5-tengelyes megmunkálás – 2. rész

Az 5-tengelyes megmunkálásról szóló cikkünk folytatásaként a leggyakrabban alkalmazott befogótechnológiákról beszélünk. A megmunkálási folyamatokhoz elengedhetetlen a munkadarab szilárd rögzítése, hiszen a szerszám pontos mozgása mellett ez a precíz munkavégzés alapja. 

Az egyik leggyakrabban használt hagyományos módszer a munkadarab biztonságos rögzítésére a satu. Általában egy mozgó satupofa áll szemben egy rögzítettel, amit vagy közös alapra helyeznek, vagy külön-külön kapcsolnak a munkaasztalhoz. A két pofát egy csavar segítségével tudjuk egymás felé mozgatni, így jön létre a szerszám által kifejtett nyomás. A satu által kifejtett jelentős mennyiségű erő által keletkezik elegendően nagy súrlódás a pofa és a munkadarab felülete között, hogy biztosan a helyén tartsa azt, miközben a megmunkálás zajlik.

Ahogy a csavar és a munkadarab közti távolság (magasság) nő, a kifejtett nyomás csökken. Számos gyártó kínál speciális 5-tengelyes satukat, melyekkel csökkenthető ez a hatás. Ezekben a satukban a csavart közvetlenül a munkadarab alá helyezik, ezzel fenntartva a szükséges nyomást.

Emellett a pofák hajlamosak enyhén kifelé dőlni, ahogy a munkadarabbal érintkeznek. Ennek következtében a nyomás kizárólag a munkadarab legalsó élére hat, így könnyedén megemelkedhet, mivel a satupofák nagyon kis felületen érintkeznek vele a dőlés miatt.

Hogy minimalizálják ezt a hatást, a Kurt Workholding kifejlesztett egy olyan saturendszert, mellyel sokkal biztosabban rögzíthetők a munkadarabok. A Kurt Maxlock 350 AngLock® megakadályozza a munkadarab megemelkedését azzal, hogy egy lefelé ható erővel a helyén tartja a befogott darabot. Ez az erő legalább akkora, de egyes esetekben nagyobb is lehet, mint az oldalirányú nyomóerő.

Mivel a satu szükségszerűen érintkezik a munkadarab két oldalával, a marószerszám számára ez az érintkezési felület elérhetetlen lesz, így ezt mindképpen számításba kell venni a programozásnál.

5-tengelyes_3

Fecskefarok vezeték

A munkadarab rögzítésének másik népszerű módja, ha a munkadarab alján kialakított fecskefarok vezetéket használunk. A kialakított felület illeszkedik a megfelelő horonyba a rögzítő elemen, így biztonságosan rögzül a munkadarab. Az 5-tengelyes fecskefarok rögzítés általában valamilyen talapzaton van rögzítve, ami tökéletes hozzáférést biztosít a marószerszámok számára. Általában alumíniumból vagy acélból készülnek, szinte minden gyártónál, kimagaslóan masszív és merev rögzítést tesznek lehetővé, még a nehéz munkadaraboknál és nagy dőlésszögeknél is.

A fecskefarok vezetéket a munkadarab alján kell kialakítani – általában azon az oldalon, ami a legkevesebb megmunkálást igényli, és ami elég messze van ahhoz, hogy kizárhassuk a marószerszámmal való ütközést. A folyamat elvégzéséhez nagyon kevés, kb. 3 mm-es réteg eltávolítására van szükség, emellett egyetlen beállítással több ilyen hornyot is kialakíthatunk, a folyamat nem vesz igénybe sok időt. Ha a munkadarab 5 adott oldalán tervezünk megmunkálást, a hatodik oldalon alakíthatók ki a megfelelő illesztések.

A kimagasló rögzítési képességek a fecskefarok geometriájából következnek. A ferde élek az alkatrészre koncentrálják a nyomást a fecskefarok keskeny gerincén keresztül. Ez a fajta rögzítés így nem igényel nagy súrlódást a rögzítő felület és a munkadarab felülete között, de szilárdan rögzíti azt.

Az 5-tengelyes megmunkálást választó gyártóknak, a hozzáférhetőség mellett, a merevséget és a szabványosítást is figyelembe kell venni. Egy jó rendszer egyik fontos jellemzője, hogy könnyen beállítható, a legkülönbözőbb geometriájú munkadaraboknál alkalmazható. Az fecskefarok rögzítés egyik nagy előnye a satus megoldással szemben, hogy míg a satupofák korlátozzák a megmunkálási felületek elérését, a keskeny illesztési felületek használata szinte korlátlan hozzáférést biztosít. Ennek köszönhetően többfajta szerszámot is használhatunk, csökken az esetleges ütközések esélye. A fecskefarok rögzítés egy másik pozitív tulajdonsága, hogy lényegesen kisebb erővel hat a munkadarab felületére. Míg a satupofák nagy erővel nyomják a felületet, hogy elérjék a megfelelő súrlódást, a fecskefarok rögzítésnél a nagy erőhatások az illesztési felületeken oszlanak el. Ily módon elkerülhető a munkadarab felületének rongálódása, ami nagyobb pontosságot biztosít a megmunkálás során.

A méret a lényeg

Az 5-tengelyes megmunkálás egy másik nagy problémája a munkatérfogat csökkenése, ami sok esetben a munkaasztal rossz elhelyezése miatt történik. Emellett a befogóeszközök mérete is problémákat okozhat, mivel igen korlátolt munkaterületről van szó.

A 5th Axis Fixtures egyik tulajdonosa szerint a fecskefarok vezeték használata lehet a megoldás ezekre a problémákra, mivel feleakkora helyet igényel, miközben maximális rögzítési erőt és a munkadarab 5 oldalához tökéletes hozzáférést biztosít.

Számos 5-tengelyes gép kis munkatérfogattal rendelkezik, tehát ennek növelése lenne a megoldás. Ezt úgy érik el, hogy 4 db 1″x1.5”-es fecskefarok rögzítőt helyeznek el egy 5” átmérőjű asztalon, amivel optimális hozzáférést biztosítanak, így akár 4 munkadarab megmunkálása is lehetővé válik.

Moduláris megoldások

Egy olyan gyár számára, ahol különböző alkatrészek készülnek, a cserélési idő az egyik legfontosabb faktor. Az ilyen vállalatoknak megfontolandó a moduláris rendszerek használata.

A moduláris rögzítő elemeket más rögzítőkre helyezve akármilyen konfiguráció előállítható, amivel akármilyen méretű munkadarabot befoghatunk. A Raptor olyan rögzítő alkatrészeket gyárt, amiknek az alján fecskefarok vezetékek találhatók, így könnyedén összeilleszthetők a többi alkatrésszel. Ezzel a technológiával rengeteg idő spórolható, hiszen nem kell cserélgetni a rögzítőket, ha különböző mérető munkadarabokkal dolgozunk. Ha egy nagyobb munkadarab rögzítésére alkalmas befogót használunk, ami után egy kisebb méretű alkatrész megmunkálása következik, akkor egyszerűen ráhelyezzük a kisméretű befogót, majd a folyamat végén leszereljük róla.

A Jargens Workholding, egy másik befogóelemeket gyártó vállalat más módszerrel próbálkozott. A FixturePro® rendszer több alkatrészből álló megoldást kínál, mely minden megmunkálási folyamathoz megfelelő befogórendszert alkot. Ebben a konstrukcióban egy tartólap rögzül a gép munkaasztalához, amire egy emelőegység kerül, amire egy felső lap. Végül ezek tetejére rögzíthető a felső szerszám, ami a munkadarab befogását végzi. Ezek közül a befogószerszámokon kívül minden alkatrész elhagyható, több használható belőle, a szükséges emelési szintnek megfelelően. A rendszer kimagasló flexibilitást és gyorsaságot biztosít a felhasználók számára, emellett a gépek pontosságát is megőrzi.

5-tengelyes_4

Az 5-tengelyes megmunkálás egy összetett folyamat, amiben a rendszer minden elemének fontos szerepe van – a CNC gépnek, a marószerszámoknak, a befogóelemeknek és a vezérlőnek is tökéletes harmóniában kell működniük, hogy a kívánt eredmény elérhető legyen. A plusz két tengely hozzáadása nagy mértékben megnehezíti a programozást, így egy bonyolultabb szerszámpálya manuális programozása gyakorlatilag lehetetlen. Szerencsére a modern CAD/CAM rendszerekkel elvégezhető ez a feladat is. Számos befogóeszközt gyártó cég adja ki a termékeinek CAD modelljét, így a felhasználók egyszerűen importálhatják azt programjaikba.

Bár egy 5-tengelyes rendszer beruházása jelentős összeg, egy sok megrendelést teljesítő gyár számára hamar visszahozza a befektetett pénzt, mivel így növelhetik a termelékenységet, ami több bevételt jelent. Egy gyors ár/érték arány vizsgálat után sok vállalat döntött az 5-tengelyes megoldás mellett, ami hamar nagy sikereket is hozott nekik.

Forrás:Haas