Prestaties van high-balance frezen maximaliseren: Tips voor levensduur en precisie

High speed machining wordt steeds wijdverspreider in machine winkels over de hele wereld door de bewijzen voordelen van grotere efficiëntie en productiviteit door verhoogde spindelsnelheden en metaalverwijderingssnelheden. Echter, bij zulke hoge spindelsnelheden, kunnen anders verwaarloosbare fouten en imperfecties negatieve effecten veroorzaken zoals verminderde toollevensduur, slechte oppervlakteafwerking, en slijtage op de machine zelf. Veel van deze negatieve effecten voortkomen uit een toename in totale centrifugaalkrachten leidend tot trillingen, in de industrie algemeen aangeduid als chatter. Een sleutelbijdrager aan trillingen en een van de meer controleerbare factoren, is toolonbalans.

Waarom balans cruciaal is voor bewerking

Onbalans is de mate waarin het zwaartepunt van het gereedschap afwijkt van zijn rotatie-as. Kleine niveaus van onbalans kunnen ononderscheidbaar zijn bij lagere RPM's, maar naarmate centrifugaalkracht toeneemt, kunnen kleine variaties in het zwaartepunt van het gereedschap aanzienlijke schadelijke effecten op zijn prestaties hebben. High Balance frezen worden vaak gebruikt om het probleem van trillingen bij verhoogde spindelsnelheden op te lossen. Balanceren wordt gebruikt om compensatie te bieden voor de intrinsieke asymmetrische verdeling van massa, wat typisch voltooid wordt door massa van een berekende hoeveelheid en oriëntatie te verwijderen.

Bron: Haimer; Fundamentals of Balancing

Helical Solutions biedt High Balance frezen in zowel 2 als 3 tands opties (zie Figuur 2), vierkant en hoekradius, samen met koelant-doorgeef op de 3-tands tools. Deze frezen zijn gebalanceerd op de industriestandaard van G2.5 op 33.000 RPM: G staat voor de potentiële schade door onbalans, uitgedrukt als "Balancing Quality Grade" of G en 2.5 is de trillingsnelheid in mm per seconde. Deze tools zijn specifiek ontworpen om prestaties te verhogen in hooggebalanceerde bewerkingscentra die in staat zijn tot verhoogde RPM's en voedsnelheden. Met high balance tooling worden verbeterde oppervlakteafwerkingen bereikt door verminderde trillingen tijdens het bewerkingsproces. Bovendien zijn deze frezen ontworpen rondom actuele high-end toolhouding, en komen in diverse neklengtes bij specifieke totaallengtes. Deze dimensionale combinaties resulteren in maximale rigiditeit en verminderde overmatige uitsteeklengte, wat optimale prestaties en de mogelijkheid toelaat om de tools aan de limiet te pushen.

High balanced tooling kostenvoordelen

Freeskundigen die kiezen voor High Balance frezen zullen bepaalde voordelen zien aan de spindel, maar ook in hun portemonnee. Kostenvoordelen van het kiezen voor dit type tool zijn:

• Langere toollevensduur
• Langere spindellevensduur
• Verminderde machine downtime

Tap testers benutten

Wat tap testers doen

Trillingen zijn je toepassings ergste vijand, met name bij verhoogde RPM's en voedsnelheden. Het gebruik van bronnen zoals een Tap Tester kan helpen trillingen te verminderen en je in staat stellen om het meeste uit je High Balance frezen te halen door snijprestatievoorspellingen en chatterlimieten te genereren.

Hoe tap testing werkt

Bron: Manufacturing Automation Laboratories Inc.

Tap testing genereert snijprestatievoorspellingen en chatterlimieten. In een tap test wordt de machine-tool structuur "geëxciteerd", of getest, door te worden geslagen met een impulsehamer. Bij frezen is de machine-tool structuur meestal flexibel in alle drie richtingen: X, Y en Z, maar in freestoepassingen waar high balance tooling gebruikt wordt, is de flexibiliteit doorgaans alleen in twee vlakken overwogen – de X en Y richtingen. Door de X en Y richtingen te raken met de impulsehamer, zal de impact de structuur over een bepaalde frequentiebereik exciteren dat afhankelijk is van de hamergrootte, het type tool dat gebruikt wordt, en de structuur zelf. De frequenties gegenereerd van de initiële slag zullen voldoende informatie produceren dat zowel de impactkrachtmeting als de verplaatsing/versnellingsmeter meting beschikbaar zijn. Het combineren van deze twee metingen resulteert in de Frequency Response Function, wat een plot is van de dynamische stijfheid van de structuur in frequenties.

Nadat de informatie van de tap test verzameld is, zal het de informatie verwerken in nuttige snijparameters voor alle spindelsnelheden zoals snijdiepten, snelheidssnelheden en voedsnelheden. Door de optimale draaiparameters te weten, kunnen trillingen geminimaliseerd worden en het gereedschap tot zijn volle potentieel benut worden.

High balanced tooling samengevat

Trillingen bij zaag houden tijdens het bewerkingsproces is extreem belangrijk voor bewerkingssucces. Omdat een oorzaak van trilling toolonbalans is, zal het benutten van een gebalanceerd tool resulteren in een gladere klus, een schoner eindproduct, en een langere levensduur van zowel het tool als de spindel. Freeskundigen die kiezen voor high balance tooling kunnen een tap tester gebruiken, of een methode voor het genereren van de perfecte draaiparameters voor je tool en machine-opstelling om ervoor te zorgen dat bewerkingstrilling zo minimaal mogelijk is.