Ускорение металлообработки на маломощных станках с инструментом Ingersoll

Об опыте успешной металлообработки на станках малой мощности сообщают эксперты компании Ingersoll Cutting Tools. При черновой обработке поковок на вертикальных фрезерных станках Hamai с числовым программным управлением нередко главной проблемой является производительность, а уж потом стоимость. На обработку шестиметровой поковки порой уходило до 56 часов. Попробовали заменить радиально-торцовое фрезерование тангенциальным гибридным, используя фрезы Hi Feed. Фреза позитивного резания Ingersoll S-Max Hi Feed с тангенциально установленными пластинами позволила уменьшить время снятия 360 килограммов поверхностной стали с 56 до 30 часов.

При этом счетчик нагрузки на инструмент показал 55-процентное снижение, а долговечность режущей кромки удвоилась. Что еще более важно, производители поставили своим заказчикам требуемую деталь на неделю раньше и высвободили почти неделю машинного времени. Легковесность конструкции программноуправляемого станка способствует плавности его настройки. Скорость удаления стружки нарастала постепенно и наконец достигла 2 метров в минуту. Это было удвоение предыдущей скорости удаления.

В конструкции с тангенциально установленными пластинами наиболее прочные поперечные сечения углеродистых лезвий используются для резки в направлении основного силового вектора. Это позволяет увеличить подачу в паз пластины. Не так давно на основе этого принципа Ingersoll предложила тангенциальные резцы с положительными углами и винтовыми краями, уменьшив силу резания. Кроме того, тангенциальный резец позволяет размещать больше пластин в делительной окружности, тем самым увеличивая общую подачу. В частности, 4-дюймовый тангенциальный резец означает размещение пяти пластин, а радиальный только четырех. Это особенно полезно при данном типе фрезерования с использованием фрез Hi Feed.

Другим показательным примером может служить концевое фрезерование 114-сантиметрового кармана в стальном валу 4140 HT на станке Mighty Comet с числовым программным управлением и хвостовиком 40-й конусности. Материал вала упрочнен, что усугубляет проблему. Ранее данная работа выполнялась кобальтовой концевой фрезой путем обычного X-Y-обхода. Для чернового фрезерования двух противоположных карманов в каждом валу требовалось 40 часов. Кроме того, требовалось неопределенное дополнительное время для того, чтобы выправить стенки, параметры которых оказывались нарушенными против нормативных из-за отклонения в системе.

Теперь используется пошаговое погружное фрезерование с использованием 19-миллиметровой двухвыемочной индексируемой фрезы Ingersoll Punch- In Quad DHU, фото 1. Погружение, извлечение и перемещение, шаг за шагом, снова и снова. Остаточные шероховатости, коих на удивление мало, дофрезеровываются до конечных размеров в соответствии с чертежом. Общее время составляет 30 часов, то есть на каждой детали удается экономить 10 часов. Погружение идет быстрее, потому что все усилия резания осевые, то есть прикладываются по наиболее прочным направлениям. Все побочные силовые факторы, обуславливаются ли они резанием, воздействием ли заготовки, корпуса машины или шпинделя, просто исчезают.

Ранее здесь пробовали применить другой погружной инструмент, использование которого вроде бы ускорило работу, но способствовало истиранию стенки при извлечении. В конечном же итоге это вело к преждевременному износу инструмента и геометрическим отклонениям системы. Все более проблематичной становилась точная доводка детали. Оптимизируя параметры обработки, в конце концов остановились на подаче 44 сантиметра в минуту при 1735 оборотах в минуту и удивительно малом 13-миллиметровом шаге. В этих условиях высота шероховатостей не превышает 0,05 миллиметра, что в пределах нормативного допуска.

А еще бывает торцовое фрезерование, оно же фрезерование больших поверхностей. Фрезерование закаленного металла есть повседневность штампоремонтных мастерских кузнечных и штамповочных производств. Когда в ходе эксплуатации штампа его полости разбалтываются, с лицевой части штампа снимается немного металла для того, чтобы конфигурация штампа вернулась в прежнее состояние. Это, конечно, не идеальное применение станка малой мощности, но иногда у штампоремонтников просто не бывает выбора.

В одной из таких мастерских в качестве основого применялся станок ОКК с числовым программным управлением, с хвостовиком 40-й конусности, с керамическими подшипниками и частотой вращения шпинделя 14000 оборотов в минуту. Владелец купил его главным образом для выфрезеровывания полостей в новых штампах, изготавливаемых из мягких поковок. В последнее же время эту машину все чаще приходится использовать для ремонта все более твердых элементов.

С учетом влияния сил, присущих фрезерованию твердых поверхностей, производителей штампов беспокоит вопрос защиты подшипников. В конечном счете это вопрос выполнения ремонтных работ по графику. Керамические подшипники не слишком хорошо сопротивляются различным воздействиям, замена же их обходится очень дорого. Часто не бывает и работающей резервной машины, так было и на этот раз. Здесь обычно фрезеровали поверхности 63-миллиметровой четырехвыемочной позитивной торцовой фрезой типа Hi Feed, в лучшем случае обеспечивающей подачу 125 сантиметров в минуту при 600 оборотах в минуту. При малейшем намеке на стук нагрузка на инструмент облегчалась.

Тем не менее требовалось ускорить ремонт. Попробовали выиграть на возможности ускорения вращения шпинделя, использовав меньший резак, инструмент Ingersoll Power-Feed+, фото 2. Новый инструмент имеет меньше выемок, но у него выше плотность пластин на единицу длины. Кроме того, остается больше наличной мощности шпинделя, необходимой для снятия металла. После нескольких попыток отсановились на подаче 250 сантиметров в минуту при 1000 оборотах в минуту и глубине резания 0,5 миллиметра. Несмотря на почти двухкратное увеличение скорости удаления металла стук исчез полностью, нагрузка же на шпиндель снизилась на 15 процентов

Сергей Золотов