Zvyšování produktivity obrábění s využitím efektivních frézovacích strategií CAM systémů

Marek Pagáč

Doctoral thesis

Increasing Productivity of Machining using CAM Milling Systems Effective Strategies

Abstract:

Při frézování kapes a rohů standardními strategiemi vzniká problém, jelikož se zvyšuje úhel záběru, hloubka řezu a pěchuje se tříska, která není odváděna z místa řezu. Programátor/technolog musí volit při nastavení řezných parametrů přípustný úhel záběru a taktéž přiměřenou posuvovou rychlost. Při přechodu z lineárního pohybu nástroje do rohu se mění úhel záběru a je nutné zmenšit posuvovou rychlost nástroje. Řezný nástroj, fréza, musí do rohů najíždět s menší posuvovou rychlostí než při frézování po přímce, aby docházelo k plynulému záběru zubů frézy a odvodu třísek z místa řezu. Při změnách posuvových rychlostí, z vyšších do nižších a naopak, dochází k trhavým pohybům nástroje a vibracím stroje. Tento nepříznivý vliv má dopad na životnost nástroje, stroje a výsledný obrobený povrch obrobku. V krajních případech může docházet k vylamování břitů, celkovému poškození nástroje a nástrojového držáku nebo poškození vřetena stroje. Z tohoto důvodu je optimálním řešením zabezpečit stejnou posuvovou rychlost, plynulý chod obrábění, konstantní úhel záběru a kontinuální dráhu nástroje. Díky neustálému vývoji frézovacích strategií se dospělo k rozvoji vysoce efektivních frézovacích strategií, jejichž podstatou je obrábění celou řeznou délkou nástroje, kontinuální dráha a konstantní úhel záběru. Technologie efektivních frézovacích strategií jsou určeny právě pro optimalizaci úhlu záběru nástroje s cílem využít celé řezné části tvrdokovových monolitních karbidových fréz. Ideologií efektivní frézovací strategie je automaticky přizpůsobovat dráhu nástroje tak, aby se úhel záběru v průběhu procesu obrábění neměnil a nepřekročil maximálně přípustnou hodnotu. Tyto frézovací strategie jsou v CAM aplikacích dostupné v podobě zásuvných modulů. Tato práce se zabývá porovnáním efektivních frézovacích strategií programovaných v dostupných CAM aplikacích. Porovnání se provedlo na obrobeném díle různými frézovacími strategiemi. Kritérii pro porovnání byly geometrická přesnost, parametry drsnosti obrobené plochy Ra a Rz a zbytkové napětí. Díky lepšímu pochopení dnešních metod frézování a nástrojových technologií se může zefektivnit výrobní proces, snížit počet obráběcích cyklů, zvýšit životnost nástrojů a její stálost, zlepšit tolerance obrobků a dosáhnout vysoké kvality obrobeného povrchu tvarových částí.

Abstract:

When milling pockets and corners of standard strategies, the problem arises because it increases the angle, depth of cut and compacted to splinter that is discharged from the cutting edge. Programmer / technologist must be selected when setting the cutting parameters permissible angle and also the appropriate feed rate. In the transition from the linear movement of the tool into a corner angle changes and the need to reduce the traversing speed of the tool. Cutting tool, cutter, must be driven into the corners of the lower feed rate than milling in a straight line, so there was a smooth tooth meshing cutter and chip removal from the cutting area. When changing traverse speeds, from higher to lower and vice versa, there are jerks tools and machine vibrations. This adverse effect has an impact on the life of the tools, machines, and the resulting machined surface of the workpiece. In extreme cases, can lead to chipping, overall damage to the tool and tool holder or damage to the machine spindle. For this reason, the optimal solution to ensure the same feed rate, smooth machining operation, a constant angle and continuous toolpath. The continuous development of milling strategies to arrive at the development of highly efficient milling strategies, the essence of the whole cutting length machining tools, continuous track and constant angle. Technology efficient milling strategies were designed to optimize Angle tools to take advantage of a flute carbide solid carbide end mills. Ideology efficient milling strategy is automatically adjust toolpath so that the angle during the machining process did not change and did not exceed the maximum permissible value. These milling strategies are in CAM applications available as plugins. This work presents a comparison of effective programmed milling strategies available in CAM applications. The comparison was performed on machined part different milling strategies. Criteria for comparing the geometric precision machined surface roughness parameters Ra and Rz and residual stress. With a better understanding of today's milling techniques and tool technologies can streamline the production process, reduce the number of machine cycles, increase tool life and its stability, improve tolerance of workpiece and achieve a high quality surface finish of molded parts.

Keywords

frézování, efektivní frézovací strategie, TrueMill, iMachining, VoluMill, Waveform, Vortex, Adaptivní obrábění

Keywords

Milling, Effective Milling Strategies, TrueMill, iMachining, VoluMill, Waveform, Vortex, Adaptive Machining

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 7. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 27. 8. 2015
• Supervisor: Marek Sadílek
• Reader: Nadežda Čuboňová, Josef Chladil, Viktor Uhlář

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie