High-Speed Milling. Παρουσίαση σχεδιασμού εργαλειομηχανής - HSM. High-Speed Milling. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ

Transcript

1 High-Speed Milling Παρουσίαση σχεδιασμού εργαλειομηχανής - HSM Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την Μονάδα Υλοποίησης του ΕΜΠ. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ

3 Κέντρα κατεργασιών HSM: ανάγκη Εξέλιξη στα κοπτικά εργαλεία HSS > σκληρομέταλλα > CBN - Νιτρίδια πυριτίου Διαρκώς υψηλότερη ταχύτητα κοπής V k Ιδιαίτερα για αεροπορικά κράματα Al Εργαλεία μικρής D Με υψηλή V k χρειάζεται υψηλή ταχύτητα περιστροφής ατράκτου n Υψηλή ενδοτικότητα ατράκτου-εργαλείου (L) ΡΑΥ (MRR) αποδεκτά υψηλός μόνο με υψηλό n Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 2

4 Ενδοτικότητα εργαλείων Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 3

5 Ενδοτικότητα ρυθμιζόμενης ατράκτου Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 4

6 Προδιαγραφές ΚΚ-HS Ελαφρά εργοτεμάχια Κυρίως Al Ποκέτες 100 Χ Οριζόντια άτρακτος Καλύτερη απομάκρυνση αποβλήτου ποκέτας Λεπτόκορμα εργαλεία Υψηλή V k δίνει υψηλή n και αυτή υψηλή f=f z n Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 5

7 Άτρακτος rpm 10 Nm στο εύρος στροφών λειτουργίας 36 kw στις rpm Για τυπικό εργαλείο 4 δοντιών με f z =0.2 mm προκύπτει f max = 30 m/min Για τυπική διάσταση ποκέτας 100 mm Με τυπική επιτάχυνση 0.2g, f=f max, t=447 msec Με επιτάχυνση 2g f=f max και t=225 msec Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 6

8 Επιτάχυνση Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 7

9 Εργαλειοδέτες Πρόβολος στην άτρακτο Ελαχιστοποίηση μάζας Συναρμογή με δική της δυσκαμψία και λόγο απόσβεσης. Ακτινική άρμωση εργαλείου χωρίς βίδες, ελατήρια κλπ με τη βοήθεια επαγωγικού φούρνου χρόνος εφαρμογής : 10 sec Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 8

10 Διάμετρος ατράκτου Εκτίμηση τρόπων ταλάντωσης με γκάμα διαμέτρων, εργαλείων και εργαλειοδετών Υπολογισμός δυσκαμψίας και φυσικής συχνότητας για κάθε τρόπο Εκλογή διαμέτρου για εξισορρόπηση των αποτελεσμάτων των διαφόρων περιπτώσεων Τρόπος 3 min δυσκαμψία σε fn=1846 Ηz Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 9

11 Τρόποι ταλάντωσης f n k Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 10

12 Ρουλεμάν ατράκτου Άμεση μετάδοση από μοτέρ σε άτρακτο Μεγάλη διάμετρος ατράκτου επιβάλλει μεγάλη διάμετρο ρουλεμάν ταχύτητα κύλισης-περιστροφής σφαιριδίων εις βάρος του N στο DN των ρουλεμάν υψηλή φυγόκεντρη επιτάχυνση rω 2, πχ 50000g Κεραμικές σφαίρες ρουλεμάν χαμηλή μάζα Ρουλεμάν γωνιακής επαφής με προένταση και χωρίς αξονική τριβή στις φωληές τους. Ελεγχόμενη λίπανση 1 σταγόνας / 5 min για χαμηλή απώλεια ενέργειας-θερμότητας λόγω ιξώδους. Σταθερή προένταση σε όλες τις ταχύτητες περιστροφής. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 11

13 Άξονες Όγκος εργασίας 750 Χ 750 Χ 200 mm Τυπική μορφή Άτρακτος Υ Α Τεμάχιο Χ Ζ Β συνήθως σε πρισματική παλέτα Βαρύ σύνολο για να επιταχύνεται γρήγορα κατά X και Z Νέα μορφή Άτρακτος Ζ Α Β Τεμάχιο Χ Υ Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 12

14 Τυπική μορφή Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 13

15 Νέα μορφή Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 14

16 Νέα μορφή Ελαφρύ κατακόρυφο τραπέζι Χ-Υ Χ άξονας φέρει και τον Υ κάθετα χρειάζεται 2 μοτέρ + κοχλίες κίνησης παράλληλα Ζ άξονας- τραπέζι με κεφαλή ατράκτου DC servos (εναλλακτική: γραμμικά μοτέρ) Άξονες Α-Β στην κεφαλή ατράκτου Εισάγουν αρκετούς τρόπους ταλάντωσης μόνο 3-5 φορές στιβαρότερους της ατράκτου μεταξύ Hz για n>12000 rpm και εργαλεία με >= 2 δόντια, δηλ. συχνότητα διέλευσης δοντιού >400 Hz δεν επηρεάζεται η σταθερότητα της κοπής βάσει διαγράμματος λοβών Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ High-Speed Milling 15

17 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ