Dołącz do czytelników
Brak wyników

Artykuły

21 stycznia 2016

Narzędzia i parametry nadal odgrywają kluczową rolę w sukcesie obróbki skrawaniem

0 105
Wybór narzędzi do skrawania metali zależy zwykle od jego zastosowania.

Chociaż producenci mają w pracy styczność z różnymi częściami, materiałami elementów obrabianych i procesami obróbki skrawaniem, ich wspólnym celem jest obróbka określonej liczby elementów o pożądanej jakości, w określonym czasie i za odpowiednią cenę.

Producenci zwykle osiągają wyznaczone przez siebie cele, postępując według zawężonego modelu, który obejmuje wybór i zastosowanie narzędzia oraz rozwiązywanie pojawiających się problemów w sposób reaktywny. Zmiana tego podejścia może zaowocować obniżeniem kosztów i wzrostem wydajności. Zamiast czekać, aż pojawią się problemy, a następnie korygować poszczególne operacje wykonywane podczas obróbki, producenci w pierwszej kolejności powinni skupić się na proaktywnym planowaniu wstępnym, którego celem jest wyeliminowanie wadliwych części i przestojów. Po wprowadzeniu stabilnego i niezawodnego procesu można przeprowadzić analizę ekonomiki produkcji, aby zrównoważyć jej tempo w stosunku do kosztów. Następnie, w oparciu o wybór odpowiednich narzędzi skrawających i parametrów obróbki, producenci mogą w pełni zoptymalizować operacje i zrealizować swoje cele produkcyjne.

Wybór narzędzi i warunków skrawania

Wybór narzędzia do skrawania metali zależy zwykle od jego zastosowania: warsztat szuka narzędzia do obróbki określonego materiału elementu obrabianego, takiego jak stal lub aluminium, albo do przeprowadzenia określonej operacji, takiej jak obróbka zgrubna lub wykańczająca. Więcej korzyści przynosi wybór narzędzia poprzedzony analizą miejsca operacji obróbki skrawaniem w całym procesie produkcji.

W przypadku takiego podejścia priorytetem jest zapewnienie niezawodności procesu i wyeliminowanie wadliwych części oraz nieplanowanych przestojów. Niezawodność jest, ogólnie rzecz ujmując, kwestią przestrzegania zasad. Jeśli warsztat nie uwzględnia wpływu, jaki wywierają na narzędzie siły skrawania oraz czynniki termiczne i chemiczne, niezawodność narzędzia zmniejszy się, co doprowadzi do jego uszkodzenia.

Po wprowadzeniu stabilnego procesu należy wybrać takie właściwości narzędzia i warunki skrawania, aby odpowiadały one ogólnym celom stawianym przez firmy zajmujące się obróbką metali. Na przykład w produkcji masowej prostych części priorytetem może być dążenie do maksymalizacji zdolności produkcyjnej przy minimalizacji kosztów. Z drugiej jednak strony przy wielu wariantach skomplikowanych części produkowanych w krótkich seriach należy przede wszystkim kłaść nacisk na zapewnienie całkowitej niezawodności i dokładności, licząc się przy tym z większymi kosztami produkcji. W przypadku systemów narzędzi stosowanych w produkcji krótkich serii wymagana jest elastyczność (patrz pasek boczny).

Jeśli głównym celem jest efektywność kosztów, narzędzia należy wybrać w oparciu o niski koszt krawędzi skrawającej, a wybór warunków skrawania musi być zgodny z wyborem narzędzi. Parametry obróbki skrawaniem powinny kłaść nacisk na trwałość narzędzia oraz niezawodność procesu. Jeśli priorytetem jest z kolei jakość elementu obrabianego, właściwym podejściem będzie stosowanie przy odpowiednich warunkach skrawania narzędzi precyzyjnych o wysokiej wydajności. Bez względu na cel różne założenia prowadzą do wyboru różnych warunków skrawania i narzędzi.

HQ_ILL_Tool_Selection_Criteria

Wybór i dostosowanie warunków skrawania

W początkowej fazie planowania obróbki skrawaniem nowej części wybór narzędzi i warunków skrawania należy zacząć od uwzględnienia metody obróbki oraz geometrii i materiału narzędzia. Te wymagania będzie w znacznym stopniu określać część poddawana obróbce. Na przykład element lotniczy ze stopu opartego na niklu może wymuszać frezowanie profilowe przy użyciu pełnowęglikowych frezów walcowo-czołowych o dodatniej geometrii. Wybór jest podyktowany podstawowymi celami warsztatu związanymi z tempem produkcji, kosztami i jakością elementów obrabianych i zależy od głębokości skrawania oraz prędkości posuwu i skrawania, które można zastosować w celu osiągnięcia tych założeń.

Do modyfikowania istniejących operacji wytwarzania części w celu uzyskania lepszych wyników w zakresie produktywności, kosztów lub niezawodności odpowiedni jest inny dobór narzędzi i parametrów. W takich przypadkach zalecane jest podejście etapowe, zgodnie z którym należy zacząć od zmiany warunków skrawania, a następnie geometrii, materiałów do skrawania, koncepcji narzędzia i wreszcie metod obróbki skrawaniem. Warto zwrócić uwagę, że większość warsztatów podejmuje te kroki w odwrotnej kolejności i próbując poprawić wyniki obróbki skrawaniem, najpierw rozważa zmianę narzędzi lub metod obróbki.

Znacznie łatwiejszym i zwykle skutecznym podejściem jest rozpoczęcie od zmiany parametrów skrawania. Warunki skrawania mają szeroki zakres wpływu i zmiana prędkości skrawania lub posuwu o określoną wartość nominalną może pomóc w rozwiązaniu problemów lub zwiększyć produktywność bez konieczności przeznaczania dodatkowych kosztów i czasu na zmianę narzędzi.

Jeśli modyfikacja parametrów skrawania nie przynosi pożądanego skutku, można zmienić geometrię narzędzia skrawającego. Ten krok jest jednak bardziej skomplikowany niż zwykła zmiana parametrów i będzie wymagał zastosowania nowych narzędzi, zwiększając związane z nimi koszty i wydłużając czas przeznaczony na obróbkę skrawaniem. Kolejną możliwością jest zmiana materiałów narzędzi skrawających, jest ona jednak również czasochłonna i wiąże się z dodatkowymi kosztami. Może być konieczna zmiana samych narzędzi skrawających lub oprawek, co otwiera możliwość przejścia na używanie narzędzi na specjalne zamówienie, które mogą jeszcze bardziej zwiększyć koszty produkcji.

Jeśli wszystkie opisane kroki nie przynoszą pożądanego rezultatu, może być koniecz...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy