Depăşiti dificultățile prelucrărilor în consolă mare

Scule

de Seco Tools

Depăşiti dificultățile prelucrărilor în consolă mare

Printre tendințele actuale privind producția se numără creșterea dificultății la crearea alezajelor de precizie și efectuarea operațiilor de strunjire cu unelte de lungime extinsă. Crește în permanență cererea de toleranțe mai reduse și repetabilitate infailibilă. Noile materiale ale pieselor de prelucrat de înaltă performanță sunt mai dificil de prelucrat, sporind solicitarea sistemului de prelucrare. Pentru a economisi timp și bani, producătorii consolidează mai multe piese într-o singură piesă de prelucrat monolitică ce necesită prelucrarea alezajelor adânci și strunjirea componentelor complexe pe mașinile-unelte multifuncționale.

Producătorii care doresc să depășească aceste dificultăți trebuie să studieze toate elementele sistemelor lor de prelucrare și să folosească tehnici și unelte care să asigure succesul. Printre elementele cheie se numără stabilitatea mașinii, susținerea uneltelor, prinderea piesei de prelucrat și geometria sculei așchietoare. În general, fixarea solidă, prelucrarea rigidă și aplicarea atentă a uneltelor alcătuiesc fundamentul pentru alezarea adâncă productivă și procesele de strunjire în consolă mare.

Producătorii de petrol și gaze naturale, generarea de energie și componentele aerospațiale sunt principalii candidați pentru uneltele și tehnicile actualizate deoarece aceștia au de-a face în mod regulat cu piese complexe cu caracteristici care necesită utilizarea uneltelor cu lungime extinsă. Numeroase piese sunt realizate din aliaje dure care sunt dificil de prelucrat și produc astfel forțe de așchiere mari, care generează vibrații. În general, aproape orice producător poate beneficia de îmbunătățirea productivității și reducerea costurilor în operațiile de alezare adâncă cu consolă mare.

Deviația şi vibrațiile

Alezarea adâncă se distinge de alte operațiide așchiere prin faptul că muchia așchietoare acționează în alezaj la o distanță extinsă față de conexiunea la mașină. Operațiile de strunjire interioară în consolă mare prezintă condiții similare, și atât operațiile de alezare adâncă, cât și cele de strunjire pot să implice găuri cu așchieri cu întreruperi, cum este cazul pieselor de prelucrat, precum carcasele pompelor sau ale compresoarelor. Amploarea prinderii în consolă a uneltei rezultate este dictată de adâncimea găurii și poate duce la devierea barei de alezare sau a cuțitului de strung cu lungime extinsă.

Deviația amplifică forțele de schimbare în procesul de așchiere și poate cauza vibrații și zgomote care să degradeze calitatea suprafețelor pieselor, să provoace uzura rapidă sau ruperea uneltelor de așchiere și să deterioreze componentele sculei așchietoare ale mașinii, precum fusurile, conducând la reparații costisitoare și la perioade îndelungate de inactivitate. Forțele diferite provin din dezechilibrele componentelor mașinii, lipsa de rigiditate a sistemului sau vibrația rezonantă a elementelor sistemului de prelucrare. Presiunile de așchiere se modifică și când unealta este încărcată și descărcată periodic, în timp ce așchiile se formează și se rup. Printreefectele negative ale vibrațiilor mașinii se numără finisajele slabe calitativ ale suprafeței, dimensiunile inexacte ale alezajelor, uzura rapidă a sculelor, materiale prelucrate la viteze reale, creșterea costurilor de producție și deteriorarea suporturilor de scule și a mașinilor-unelte.

Rigiditatea maşinii şi fixarea pieselor de prelucrat

Abordarea de bază pentru a controla vibrațiile în operațiile de prelucrare implică maximizarea rigidității elementelor sistemului de prelucrare. Pentru a restricționa deplasarea nedorită, o mașină-unealtă trebuie construită cu elemente structurale grele și rigide, ranforsate cu beton sau alt material care absoarbe vibrațiile. Rulmenții și bucșele mașinii trebuie să fie compacte și solide.

Piesele de prelucrat trebuie să fie amplasate cu precizie și fixate bine în mașina-unealtă. Elementele fixate trebuie să fie proiectate având drept obiective principale simplitatea și rigiditatea, iar bridele trebuie amplasate cât mai aproape posibil de operațiile de așchiere. Din perspectiva piesei de prelucrat, piesele cu pereți subțiri sau piesele sudate și cele cu secțiuni fără susținere sunt predispuse la vibrații în momentul prelucrării. Piesele pot fi reproiectate pentru a îmbunătăți rigiditatea, dar astfel de modificări ale proiectului pot să adauge greutate și să compromită performanța produsului prelucrat.

Port-sculele

Pentru a maximiza rigiditatea, bara de alezare sau bara de strunjire trebuie să fie cât mai scurtă posibil, dar să rămână suficient de lungă pentru a prelucra întreaga lungime a alezajului sau a componentei. Diametrul barei de alezare trebuie să fie cel mai mare posibil care se va potrivi cu alezajul și să permită în continuare o evacuare eficientă a așchiilor tăiate.

Așa cum așchiile se formează și se rup, forțele de așchiere cresc și scad. Variațiile de forță devin o sursă suplimentară de vibrații care poate să interacționeze în rezonanță cu modul natural de vibrație al port-sculei sau al mașinii și să devină independente sau chiar să crească. Alte surse pentru astfel de vibrații includ uneltele uzate sau cele care nu realizează o trecere suficient de adâncă. Acestea cauzează instabilitatea proceselor sau rezonanța, care se sincronizează, de asemenea, cu frecvența naturală a fusului sau a uneltei unei mașini pentru a genera apoi vibrații nedorite.

Prinderea în consolă a unei bare de alezare sau a unei bare de strunjire lungi poate declanșa vibrația într-un sistem de prelucrare. Abordarea de bază a controlului vibrației include utilizarea uneltelor scurte și rigide. Cu cât este mai mare raportul dintre lungimea barei și diametru, cu atât sunt mai mari șansele să apară vibrații.

Materialele diferitelor bare au un comportament diferit cu privire la vibrații. În general, barele din oțel sunt rezistente la vibrații până la un raport de 4:1 dintre lungimea și diametrul barei (LD). Barele metalice grele din aliaje de tungsten sunt mai dense decât oțelul și pot face față unor raporturi L/D ale barei de 6:1. Barele din carburi solide asigură o mai mare rigiditate și permit raporturi L/D ale barei de 8:1, împreună cu posibilul dezavantaj al costurilor mai mari, în special atunci când este necesară o bară cu diametru mare.

O modalitate alternativă de amortizare a vibrațiilor implică o bară acordabilă. Bara dispune de un amortizor intern în masă care este proiectatsă elimine prin rezonanță faza cu vibrația nedorită, să îi absoarbă energia și să minimizeze mișcarea de vibrare. Sistemul Steadyline de la Seco Tools, de exemplu, dispune de un amortizor de vibrații pre-acordat, format dintr-o masă de amortizare realizată dintr-un material de înaltă densitate, suspendat în interiorul barei port-scule prin intermediul elementelor de absorbire radială. Masa amortizorului absoarbe vibrațiile imediat când sunt transmise de scula așchietoare către corpul barei.

Un control al vibrațiilor uneltelor active mai complex și mai costisitor poate să ia forma unor dispozitive activate electronic care detectează existența vibrațiilor și utilizează dispozitive electronice de acționare pentru a produce mișcarea secundară în port-sculă, pentru a anula mișcarea nedorită.

Materialul piesei de prelucrat

Caracteristicile de așchiere ale materialul piesei de prelucrat pot contribui la generarea vibrațiilor. Duritatea materialului, tendința de călire a muchiilor sau a piesei de prelucrat sau prezența incluziunilor modifică sau întrerup forțele de așchiere și pot genera vibrații. Într-o anumită măsură, ajustarea parametrilor de așchiere poate minimiza vibrațiile în momentul prelucrării anumitor materiale.

Geometria sculei aşchietoare

Scula așchietoare este supusă deviației tangențiale și radiale. Deviația radială afectează precizia diametrului alezajului. În deviația tangențială, plăcuța este orientată în jos, departe de linia centrală a piesei. În special în cazul alezării găurilor cu diametru mic, diametrul intern de curbare a găurii reduce unghiul de degajare dintre plăcuță și alezaj.

Deviația tangențială împinge unealta în jos și departe de linia centrală a componentei care este prelucrată, reducând unghiul de degajare. Deviația radială reduce adâncimea de așchiere, afectând precizia prelucrării și modificând grosimea așchiilor. Schimbarea adâncimii de așchiere modifică forțele de așchiere și poate genera vibrații.

Caracteristicile geometriei plăcuței, printre care unghiul de degajare, unghiul de avans și raza la vârf pot să amplifice sau să amortizeze vibrațiile. De exemplu, plăcuțele cu unghi de degajare pozitiv, creează o forță de așchiere tangențială mai mică. Dar configurația unghiului de degajare pozitiv poate să reducă deschiderea, ceea ce poate duce la frecare și vibrații. Un unghi mare de degajare și ununghi mic al muchiei produc o muchie așchietoare ascuțită, care reduce forțele de așchiere. Cu toate acestea, muchia ascuțită poate fi supusă deteriorării la impact sau uzurii neuniforme, ceea ce va afecta finisarea suprafeței alezajului.

Un unghi de avans mic al muchiei așchietoare produce forțe de așchiere axiale mai mari, în timp ce un unghi de avans mare produce forță în direcție radială. Forțele axiale au efect limitat asupra operațiilor de alezare adâncă, astfel încât este de dorit un unghi de avans mic. Dar un unghi de avans mic concentrează forțele de așchiere asupra unei secțiuni mai mici a muchiei așchietoare mai mult decât un unghi de avans mare, cu un posibil efect negativ asupra duratei de viață a sculei. În plus, unghiul de avans al unei scule afectează grosimea așchiei și direcția de eliminare a așchiilor. Raza la vârf a plăcuței trebuie să fie mai mică decât adâncimea de așchiere pentru a minimiza forțele de așchiere radiale.

Controlul asupra formării aşchiei

Eliminarea așchiilor tăiate de pe alezaj reprezintă o chestiune cheie în operațiile de alezare. Toate caracteristicile privind geometria plăcuței, vitezele de așchiere și așchierea materialului piesei de prelucrat influențează controlul asupra formării așchiei. Așchiile scurte sunt de dorit în alezare deoarece sunt mai ușor de evacuat de pe alezaj și minimizează forțele asupra muchiei așchietoare. Dar geometriile plăcuței cu contururi adânci, proiectate să rupă așchiile, au tendința să consume mai multă energie și pot genera vibrații.

Operațiile concepute să creeze o bună finisare a suprafeței pot să necesite o adâncime mică de așchiere ce va produce așchii mai subțiri, care sporesc problema controlului asupra formării așchiei. Creșterea ratei avansului poate duce la ruperea așchiilor, dar poate să și crească forțele de așchiere și să genereze zgomote, care pot afecta negativ finisările suprafețelor. Ratele de avans mai mari pot cauza și acumularea muchiilor la prelucrarea oțelurilor carbon inferioare, astfel încât ratele de avans mai mari la așchiere, împreună cu rezerva optimă de agent frigorific intern, pot reprezenta o soluție pentru controlul formării așchiilor în timpul alezării acestor aliaje mai maleabile din oțel.

Concluzie

Alezarea adâncă și strunjirea cu unelte cu lungime extinsă sunt operații comune și esențiale pentru prelucrarea prin așchiere. Efectuarea acestor procese în mod eficient necesită evaluarea sistemului de prelucrare ca un ansamblu, pentru a asigura conlucrarea dintre multiplii factori implicați în minimizarea vibrațiilor și asigurarea calității produsului, pentru a obține productivitate și profitabilitate maximă.Productivitatea prin unelte de amortizare pasivă

Productivitatea prin unelte de amortizare pasivă

Uneltele Steadyline de la Seco Tools pot permite efectuarea operațiilor tipice cu prindere în consolă lungă de două ori mai repede ca în cazul uneltelor fără amortizare, îmbunătățind totodată finisarea suprafeței piesei, prelungind durata de viață a sculei și reducând solicitarea la nivelul mașinii-unelte. Tehnologia sistemului de amortizare pasivă/dinamică a vibrațiilor face posibilă realizarea anumitor aplicații, precum utilizarea uneltelor cu raporturi LD mai mari de 6:1 care nu ar fi altfel posibilă, nici măcar în parametrii minimi de prelucrare. Operațiile de strunjire și alezare adâncă la adâncimi de până la 10xD în găurile mici și mari pot să fie fiabile și productive.

Sistemul Steadyline de control al vibrațiilor dinamice/ pasive funcționează în baza unei interacțiunia forțelor de vibrare. În timpul funcționării, o forță de așchiere induce mișcarea (vibrația) în suport. Pentru a contracara vibrațiile, sistemul Steadyline utilizează proprietățile unei mase interne secundare, proiectate să aibă aceeași frecvență naturală ca anvelopa externă a barei. Masa este proiectată să elimine prin rezonanță faza cu vibrația nedorită, să îi absoarbă energia și să minimizeze mișcarea nedorită.

În sistemul Steadyline, masa care absoarbe vibrațiile este poziționată în fața barei unde potențialul de deviație este la nivelul maxim, iar masa poate să amortizeze imediat vibrațiile pe măsură ce acestea sunt transmise de la muchia așchietoare către corpul barei. Sistemul Steadyline include, de asemenea, capete Seco GL scurte și compacte, ale sculei așchietoare, care poziționează muchia așchietoare aproape de masa de amortizare, pentru a maximiza efectul de absorbție a vibrațiilor. Sistemul este adaptabil pentru o gamă largă de aplicații și este foarte util în alezarea de degroșare și de precizie, precum și în conturare, frezarea locașurilor adânci și canelare.

Seco Tools și-a extins soluțiile de strunjire și alezare în consolă mare, cu noile bare de strunjire/ alezare pentru amortizarea vibrațiilor și capete de așchiere, adăugate la seria Steadyline. Printre cele mai recente noutăți se numără barele Steadyline cu diametre de 1,00” (25 mm) și 4,00” (100 mm), capetele de strunjire GL25 și o gamă de capete de alezare BA, pentru operațiuni de degroșare și finisare până la diametre de 115 mm.

Capetele sculelor de alezare și strunjire pot fi schimbate rapid cu ajutorul conexiunii GL, care asigură precizia de centrare și repetabilitatea de 5 microni și capacitatea de orientare la 180° a capului.

Barele cu diametrul de 1,00” (25 mm) cu conexiunea GL25 pe partea piesei de prelucrat includ bare ranforsate cu carbură pentru cele mai dificile și adânci prinderi în consolă ale uneltei de până la 250 mm, împreună cu interfețele Seco-Capto, HSK-T/A și pentru interfața de pe partea mașinii cu cozi cilindrice. Barele cu diametru mai mare de 4” (100 mm) sunt compatibile cu capetele de strunjire GL50 existente și încorporează tehnologia Jetstream Tooling, cu agent frigorific de înaltă presiune cu ajutorul adaptoarelor BA-la-GL50.

Acolo unde opțiunile cu unelte convenționale dau greș, Steadyline oferă precizie și încredere în operațiile cu prindere în consolă, reducând solicitarea fusului, crescând ratele de așchiere, oferind finisări netede ale suprafeței și prelungind durata de viață a sculei


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.