Критерии выбора станка для ВСО алюминия

[nick_sem 0]

Знающие люди помогите советом.

Купили в том году обрабатывающий центр (9000 об/мин, 12 м/мин) для обработки в основном алюминиевых сплавов и экспериментов с титановыми сплавами.

В этом году планируем купить еще.

Но встал вопрос: "А почему бы не купить более скоростной (18000-24000 об/мин)"?

Но для принятия окончательного решения не хватает критериев оценки выбора (взвесить все плюсы и минусы).

Главное требование руководства сокращение времени обработки деталей (корпуса радиоаппаратуры).

[MFS 248]

Посмотрите Datron. Подает питерское заведение www.acm-service.ru. ИМХО идеальная машинка для ВСО дюральки.

[IBV 112]

nick_sem

Но встал вопрос: "А почему бы не купить более скоростной (18000-24000 об/мин)"?

Для дюрали нужно начинать от 18000 об/мин, а вообще 30000 об/мин было бы самое то.

MFS

Миша, а сколько ихний М7 стоит? Ты не узнавал?

[MFS 248]

60К ойро :).

[MFS 248]

У них еще М9 есть - совсем песня. Но он еще дороже, видимо :(.

[IBV 112]

Любят себя немцы...

[jogla 0]

20000 об/мин, начальный уровень для ВСО алюминия. Если много работы для мелкого инструмента <3мм, то и 40000 не предел. Не нужно забывать и о жескости станка, особенно, если необходим большой съем материала. Например, фреза 10мм при 20000об/мин, может иметь подачу 9000мм/мин при пазовом проходе, глубиной 10 мм, но для этого нужен жесткий станок с достаточно мощным шпинделем. Станки для "авиционной" ВСО могут иметь подачу 15000-18000 мм/мин при 35000 об/мин для фрез 12-25 мм диаметром и производительностью более 5000 см3 в минуту (около 15 кг в минуту!)

Datron, хороший и быстрый станок для алюминия. Но, нужно иметь ввиду, что такие станки не преднаначены для инструмента диаметром более 6 мм. У Вас, глубокие детали, нужно проверить возможность их обработки на подобных станках. Кроме того, его возможности по сверлению и нарезанию резьбы ограничены. Если необходимо много сверлить и нарезать резьб, это нужно учитывать.

В любом случае, Вам нужно попросить протестировать станок на вашей обычной детали.

Кстати, примерные цены на Datron, можно посмотреть на американском сайте <noindex>http://www.datrondynamics.com/products.htm</noindex>

[Boris D 0]

Имеем большой опыт поставки оборудования, разработки технологии и внедрения в производство деталей, в т.ч. с использованием режимов ВСО для алюминия на приборостроительных. авиационных и машиностроительных предприятих России.

По нашему опыту при обработке корпусных деталей приборных устройств из алюминия на соответствующем оборудовании и соответствующим инструментом возможно сокращение времени обработки в 5-20 раз

Для руководства и инвестора готовим технико-экономические обоснования и презентационные материалы.

Желательно иметь Ваши чертежи.

В случае заинтересованности перешлите на мой E-mail: borisdrygin@yandex.ru

контактные реквизиты и чертежи.

[nick_sem 0]

Для jogla

Как я вас понял основные критерии выбора станка это:

1) обороты шпинделя 20000-35000

2) рабочие подачи 10-18 м/мин

3) мощность шпинделя (а какая должна быть ?)

4) жесткость станка (величина и единицы измерения величины)

5) конус шпинделя

Для нас критична производительность черновых операций (фрезы ф12-20).

Чистовая обработка ф 5-8, меньшие фрезы мало применяются.

Я много раз пытался добыть информацию о высокопроизводительном (глубоком) фрезеровании и почти везде были ссылки на авиационное производство. Даже встретил фразу: "используются горизонтальные обрабатывающие центры с конусом шпинделя ISO 50".

А так же какие фрезы нужно выбирать для оборотов 20000 и более (какие требования: мин дисбаланс, покрытие и др.???)

[jogla 0]

Как я вас понял основные критерии выбора станка это:

1) обороты шпинделя 20000-35000

2) рабочие подачи 10-18 м/мин

3) мощность шпинделя (а какая должна быть ?)

4) жесткость станка (величина и единицы измерения величины)

5) конус шпинделя

<{POST_SNAPBACK}>

Я бы добавил, габариты обрабатываемых деталей. Они будут определять очень многое, в том числе стоимость станка, размеры фрез, размер конуса или HSK и мощность шпинделя. Если Вы, рассматриваете обработку фрезами D20 на подаче 15м/мин, следует предварительно оценить, действительно ли Вам, необходима такая производительность. Эти фрезы, применяются там, где размеры деталей велики, главным образом в авиационной промышленности. Им нужен достаточный простор для эффективной работы. Собственно, скоростная обработка алюминия родилась в авиационной промышленности. Именно поэтому, большая часть информации по этой теме, связана с авиацией.

Какие размеры, характерны для ваших деталей? Это отливки или обработка из цельного блока?

Я, постараюсь ответить подробнее, в ближайшие пару дней.

[Мишутка 7]

У нас на производстве хотели освоить ВСО алюминия. Для этого сначала обратились в Сандвик за консультацией по режущему инструменту. Там сказали что кроме фрез и оправки должны быть специально отбалансированы, ну и само собой soft для написания управляющих программ должен иметь функцию ВСО.

На фирмах Сандвик и Митсубиши показывали фильмы по высокоскоростной обработке - круто.

Но на практике не так все просто

- жесткость станка

- качество обрабатываемого материала

- острые режущие кромки и прочее, прочее, прочее........

Изменено 19 февраля 2006 пользователем Мишутка

[mif 1]

Вы бы говорили сразу в унифицированных единицах..

Ну вот что мы уже узнали применяемые диаметры фрез - это хороше. до 20-ти на черновой, от 4-5-ти на чистовой. Теперь не плохо было бы узнать габариты обрабатываемых деталей.

А выражение параметров шпинделя в оборотах в минуту ДЛЯ инструмента НЕИЗВЕСТНОГО диаметра (это было в начале) меня всегда убивает. Если диаметр инструмента не известен, то обороты шпинделя можно выразить только необходимой скоростью резания. :) Да и информативней это.

[jogla 0]

А выражение параметров шпинделя в оборотах в минуту ДЛЯ инструмента НЕИЗВЕСТНОГО диаметра (это было в начале) меня всегда убивает. Если диаметр инструмента не известен, то обороты шпинделя можно выразить только необходимой скоростью резания. :) Да и информативней это.

<{POST_SNAPBACK}>

В общем случае, Вы правы. Гораздо лучше, сразу выяснить, о чем идет речь. Хотя, для алюминия, в любом случае, чем больше оборотов (в разумных пределах) тем лучше. Гораздо чаще, приходится сталкиваться с тем, когда их не хватает, чем наоборот. 20000-25000 об/мин, хороший уровень для довольно широкого диапазона фрез. А вот, мощность шпинделя и параметры станка, кардинально отличаются, для маленьких и больших диаметров фрез.

[Мишутка 7]

для

обработки деталей (корпуса радиоаппаратуры).

<{POST_SNAPBACK}>

как правило, применяются фрезы маленького диаметра, скажем до 6-10мм (из-за углов). Отсюда и следует плясать. Ну а если мощность мала, так это тоже не проблема - ставим фрезу поменьше и уменьшаем объем снимаемого материала. ВСО тем и хороша что берет скоростью, а не объемом.

В любом случае

чем больше оборотов (в разумных пределах) тем лучше

<{POST_SNAPBACK}>

[Rustam 1]

Очень интересный диалог получается, даже захотелось присоединиться.

Задача - увеличить производительность черновой обработки алюминиевых сплавов

Исходные данные - черновая обработка фрезами от d12мм и выше.

А теперь способы решения:

1. Увеличить линейную подачу при черновом резании.

При диаметре фрезы 12мм из хорошего твердого сплава с покрытием можно задать скорость резания порядка 300-400м/мин., что дает нам 7000-10000 об/мин. Соответственно чем больше диаметр фрезы - тем меньше оборотов потребуется для достижения скорости резания в 300-400 об/мин. При этом можно на 2х перой фреза получить рабочую подачу порядка 2000мм/мин.

Для решения этой задачи нужно использовать качественный инструмент и не пытаться перетачивать его вручную. Также необходимо использовать инструментальные патроны сбалансированные на соответсвующие скорости вращения - степень сбалансированости не хуже G2.5.

Система охлаждения инструмента на станке - или сжатый воздух или масляный туман.

Если речь идет о производительной обработке плоскостей и выборке габаритных карманов - то желательно работать с торцевыми фрезами диаметра 40-120мм (в зависимости от габаритов корпуса).

В этом случае необходимо обратить вниманию на крутящий момент, выдаваемый шпинделем. При скорости резания 230м/мин фрезой диаметром 125мм скорость шпинделя 600об/мин - при этом на шпинделе должно быть не менее 5кВт и момент не менее 90 Нм. (при 8ми зубой фрезе со съемом 1мм на ширине 80мм и подачей 1,2 мм на зуб), линейная подача резания будет около 6м/мин. При рассмотении этой задачи скоростные шпиндели на 30-40-60 тыс. об/мин ни по мощности ни по крутящему моменту не вытягивают.

2. Уменьшить время холостых ходов.

Выбирать станок с высокими холостыми подачами не менее 20м/мин

3. Уменьшить потерю времени на смену инструмента.

Выбирать станок с временем смены инструмента не более 2-3 сек.

Если все вышесказанное логично - то никак не вытекают шпиндели со скоростью 24, 30, 40 тыс. оборотов в мин. и не в них собственно дело.

Там где требуются шпиндели 24-60'000 об/мин речь идет не об алюминиевых корпусах - речь идет о пресс-формах, штампах и электродах. На графитовых электродах при рекомендуемой скорость резания 700-1000 м/мин можно легко перекрыть 60'000 об/мин на фрезе диаметром 5-6мм. Но это абсолютно другая задача и шпиндель со скоростью до 40'000 об/мин будет менее производительным при обработке алюминиевых корпусов по сравнению со шпинделем на 10'000 об/мин просто потому, что курутящий момент будет недостаточен для нормальных съемов при фрезе 12мм и придется работать фрезой 5-6 с мизерными съемами. Это будет особенно очевидно при больших габаритах и при выборке глубоких карманов.

Так что рассуждения типа "чем выше скорость шпинделя - тем более производительна обработка" - заблуждение. Нужно четко ставить задачу и выбирать под нее средства. Было бы все так просто - у всех производителей уже давно были бы шпиндели на 100'000 об/мин.

Можете пообщаться с самым, по-моему, успешным на сегодняшний день производителей алюминиевых приборных корпусов в России - питерским предприятием "Точная Механика" (www.tochmeh.ru), который делает корпуса по заказу многих оборонщиков в северо-западном регионе и не только. (11 центров в 3х сменном режиме 7 дней в неделю)

[IBV 112]

Rustam

Если речь идет о производительной обработке плоскостей и выборке габаритных карманов - то желательно работать с торцевыми фрезами диаметра 40-120мм (в зависимости от габаритов корпуса).

А если речь идёт о небольших (200х100 мм) деталях с большим количеством мелких элементов для которых нужны фрезы диаметром 4 и менее?

Если все вышесказанное логично - то никак не вытекают шпиндели со скоростью 24, 30, 40 тыс. оборотов в мин. и не в них собственно дело.

Всё вышесказанное логично, но "притянуто" к вашим производственным задачам. А вот это уже НЕ логично.

Там где требуются шпиндели 24-60'000 об/мин речь идет не об алюминиевых корпусах - речь идет о пресс-формах, штампах и электродах.

В инструментальном производстве есть очень много направлений где оснастка изготавливается из алюминиевых сплавов: термоформование, выдувные формы, оснастка для обувной промышленности, литьевые формы для малых серий,.....

Нужно четко ставить задачу и выбирать под нее средства.

А вот тут я соглашусь.

[jogla 0]

Если все вышесказанное логично - то никак не вытекают шпиндели со скоростью 24, 30, 40 тыс. оборотов в мин. и не в них собственно дело.

<{POST_SNAPBACK}>

Все логично, кроме исходных данных. Дело в том, что 300-400 м/мин, далеко не лучший результат. Приведу пример, максимальной производительности современных фрез. Твердосплавные фрезы для авиационной промышленности имеют диапазон рабочей скорости резания - 1000-3000м/мин (диаметры от 12 до 25 мм). Видимо, сегодня это наивысшая производительность. Подобные фрезы, не соответствуют обсуждаемой задаче, но дают возможность оценить весь доступный диапазон производительности. Кстати, шпиндель станков, на которых работают такие фрезы, имеет мощность 60 - 100 кВт и максимальную частоту вращения 30000-35000 об/мин. Как видите, это несколько отличается от распространенного мнения о высокооборотных шпинделях. Но, это высшая лига...

Хорошая фреза общего назначения вполне может работать на скорости 500-600м/мин. В таком случае, трехзубая фреза 10 мм диаметром при черновом резании, может иметь подачу до 10000 мм/мин, при 20000 об/мин. Кроме того, если объем работы на высоких скоростях шпинделя велик, я бы предпочел иметь некоторый запас, чтобы не работать постоянно на максимальных режимах (хотя, это не обязательно, если речь идет о станках высшего качества). На мой взгляд, наилучший вариант для обсуждаемой задачи, около 20000 об/мин, при мощности 20-30 кВт. Интерфейс у такого шпинделя, скорее всего, будет HSK 63, хотя могут быть и другие варианты. Разумеется, придется учитывать массу других параметров, включая возможный бюджет (очень часто, именно он подрезает крылья). Еще один важный момент, для таких режимов резания, необходимы высококачественные патроны. Уровня балансировки в 2.5 G, не достаточно. Необходимы патроны, обеспечивающие биение на длине 3 диаметра, менее 0.003мм или, даже, 0.002мм. Для сравнения, у обычного цангового патрона, биение до 0.02мм.

[mif 1]

А что, 300-400 м/мин.. это разве BCO для алюминия? 500-600 больше похоже. Потом про D125 тут не говорили. Это же другой станок. Нужно же ограничивать свои желания. Про габариты, правда, автор так ничего и не сказал.. Правда сказал что фрезы до 20-ти. Как я понимаю, максимальные обороты шпинделя задает фреза минимального диаметра. Т.е. для скорости:

V ---- 500 ---- 600 м/мин

D6 | 26500 | 32000 об/мин

D5 | 32000 | 38000

D4 | 40000 | 48000

D3 | 53000 | 64000

(Простите - тэгов таблицы тут нет).

Мощность шпинделя напротив задает фреза максимального диаметра. Тут расчеты я не приведу, т.к. сами понимаете цифры зависят от обрабатываемого материала, и формул у меня настроенных нет.

[nick_sem 0]

Для Jogla.

Характеристики обрабабываемых деталей:

1) вид - корпуса для микроэлектронники

2) материал АМг 6, Д 16, АМц, Л-63

3) заготовка плита

4) габариты-350х180х50 мм

5) точность- 10 квалитет

6) шероховатость- Ra 1,25

7) неплоскостность -0,03 мм

8) количество карманов -до 20 шт. с одной стороны и на разных глубинах

9) размеры карманов - в среднем 40х60 мм

10) радиусы углов- от 1,5 до 3 мм

11) минимальная толщина стенок -1 мм

Бывают исключения когда приходиться фрезеровать детали из плиты на глубину до 100 мм (прессформа не готова, а срочно надо всем)

Сейчас используем powermill 6.0, цанговые патроны zurn, иструмент hanita.

Полагаю что при покупке более скоростного станка придеться раскошелиться на балансировочную установку (а сколько они стоят?) и спец. патроны (не цанговые + установка для крепления инструмента в них) и инструмент с минимальным дисбалансом. А так же научить наш неквалифицированный персонал в цехе пользоваться всем этим.

[jogla 0]

Скорее всего, для таких габаритов, Вам будет достаточно фрез диаметром 12мм, иногда 16мм. Для фрез диаметром 20мм, простора явно мало.

Хорошие патроны, как правило имеют предварительную балансировку. В зависимости от типа патрона и производителя, они могут быть сбалансированы на 2.5G от 10000 до 40000 об/мин. Многие работают с такими патронами без дополнительной балансировки и на более, чем 20000 об/мин, особенно, если станок имеет возможность определять уровень вибраций. Но, все же, балансировочная машина очень желательна. Мне трудно назвать стоимость, поскольку она будет сильно зависить от типа патронов, производителя и так далее. Это можно определить, только получив конкретное предложение. Если говорить о порядке, то это 10К евро.

О стоимости патронов и установки, так же сложно сказать однозначно. Хорошего уровня нагреватель для термопатронов, может стоить 6-10К евро. Стоимость самих термопатронов, сильно зависит от их типа, размера и качества. Хорошего качества термопатрон BT40 с уровнем биения <0.002мм, стоит около 130 евро, классом ниже по качеству (с уровнем биения <0.003мм), около 100 евро. Такие же патроны для HSK, могут стоить в 1.5-2 раза больше. Обычно, патроны для маленьких диаметров, стоят несколько дороже, чем для больших. Есть и другие типы патронов, очень хорошо подходящие для ВСО. У разных патронов, есть свои достоинства и недостатки. К сожалению, среди них нет идеальных. Поэтому, конкретный тип нужно выбирать достаточно внимательно, чтобы потом не было мучительно больно подыскивать что то другое. На мой взгляд, в плане эксплуатации, они не сложнее, чем цанговые, или даже проще. Безусловно, с ними следует обращатся более аккуратно и следить за их чистотой. Легко понять, что даже очень маленькая посторонняя частичка, может вызвать биение гораздо больше, чем 0.002мм.

Требуемая точность, легко достигается при использовании ВСО. Так же как и обработка тонкостенных деталей, идеально подходит для ВСО.