Bagaimana memajukan teknologi pemotongan MC lima sumbu untuk mencapai efisiensi tinggi dan output tinggi

Inovasi dalam produksi, seperti otomatisasi yang dibantu robot di lantai produksi dan pengoperasian jarak jauh pada peralatan mesin CNC, berkembang pesat. Pusat pemesinan lima sumbu (MC) telah ada di pasaran selama beberapa waktu, dan pengaruhnya telah diakui dalam hal merampingkan proses, mengurangi waktu pemotongan, dan meningkatkan akurasi, dan ada fleksibilitas yang lebih besar dalam bentuk pemesinan, yang diharapkan untuk mempromosikan integrasi bagian. Manfaat ini diakui. Di sisi lain, penggunaan MC lima sumbu dalam produksi terbatas, yang mungkin disebabkan oleh fakta bahwa teknik perkakas dan pemotongan untuk MC lima sumbu tidak dipahami dengan baik.

Di sisi lain, sistem kontrol NC untuk MC lima sumbu telah mulai memberikan informasi melalui fungsi jaringan, serta inisiatif yang ditujukan untuk meningkatkan akurasi pemotongan dan mengurangi waktu pemotongan. Misalnya, pengukuran di mesin dan sistem kompensasi alat otomatis telah sangat meningkatkan akurasi pemotongan dan mengubah persepsi MC 5-sumbu. Dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan MC untuk pemotongan mikro presisi dan pabrik akhir diameter mikro tujuan khusus telah mengalami kemajuan, dan perkembangan baru memiliki momentum yang baik, dan banyak contoh efisiensi tinggi dan akurasi tinggi terus bermunculan. Artikel ini memperkenalkan teknologi pemotongan MC lima sumbu menggunakan karakteristik pabrik akhir berdasarkan informasi yang diperoleh pada Pameran Alat Mesin Internasional Jepang ke-31 (JIMTOF2022) yang diadakan di Tokyo Big Sight (Tokyo Ariake) tahun lalu, dan memperkenalkan lima sumbu MC Tren terbaru dan contoh aplikasi.

Tren baru MC lima sumbu di JIMTOF2022

JIMTOF2022 diadakan secara tatap muka untuk pertama kalinya sejak 2018, menarik banyak pengunjung. Peralatan mesin, alat pemotong dan peralatan lainnya dipajang di ruang pameran, di mana prakarsa era informasi menarik perhatian sebagai tren baru. Misalnya, visualisasi status pemotongan dan produksi, pembuatan otomatis program NC, perangkat lunak simulasi lanjutan, dan contoh lain pemantauan situasi waktu nyata dan pencapaian kinerja tinggi diperkenalkan. Secara khusus, persaingan dimulai untuk MC 5-sumbu generasi berikutnya dengan fungsi intelijen dan berorientasi informasi.

Misalnya, (pic1) menunjukkan contoh visualisasi lokasi produksi pada MC kecil 5 sumbu, di mana informasi seperti alat, volume produksi, dll. Dapat ditampilkan pada layar tampilan pengontrol NC, yang memiliki jaringan berfungsi dengan robot dan berbagai sensor.

(pic2) menunjukkan contoh MC 5-sumbu dengan pengukuran pada mesin dan kompensasi alat otomatis, yang menarik perhatian untuk demonstrasi pemotongan presisi tinggi dari beberapa mikron dan memotong sampel dengan permukaan akhir yang halus, bahkan tanda potong yang paling samar .

How to live use Axis MC for 5-axis MC

Jika MC 5-sumbu akan digunakan sebagai peralatan produksi inti, perlu dipahami perbedaan teknologi pemotongan antara MC kontrol 3-sumbu dan pabrik akhir MC 5-sumbu.

①Kilang ujung memiliki panjang di bawah leher yang lebih pendek dan bentuk yang meruncing, yang meningkatkan kekakuan alat dan memungkinkan beban tepi pemotongan yang lebih tinggi di bawah kondisi pemotongan yang lebih tinggi.

② Memotong dengan end mill dengan tepi luar yang miring dapat memperoleh kecepatan potong aktual yang lebih tinggi.

③ Pemotongan multi-segi diharapkan dapat menyederhanakan proses produksi. Dengan kata lain, meningkatkan kecepatan pemotongan adalah cara yang efektif untuk meningkatkan presisi pemotongan dan mengurangi keausan pahat, sedangkan MC lima sumbu dapat memotong pada kecepatan potong aktual yang tinggi, yang memiliki keunggulan dalam meningkatkan presisi dan masa pakai pahat.

(pic3) menunjukkan pose end mill di 5-axis MC. Karena tepi luar di mana kecepatan potong sebenarnya tinggi adalah titik potong, sudut kemiringan setiap penggilingan akhir diatur. Seperti yang ditunjukkan pada (pic4), ini dapat diterapkan pada end mill yang sangat kaku dengan leher pendek, bentuk meruncing, dan jumlah flute yang banyak karena aksesibilitasnya yang tinggi ke benda kerja.

Dalam kondisi pemotongan di mana beban pada tepi (kedalaman potong dan laju pemakanan) dan kecepatan potong yang sebenarnya meningkat, terutama pada pemotongan di mana laju pemakanan meningkat, end mill kekakuan tinggi diharapkan efektif dalam mengurangi waktu pemotongan dan masa pakai alat. Misalnya, (pic5) menunjukkan perbandingan permukaan pemotongan pada profil mesin dengan tonjolan besar, obrolan terjadi pada MC 3-sumbu, sedangkan pemotongan yang stabil dapat dicapai pada MC 5-sumbu. Oleh karena itu, jumlah operasi penyelesaian paling sedikit selama pemotongan MC lima sumbu, yang membuat perbedaan besar dalam mengurangi waktu pemotongan dan meningkatkan akurasi pemotongan.

Pabrik ujung persegi juga memiliki banyak fungsi, terutama berfokus pada pemotongan tepi periferal, tetapi juga harus memiliki fungsi pemotongan tepi bawah. Dalam pemotongan MC tiga sumbu, jalur pahat adalah pola bevel yang dibentuk oleh tepi depan dan tepi belakang. MC lima sumbu memungkinkan alat untuk dimiringkan (pic3), misalnya ke 1°, sehingga tepi tumit tidak bersentuhan (menyembuhkan) selama pemotongan. Ini bermanfaat untuk memotong kekasaran permukaan dan keausan pahat. Dapat dilihat bahwa penggilingan lima sumbu adalah proses penggilingan yang sama sekali berbeda dari penggilingan tiga sumbu. Selain efisiensi pemotongan, ia juga memiliki keunggulan dalam keausan pahat. Selanjutnya, untuk memanfaatkan MC lima sumbu secara efektif, hal-hal berikut harus dipertimbangkan.

1, Pembangunan dan penerapan basis data alat tunggal
Untuk memanfaatkan sepenuhnya karakteristik end mill khusus, perlu untuk memberikan informasi tentang masing-masing jalur pahat dan kondisi pemotongan (kedalaman potong minimum dan maksimum, laju pemakanan, rentang kecepatan potong, dll.). pic6 menunjukkan contoh sistem informasi alat.

2, Alat yang cocok untuk proses shrink-fitting
MC lima sumbu dapat memotong dengan jalur pahat tetap dan titik potong tetap dari pabrik akhir. Keakuratan runout selama rotasi kecepatan tinggi memiliki pengaruh besar pada akurasi pemotongan dan umur pahat. Dengan kata lain, lebih efektif menggunakan alat shrink-fit dengan presisi getaran yang lebih tinggi saat ini.

3, CAM khusus dan perangkat lunak simulasi
Untuk presisi tinggi, tersedia sistem pengukuran dalam mesin dan perangkat lunak koreksi alat otomatis. Mengukur permukaan benda kerja dan memeriksa kelonggaran finishing yang sebenarnya sebelum finishing dapat mencapai akurasi pemotongan yang lebih tinggi. pic7 menunjukkan contoh sistem yang menggunakan pengukuran dan data on-board secara efektif.

4, Penerapan perlengkapan khusus dan sistem pemisahan dalam sistem yang dibantu robot sepenuhnya otomatis.
Lokasi produksi di masa depan diharapkan akan diotomatisasi oleh robot, yang memerlukan perlengkapan khusus dengan akurasi posisi benda kerja yang sangat berulang (lihat pic8 misalnya). Di masa mendatang, AI diharapkan dapat digunakan untuk mengukur keausan cutting edge suatu pahat, menentukan masa pakai pahat, dan secara otomatis menentukan kondisi pemotongan yang optimal untuk presisi yang lebih tinggi.

Pemotongan kering dan semi-kering yang ramah lingkungan

Dekarbonisasi yang sudah berlangsung secara global juga menuntut perpindahan bebas pendingin dalam produksi. Panas yang dihasilkan saat end mill memotong (cutting heat) melebihi 1.000°C. Panas pemotongan dialirkan ke tepi potong, permukaan pemotongan benda kerja dan kepingan, tetapi jika sebagian besar panas dialirkan ke kepingan, keausan pahat dapat dikurangi. Seperti yang kita semua tahu, bentuk chip terkait dengan kecepatan pemotongan, seperti yang ditunjukkan pada pic9, dengan meningkatnya kecepatan pemotongan, chip akan muncul dalam bentuk yang lebih lebar dan lebih tipis, dan panas pemotongan mudah dilakukan. Dalam finishing, suplai mist coolant di sisi end mill dapat menunda kemajuan keausan; MC lima sumbu dapat memotong pada kecepatan pemotongan aktual yang lebih tinggi dari pabrik akhir, yang sangat penting untuk menghasilkan bentuk chip yang mudah melakukan pemotongan panas yang menguntungkan.

Contoh pemotongan MC 5 sumbu dan situasi di China

Pengenalan MC 5-sumbu di fasilitas produksi sedang mengalami kemajuan, dan lapangan baru sedang diperluas dengan memotong memanfaatkan keunggulannya. Di sisi lain, lingkungan di sekitar MC 5-sumbu jauh dari memuaskan, membutuhkan pendekatan trial-and-error dalam pemilihan pahat, penentuan kondisi pemotongan, dan pemrograman NC.

pic10 memperkenalkan contoh pengukiran dan pemotongan langsung cetakan gigi tempa (bahan baja keras) dan pengukiran dan pemotongan langsung monumen intan endem (baja keras). Keduanya adalah contoh pemotongan satu ukuran cocok untuk semua dengan reamer khusus, dan pemotongan dengan reamer kekakuan tinggi memiliki akurasi permukaan pemotongan yang lebih tinggi selain waktu pemotongan, dibandingkan dengan MC tiga sumbu. Mengurangi waktu pemotongan adalah masalah krusial di mana produksi cetakan muncul melalui manufaktur aditif (AM: mencetak objek 3D dengan menumpuk logam dan resin berkali-kali menggunakan irisan data 2D dari data CAD 3D) .

Tidak hanya di Jepang, tetapi juga di China, peralihan ke MC 5 sumbu menyebar dengan cepat. pic11 menunjukkan mesin MC lima sumbu yang diperkenalkan pada pameran baru-baru ini di China, yang semuanya dilengkapi dengan pengontrol NC, CAM, dan perangkat lunak lain milik mereka sendiri, memberikan kesan bahwa mereka dengan cepat menjadi lebih kompleks.

Seperti disebutkan di atas, kondisi untuk mencapai pemotongan yang efisien dengan MC lima sumbu adalah memanfaatkan keunggulan MC kontrol tiga sumbu tradisional dalam hal end mill, jalur pahat, dan kondisi pemotongan. Selain itu, dengan memperkenalkan dan mensistematisasikan pengukuran pada mesin, MC lima sumbu telah mulai mencapai peningkatan substansial dalam akurasi pemotongan. Kedepannya, sebagai bagian dari realisasi informatisasi, akan menjadi tugas yang mendesak untuk menangani dan menyelesaikan masalah seperti otomatisasi program NC, pembuatan data pemotongan untuk setiap alat, dan penentuan kondisi pemotongan yang optimal oleh MC sendiri berdasarkan pada informasi pemesinan.

Akhirnya, terima kasih akan diberikan kepada semua perusahaan yang terlibat atas informasi produksi dan data teknis mereka yang berguna dalam penulisan laporan ini.