання.) Ці самі дані були зібрані для ProfitTurning, проілюстровані синіми смужками. При порівнянні двох стратегій різання робота над вісьмома деталями за допомогою ProfitTurning становить 10,26%, тоді як робота із звичайним методом ZigZag становить 31,3%. Результати, показані лініями трендів графіків, показують, що в порівнянні зі звичайним методом ZigZag користувачі відчують у три рази довший термін служби інструменту, і вставки інструментів потрібно буде замінювати рідше, використовуючи ProfitTurning від Esprit.

Вибір інструменту ProfitTurning

ProfitTurning використовує ріжучі інструменти з круговими або повними радіусами вставками. При використанні цих круглих пластин для різання може бути використаний повний периметр ріжучої кромки, а шлях може бути змінений, щоб максимізувати ефективність і, таким чином, продовжити термін служби інструменту. Крім того, круглі вставки також дозволяють бічну роботу, тоді як звичайні квадратні вставки зазвичай не можуть. Крім того, круглі вставки підходять для матеріалів із рівнем твердості ISO-S та H5, таких як термостійкі суперсплави.

Також важливим фактором є врахування жорсткості обробки при порівнянні їх із квадратними вставками. Загалом, круглі вставки більш міцні, що робить їх ідеальними для усунення вібрацій під час різання та підвищення продуктивності. Наприклад, аерокосмічні компоненти часто великі, із збільшеними радіусами та профілями, призначеними для усунення точок високих напружень, що дозволяє легко використовувати кругові вставки.

Переваги кругових вставок

  • Можна використовувати весь периметр
  • Шлях різання можна чергувати
  • Контроль входу та виїзду. Усунення вібрацій.
  • Міцніша ріжуча кромка для міцних матеріалів
  • Вищі швидкості руху на землі
  • Бічний зріз

Програми для отримання прибутку

На рисунку 9 ми бачимо приклад додатків ProfitTurning, які обробляють глибокі канавки та профілі, де потрібні довгі та легкі інструменти. На малюнку 9 форми отвору та внутрішні канавки - це глибокі порожнини, які потрібно обробити з цільної деталі або обробити після зварювання. При механічній обробці цих компонентів вібрація збільшується за рахунок відношення глибини до ширини. Застосовуючи ProfitTurning, труднощі обробки оптимізуються за рахунок забезпечення жорсткості та мінімізації вібрації, що дозволяє збільшити продуктивність. На рисунку 10 ще приклади додатків ProfitTurning.

Рисунок 9: Приклад глибокої канавки.

Результати випробувань

Перше випробування механічної обробки було проведено в Технологічному центрі Mazak у місті Гардена, штат Каліфорнія. Метою цього першого тесту було перевірити, що рух вихідної траєкторії працював належним чином із зазначеними швидкостями. Результати були отримані шляхом механічної обробки за допомогою параметра «альтернатива» як паза ззовні, так і контуру та паза на торці. Зовнішні умови різання призвели до хороших кінцевих результатів та стабільної обробки з високошвидкісним циклом чорнової обробки.

Приклад 1

Місцезнаходження - Технологічний центр Мазак, Каліфорнія, США

  • Штука-316 Сталь, відпалена (діаметр 6 », 149Brinell)
  • Машина Mazak QuickTurn Nexus 200 II
  • Control-Mazatrol Matrix Nexus 2
  • Власники інструментів
  • Sandvik N123L2-0800-RO 1125
  • Внутрішній діаметр (дюйми) -0,315
  • Movement Pattern-ProfitTurningTM
  • Швидкість шпинделя, CSS-800
  • Попередньо, IPR-0.032
  • Глибина різання (дюйм,%) - 0,025,7
  • Радіус виходу/виходу (вхід,%) - 0,394,125
  • Зовнішній суд-Ні/Так
  • Холодоагент-так

Приклад 2

Розташування-партнери Okuma у закладі THINC, Шарлотта, Північна Кароліна

  • Частина D2 Відпалений сталевий інструмент, 23HRC 2,5 »ODx 36» OL
  • Машина-Okuma Genos L300
  • Контроль
  • Тримач для інструменту -ISCAR GDMY 840 C 808
  • Діаметр (дюйми) -0,315
  • Movement Pattern-ProfitTurningTM
  • Швидкість руху, CSS-550
  • Заздалегідь IPR-0,05
  • Глибина вирізу (в,%) - 0,04.13
  • Радіус виходу/виходу (вхід,%) - 0,394, 125
  • Зовнішній суд-Ні/Так
  • Холодоагент-так

Результати

Час циклу: 22 секунди з ProfitTurning, що призводить до економії часу на 19 секунд нижче 41 секунди, необхідної при звичайному повороті.

Інвестиційні витрати

У сучасній галузі багато грошей вкладається у впровадження нових технологій. Однак залишаються сумніви щодо того, коли застосовувати ці нові технології замість того, щоб продовжувати використовувати традиційні методи. Використання Esprit's ProfitTurning збільшує швидкість різання та зменшує час циклу, але яка інвестиційна вартість використання цієї нової технології порівняно з традиційними методами?

Ми використовуємо калькулятор Sandvik Turning, щоб показати користувачам пріоритети при виборі стратегії різання. Витрати на деталь розраховували за допомогою Esprit ProfitTurning та кругових вставок (таблиця 1), і паралельно використовували подібну оцінку витрат, використовуючи традиційний метод різання ZigZag (таблиця 2) з однаковою круглою вставкою та тримачем. Остаточні результати показали, що ціна одиниці за штуку з ProfitTurning коштує на 60% менше ціни за одиницю за штуку при використанні традиційного методу різання ZigZag.

Дані для розрахунку інвестиційних витрат

Таблиця 1. Оцінка витрат за допомогою ProfitTurning

  • Кількість штук на рік - 5000
  • Вартість машини за годину - 50 доларів
  • Загальний час циклу на деталі -22
  • Вставити вартість - $ 45
  • Термін служби інструмента (кількість штук) -24
  • Порізи за вставку-2
  • Вставка за інструментом-1
  • Вартість підтримки за штуку - 150 доларів
  • Макс. Індексована вставка-1
  • Вартість машини за штуку - 7,49 дол
  • Загальна вартість на рік ($/рік) - 37 465 $

Таблиця 2. Оцінка витрат із використанням традиційного методу різання ZigZag

  • Кількість штук на рік - 5000
  • Вартість машини за годину - 50 доларів
  • Загальний час циклу на деталі -41
  • Вставити вартість - $ 45
  • Термін служби інструмента (кількість штук) -8
  • Порізи на вставку-2
  • Вставка за інструментом-1
  • Вартість підтримки за штуку - 150 доларів
  • Макс. Індексована вставка-1
  • Вартість машини за штуку - $ 22,13
  • Загальна вартість на рік ($/рік) - 110 660 $

Висновок

Стратегія різання ProfitTurning від Esprit пропонує траєкторію, яка підтримує постійне навантаження на стружку і швидкість різання, дозволяючи швидкості різання бути значно вищими.

Завдяки використанню контрольованих інструментів із використанням круглих пластин, траєкторія ProfitTurning також зменшує вібрацію та залишкові напруження, що робить її особливо корисною для тонких стін з твердих матеріалів, таких як суперсплави. Ця інноваційна стратегія різання призводить до значного скорочення часу циклу верстата та витрат на деталь, забезпечуючи більш високу продуктивність і роблячи це найкращим рішенням для токарної обробки.