Aby przekonać klienta, że na maszynie stabilnie działają również długie narzędzia z mniejszym uchwytem HSK, producent maszyn bavius technologie przeprowadził test cięcia w warunkach rzeczywistych. Ważnym elementem testu były odpowiednie narzędzia. Z zestawem narzędzi do roughingu i finishingu od ISCAR test przewyższył wszystkie oczekiwania.
Bavius Technologie z siedzibą w oberschwäbskim Baienfurt działa od 2017 roku jako niezależne, rodzinne przedsiębiorstwo zatrudniające około 120 pracowników, specjalizując się w rozwoju i produkcji wysokowydajnych maszyn CNC do obróbki aluminium w dużych ilościach. Bavius koncentruje się na dwóch liniach produktowych: centrach obróbczych profili PBZ oraz poziomych centrach obróbczych HBZ z serią AeroCell.
Szukam dynamicznego urządzenia.
„Amerykańska firma z branży lotniczej poszukiwała urządzenia, które zapewni wysokie tempo usuwania materiału, dynamikę i dostępność przy jednoczesnej wysokiej jakości obróbki, aby produkować duże elementy konstrukcyjne z aluminium“ – opowiada Dominik Merz, dyrektor sprzedaży globalnej | aplikacji w bavius. „To idealne zadanie dla naszej HBZ AeroCell 160 I 400.“
Urządzenie wyposażone jest w wysokowydajną wrzeciono, które pracuje z prędkością do 30 000 obrotów na minutę i w trybie ciągłym (tryb S1) dostarcza moc 140 kilowatów. W trybie S6 dostępne są krótkoterminowo moce do 175 kilowatów. „Ponieważ 140 kilowatów jest dostępne już przy 19 000 obrotach na minutę, można uzyskać wysokie moce już w średnim zakresie prędkości obrotowej, co oferuje pewne zalety,” wyjaśnia Dominik Merz.
Tylko standardowo stosowany uchwyt narzędziowy HSK-A63/80 budził obawy amerykańskiego klienta. Z doświadczenia i z powodów stabilności preferował większy. To jednak znacznie ograniczyłoby dostępną moc skrawania maszyny. „Aby móc osiągnąć 30 000 obrotów, AeroCell 160 jest wyposażona w uchwyt narzędziowy HSK 63/80, który dzięki większym powierzchniom podparcia zapewnia niezbędną stabilność narzędzia nawet przy długich wysięgach”, wyjaśnia Stefan Diem, technik aplikacji w bavius. „Natomiast z uchwytem 100 możliwe byłyby jedynie obroty rzędu 20 000 na minutę. To na początku nie było opcją dla bavius i ograniczyłoby zalety maszyny.” Dominik Merz dodaje: „Przede wszystkim obróbka takich części, która często trwa kilka godzin, odbywa się w 70 lub 80 procentach z użyciem krótkich narzędzi. W produkcji szybko widać, czy użytkownik może wykorzystać pełną prędkość obrotową i pełną moc.”
Aby pokazać klientowi, że mniejszy uchwyt również przy długich narzędziach zapewnia niezbędną stabilność, zespół bavius umówił się z klientem na test na żywo w rzeczywistych warunkach w bavius w Baienfurcie. Plan: W bloku z aluminium stopu EN-AW 7012 (AlZn6Mg2Cu) o wymiarach 600 × 780 × 500 milimetrów miała zostać wyfrezowana kieszeń V o wymiarach 170 × 626 milimetrów i głębokości 260 milimetrów, jak to ma miejsce w przypadku elementów konstrukcyjnych dla lotnictwa.
Dopasowane rozwiązanie
„Skontaktowaliśmy się z naszym wieloletnim partnerem ISCAR, aby skomponować optymalny zestaw narzędzi do obróbki wstępnej i wykończeniowej“ – wyjaśnia Stefan Diem. Michele Piccolantonio, doradca i sprzedaż projektów wyposażenia, Calogero La Quatra, specjalista ds. produktów Multi Master, narzędzi węglikowych i PCD, oraz Anton Kress, specjalista ds. produktów frezarskich, zostali zapoznani z zadaniem i wspólnie z zespołem bavius opracowali zestaw idealnie dopasowany do zadania i materiału.
„Aluminium można ogólnie szybko i łatwo obrabiać skrawaniem, ma jednak swoje specyficzne cechy“, mówi Anton Kress. W tym przypadku potrzebne są systemy o wysokiej pozytywności z bardzo ostrymi, wypolerowanymi krawędziami, aby zapobiec przyklejaniu się wiórów do krawędzi i powierzchni, co pozwala na bezpieczną obróbkę. Dzięki temu podczas obróbki występują również mniejsze siły skrawania. To przynosi ogromne korzyści przy użyciu długich narzędzi i znacznie zmniejsza odchylenia oraz wibracje.
„Ważnymi kryteriami wyboru były między innymi to, że stosujemy standardowe narzędzia skrawające, które wspierają dużą dynamikę maszyny, pozwalają na wysokie prędkości obrotowe i działają w sposób zapewniający proces, aby utrzymać wysoką dostępność urządzenia,” mówi Michele Piccolantonio. „Podczas roughingu powinny być również możliwe bardzo duże tempo usuwania materiału – hasło to obróbka o dużej objętości – a podczas wykańczania doskonała jakość powierzchni,” dodaje Anton Kress. Na końcu powstał zestaw narzędzi skrawających z frezami z rodzin HELIALU, MegaAlu i MULTIMASTER.
Szybko usuwać dużo materiału
Aby w krótkim czasie usunąć dużą ilość materiału, zastosowano frezy HELIALU z ukierunkowanym chłodzeniem JHP o średnicy 50 milimetrów. Do wstępnego frezowania konturu powierzchni i pierwszej części kieszeni frez został zaprojektowany jako narzędzie monoblokowe o długości 110 milimetrów, wyposażone w cztery wkładki skrawające (WSP) z dwoma spiralnymi krawędziami skrawającymi. Wysoko szlifowane, 22-milimetrowe, ostre krawędzie skrawające z dodatnim kątem skrawania i polerowanymi powierzchniami wiórów tną miękko i zapewniają doskonały przepływ wiórów.
„Dzięki temu frezowaliśmy przy prędkości wrzeciona 25 400 obrotów na minutę i mogliśmy ciągnąć do 148 kilowatów na wrzecionie”, cieszy się Stefan Diem. „Przy posuwie 25 400 milimetrów na minutę i głębokości skrawania 16,5 milimetrów mogliśmy usunąć do 14,5 litra materiału na minutę.” Głębsze obszary kieszeni bavius wyposażył w frezy HELIALU o długościach 157, 207 i 257 milimetrów, wyposażone w 14 WSP, procesowo bezpiecznie – przy prędkościach do 28 000 obrotów na minutę, mocy do 65 kilowatów i posuwach do 16 500 milimetrów na minutę. „To było naprawdę imponujące, jak maszyna przeszła przez materiał”, mówi Dominik Merz.
Z czterema trzyskrzydłowymi frezami MegaAlu o średnicy 25 milimetrów i długościach od 5xD do 8xD bavius zredukował promienie narożników z R50 i R25 do R12,5 i frezował kieszeń do jej końcowej głębokości 260 milimetrów. „W tym celu korzystamy również z jedynych wyjątków od standardu. Dwa frezy o długości 7xD i 8xD są narzędziami specjalnymi”, mówi Calogero La Quatra. „Szczególną zaletą tych trzyskrzydłowych specjalistów do aluminium jest to, że mają nierównomierne podziały, a dzięki swojej szczególnej geometrii ostrzy proces jest prawie wolny od drgań, nawet przy tak dużych występach.”
Najwyższa jakość powierzchni dzięki frezom MULTIMASTER
Produkcja komponentów lotniczych nie polega tylko na szybkim usuwaniu dużych ilości materiału. Równie ważna jest wysoka jakość powierzchni elementów. To sprawia, że wykańczanie jest kluczowym procesem. W teście użyto wymiennych frezów kulowych i barrelowych z rodziny MULTIMASTER ISCAR o długościach narzędzi od 155 do 293 milimetrów. Przy prędkościach wrzeciona od 21 000 do 27 000 obrotów na minutę powstały na dnie i ścianach kieszeni w ciągu kilku minut gładkie i bez rowków powierzchnie o głębokości chropowatości 6,5 mikrometra.
Do wykończenia dna kieszeni użyto trzyskrzydłowego freza kulowego EBA o średnicy 16 milimetrów i promieniu 8. Zamontowane na trzonku 200 mm narzędzie ma długość 280 milimetrów. Aby wygładzić większe boki kieszeni, bavius zastosował frez barrelowy EOBA o kształcie kropli, o średnicy 16 milimetrów, czterech krawędziach skrawających i promieniu profilu 75 na trzonku 200 mm. „Ten frez barrelowy wygładza do dziewięciu razy szybciej niż porównywalny frez kulowy. Dzieje się tak, ponieważ promień działa jako czynnik matematyczny, co pozwala znacznie zwiększyć skoki linii w kierunku osiowym”, wyjaśnia Calogero La Quatra. „I to przy niskiej prędkości oraz niezależnie od parametrów skrawania.”
Wynik testu przekracza oczekiwania
W zaledwie trzy godziny usunięto około 70 kilogramów materiału, a kieszeń została procesowo bezpiecznie i w wymaganej jakości wyfrezowana w bloku. „Kombinacja dynamicznego, mocnego urządzenia i odpowiedniego narzędzia zapewnia krótszy czas obróbki i znacznie zwiększa wydajność”, podsumowuje Stefan Diem wynik. „I jak przewidywano, również długie wystające narzędzia z mocowaniem 63/80 działały absolutnie stabilnie i bez drgań.”
Z frezem HELIALU o długości 357 milimetrów i średnicy 50 milimetrów inżynierowie maszynowi jeszcze bardziej podnieśli poprzeczkę w teście stabilności: oprócz kieszeni V frezowali z posuwem 8 100 milimetrów na minutę i prędkością wrzeciona 18 000 obrotów na minutę kolejna kawitację procesowo bezpiecznie w bloku aluminium.
„Test wykazał, że wszystkie oczekiwania zostały przekroczone. Klient był całkowicie przekonany i tak zachwycony, że chciał zabrać maszynę od razu”, mówi Dominik Merz. „Dzięki współpracy naszej dynamicznej AeroCell i innowacyjnych narzędzi ISCAR mogliśmy mu zaoferować efektywne rozwiązanie.”
Kontakt:
