High Efficiency Milling (HEM) onder de knie krijgen: Technieken en voordelen

Dit is een van de verschillende blogposts over High Efficiency Milling. Voor een volledig begrip van deze populaire bewerkingsmethode, raadpleeg de onderstaande additionele HEM-artikelen!

High Speed Machining vs. HEM | Hoe chip thinning te bestrijden | Diepgang in snijdiepte | Hoe 4 belangrijke soorten toolslijtage te vermijden | Inleiding tot Trochoidal Milling

High Efficiency Milling (HEM) is een strategie die snel aan populariteit wint in de metalbewerkende industrie. De meeste CAM-pakketten bieden nu modules om HEM-werkzeugpaden te genereren, elk met hun eigen eigenzinnige naam. In deze pakketten staat HEM ook bekend als Dynamic Milling of High Efficiency Machining. HEM kan leiden tot een aanzienlijke toename van de winkel-efficiëntie, verlengde toollevensduur, betere prestaties en kostenbesparing. High-performance frezen die ontworpen zijn voor hogere snelheden en voedingen helpen freeskundigen de volledige voordelen van deze populaire bewerkingsmethode te benutten.

High Efficiency Milling gedefinieerd

HEM is een freestechniek voor ruwfrezen die een lagere Radiale Snijdiepte (RDOC) en een hogere Axiale Snijdiepte (ADOC) gebruikt. Hierdoor wordt de slijtage gelijkmatig verdeeld over de snijden, warmte afgevoerd en de kans op toolbreuk verminderd.

Deze strategie verschilt van traditioneel of conventioneel frezen, dat meestal een hogere RDOC en lagere ADOC vereist. Traditioneel frezen zorgt voor warmteconcentraties in een klein deel van het snijgereedschap, wat de toolslijtage versnelt. Bovendien vereist traditioneel frezen meer axiale passes, terwijl HEM-werkzeugpaden meer radiale passes gebruiken.

Voor meer informatie over het optimaliseren van de snijdiepte in relatie tot HEM, zie Diepgang in snijdiepte: Perferieel, Slotting & HEM-benaderingen.

Ingebouwde CAM-toepassingen

Machinetechnologie is gevorderd met de ontwikkeling van snellere, krachtigere machines. Om mee te gaan, hebben veel CAM-toepassingen ingebouwde functies voor HEM-werkzeugpaden ontwikkeld, waaronder Trochoidal Milling, een methode om een gleuf te maken die breder is dan de snijddiameter van het gereedschap.

HEM is grotendeels gebaseerd op de theorie rondom Radiale Chip Thinning, het fenomeen dat optreedt bij variërende RDOC, en betreft de chipdikte en voeding per tand. HEM past parameters aan om een constante belasting op het gereedschap tijdens de gehele ruwfreesoperatie te handhaven, wat resulteert in agressievere materiaalverwijderingssnelheden (MRR). Op deze manier verschilt HEM van andere high-performance werkzeugpaden, die andere methoden gebruiken om significante MRR te bereiken.

Klik hier voor meer over de efficiëntieverhogende kracht van High Efficiency Milling

Vrijwel elke CNC-machine kan HEM uitvoeren – de sleutel is een snelle CNC-controller. Bij het converteren van een gewoon programma naar HEM worden er ongeveer 20 regels HEM-code geschreven voor elke regel gewone code. Een snelle processor is nodig om vooruit te kijken in de code en de operatie bij te houden. Daarnaast is geavanceerde CAM-software die de toolbelasting intelligent beheert door IPT en RDOC aan te passen, essentieel.

High Efficiency Milling Case Studies

Het volgende voorbeeld toont het resultaat dat een freeskundig behaalde bij het gebruik van een Helical Solutions HEV-5 gereedschap voor een HEM-operatie in 17-4PH roestvrij staal. Terwijl HEM werd uitgevoerd, ingageerde deze ½" diameter, 5-tands frees het deel slechts 12% radiaal, maar 100% axiaal. De freeskundig kon de toolslijtage verminderen en 40 onderdelen voltooien met een enkel gereedschap, versus slechts 15 met een traditionele ruwfreestoolpad.

Het effect van HEM op een ruwfreestoepassing is ook te zien in de onderstaande case study. Bij het frezen van 6061 aluminium met Helical's H45AL-C-3, een 1/2", 3-tands ruwfrees, kon de freeskundig een deel in 3 minuten afwerken, versus 11 minuten met een traditioneel ruwfreestoolpad. Eén gereedschap kon 900 onderdelen produceren met HEM, een stijging van meer dan 150% ten opzichte van de traditionele methode.

Belang van tooling voor HEM

In het algemeen is HEM een kwestie van het draaien van het gereedschap – niet het gereedschap zelf. Virtueel elk gereedschap kan HEM uitvoeren, maar het gebruik van tooling die gebouwd is om de zwaarte van HEM te weerstaan, levert betere resultaten op. Terwijl je een marathon kunt lopen in elk type schoenen, zul je waarschijnlijk de beste resultaten en prestaties behalen met loopschoenen.

HEM wordt vaak beschouwd als een bewerkingsmethode voor grotere diameter tooling vanwege de agressieve MRR van de operatie en de kwetsbaarheid van tooling onder 1/8" in grootte. Toch kan miniature tooling ook worden gebruikt voor HEM.

Het gebruik van miniature tooling voor HEM kan extra uitdagingen met zich meebrengen die begrepen moeten worden voordat de operatie begint.

Beste tools voor HEM:

• Hoog aantal tanden voor verhoogde MRR.
• Grote kern-diameter voor toegevoegde stevigheid.
• Toolcoating geoptimaliseerd voor het werkstukmateriaal voor verhoogde slijmbaarheid.
• Variabele pitch/helix ontwerp voor verminderde trillingen.

Sleutelpunten

HEM is een bewerkingsoperatie die wereldwijd in populariteit toeneemt. Een freestechniek voor ruwfrezen die een lagere RDOC en hogere ADOC gebruikt dan traditioneel frezen, verdeelt HEM de slijtage gelijkmatig over de snijden van een gereedschap, vermindert warmteconcentraties en vertraagt de toolslijtage. Dit geldt met name voor tooling die het beste geschikt is om de voordelen van HEM te bevorderen.