Modern nagyoló szerszámpályák I.: Problémák és megoldások

Modern nagyoló szerszámpályák második része ITT érhető el.

Ha ellátogatunk egy kisebb szerszámgyártó céghez, vagy akár egy multinacionális nagyvállalat hazai üzemébe, az alkatrészek vagy szerszámok CNC marási megmunkálásánál, az esetek túlnyomó többségében azt tapasztaljuk, hogy a nagyolási műveleteknél, a több évtizedes alapokon nyugvó, hagyományos stratégiákat alkalmazzák. Ezek a klasszikus, „teraszoló nagyolás” elvét alkalmazó szerszámpályák igen rossz hatékonysággal távolítják el az anyagot, és ezzel jelentős potenciális haszontól fosztják meg a cégeket, melyek a megmunkáló szerszámok és szerszámgépek lehetőségeinek nem megfelelő kihasználtságából erednek. Ez a tény nem a marószerszámok vagy a marógépek „hibája”, hiszen nagy általánosságban elmondható, hogy a cégeknél a gyártáshoz szükséges összetevők ezen része egészen modern formában rendelkezésre áll.

A hatékonyság elvesztését egyértelműen a klasszikus nagyoló szerszámpályák jellemzőiben kell keresni. Cikksorozatunkban azokkal a modern nagyoló szerszámpályákkal szeretnénk megismertetni olvasóinkat, melyek akár több mint 50%-os megmunkálási idő csökkenést is lehetővé tesznek a nagyolások során, jelentős megmunkálási idő, nagyobb szerszámélettartam és egyenletesebb gépterhelést is biztosítva.

A „teraszolás” problémái

A hagyományos teraszoló nagyolás több sebből is vérzik, melyek közül talán a legfontosabb, hogy a szerszámpálya mentén nem biztosított az egyenletes szerszámterhelés, mely abból adódik, hogy az egyes szinteken a szerszámpálya a geometria alakjából számított állandó ofszeteken fut, így a pálya a megmunkálandó geometria aktuális metszetének alakjától függ, melyen nem biztosítható az egyenletes szerszámterhelés és az optimális forgácsolási technológia.

A teraszolás problémái

A hagyományos nagyoló pályáknál több olyan kritikus helyzet is van, mely jelentős szerszámterhelés csúcspontot eredményez, ahol akár a marószerszám is könnyen sérülhet, vagy eltörhet:

  • Amikor a szerszám belép az anyagba: A legtöbb esetben ez teljes fogásszélességben történik az anyagon kívülről, vagy rampolva az anyagban.
  • Amikor a szerszám az egyik ofszet pályaszegmensről a másikra mozog: A legtöbb esetben ez teljes fogásszélességgel történik.
  • Amikor a szerszám egy szűk belső profilhoz érkezik: Ebben az esetben a vágási szög jelentősen (akár teljes szélességre is, lásd a képen) megnőhet, ezzel jelentős terheléscsúcsot okozva.

Az egyenletesebb szerszámterhelést biztosító nagyolások

Egyenletesebb szerszámterhelés

Az egyenletesebb szerszámterhelést biztosító szerszámpályák első megvalósulásait a különböző „toroidikus” pályák voltak, ahol a megmunkáló szerszám teljes szélességű fogásait igyekeztek kiváltani egy bolygó-haladó mozgással. Ezen pályák továbbfejlesztéseként alakultak ki a jelenlegi CAM rendszerekben megtalálható, modern nagyoló pályák. A modern nagyoló pályák alkalmazásával, a teraszos nagyolásoknál megszokott, a szerszámátmérő töredékének megfelelő fogásmélységek helyett lehetőség nyílik a szerszámátmérővel összemérhető, vagy annál nagyobb fogásmélységek alkalmazására is!
Ezen nagyolások közös jellemzője, hogy olyan pályát generálnak, ahol a pályák alakja már jellemzően nem (mindig) a modell metszetének alakjából származtatott és a különböző forgácsolási jellemzők (fogásszélesség, vágási szög, előtolás, fordulatszám) megfelelő változtatásával a szerszámterhelés jelentősen egyenletesebb szinten tartható. Az egyes CAM rendszerek megoldásai abban különböznek, hogy ezt az egyenletesebb szerszámterhelést milyen „pálya alakzattal” illetve, hogy a forgácsolási paramétereket milyen módon változtatják, vagy épp állandó értéken tartják.

Az ilyen nagyoló szerszámpályákban jellemzően két alakzat figyelhető meg, melynek különböző módosított alkalmazásait figyelhetjük meg az egyes rendszerekben:

  • Bal: Volumill nagyolópálya - Jobb: Hagyományos ofszet nagyolás

    Bal: Volumill nagyolópálya - Jobb: Hagyományos ofszet nagyolás

    Toroidikus mozgás: Ezt a mozgástípust alkalmazzák az anyagba való teljes fogásszélességű bekezdések, átlépések kiváltására, illetve a szűk, hegyes területek kibontására.

  • Ofszet pálya: Minden olyan területen, ahol a pálya íve nem tartalmaz hirtelen irányváltásokat, kis belső görbületeket illetve ezeken a területeken biztosítható az egyenletes szerszámterhelés (forgácsvastagság, fogásszélesség).

A pálya minden olyan területen, ahol nem megvalósítható az ofszet pálya, átvált toroidikus mozgásra, hogy a szűk területen optimálisan tudja eltávolítani az anyagot (lásd a képen). Természetesen a különböző CAM rendszerek és tényleges megoldásaik között jelentős eltérés lehet a megvalósításo módtól függően.

Cikkünk következő részében a CAM rendszerekben elérhető megoldási módokról adunk áttekintő anyagot, ami ITT érhető el.