5-осевая обработка для максимальной производительности и эффективности

В середине 1980-х годов компания DECKEL MAHO в г. Пфронтене достигла прорыва в области управляемой 5-осевой обработки на фрезерных станках благодаря сверлильно-фрезерному центру MH 700 S. “Непрерывно управляемые оси в головке и столе, а также соответствующее усовершенствование технологий ЧПУ и CAM систем были революционными на тот момент», - вспоминает Альфред Гайслер, управляющий директор DECKEL MAHO Pfronten GmbH.

Поворотная головка с управляемой осью B сыграла решающую роль

Исключительность станка обусловило сочетание NC-наклонно-поворотного стола, программно-управляемой смены положения шпинделя с горизонтального на вертикальное и устройства смены инструмента с магазином, вмещающим до 36 инструментов. Благодаря этому стало возможным осуществлять полную обработку даже сложных изделий за один установ в автоматическом режиме во время перерывов и в ночное время. «Предпосылками для технической реализации данной 5-осевой технологии были наличие безлюфтового привода в поворотной оси и использование прямых измерительных систем, как в поворотной, так и линейной осях», - дает объяснение господин Гайслер. Кроме того, 5-координатная обработка, предъявляла высокие требования к вычислительным способностям устройств ЧПУ, которые было невозможно реализовать ранее.

Решающим шагом вперед на пути к успешной 5-координатной обработке стала разработка наклонной головки с управляемой осью В. Она была интегрирована в портальную серию в середине 1990-х годов и стала отражением новаторской роли компании. «Благодаря оси В с плоскостью наклона менее 45
⁰, стало возможным выполнять одновременное фрезерование по пяти координатам с высокой стабильностью вследствие выполнения обработки в поворотной точке оси», - так подчеркивает господин Гайслер важность данного технологического решения. Это означало постоянно получение прекрасных результатов фрезерования независимо от направления сил, действующих при обработке. Это было невозможно реализовать до введения данной поворотной головки, которая позволяла выполнять одновременное перемещение по всем пяти координатам. Стало возможным осуществление фрезерной обработки поверхностей произвольной формы, а также цилиндрических или сферически изогнутых поверхностей экономичным по времени способом без моделирования.

Однако, руководство компании DMG MORI признало, что большинство 5-координатных установок имели отношение не столько к 5-координатной одновременной обработкой поверхностей произвольной формы, сколько с пространственным позиционированием. «Это означает, что как только сверлильный или фрезерный инструмент устанавливается в необходимый угол по отношению к заготовке, фактическая обработка выполняется максимально по трем координатам».

Производство за один установ с повышенной точностью

Далее Гайслер рассказал нам о том, что основной мотивацией для использования 5-осевой технологии была тенденция к уменьшению количества деталей, что в свою очередь вело к увеличению сложности отдельных деталей. «Наличие 5-осевой обработки, за которой последовала одновременная 5-осевая обработка, чрезвычайно усилила эту тенденцию. По факту это означало взаимозависимость рынка и технологии», - объясняет Гайслер. Это привело к выполнению многокоординатных фрезерных операций, что, прежде всего, хорошо зарекомендовало себя в области изготовлении прототипов, а затем в производстве инструментов и пресс-форм и, особенно, в авиастроении, а затем стало все более часто применяться в серийном производстве.

Особая привлекательность 5-координатной обработки заключается в том, что она позволяет выполнять обработку за один установ и, конечно, рука об руку с этим идет обеспечение повышенной точности. Потому что каждая переналадка стоит времени и средств и неминуемо ведет к потере точности. К этому факту следует добавить, что экономно производить на 3-координатном станке сложные компоненты, например, с поперечными отверстиями и канавками, просто невозможно.

5-координатная обработка также повышает качество поверхности и сокращает время, затрачиваемое на производство. Это хорошо продемонстрировано на примере наклонной поверхности: если 3-координатный станок будет вынужден осуществлять ее обработку посредством большого количества операций, 5-координатное позиционирование означает, что инструмент может быть расположен под необходимым углом к данной поверхности и может осуществлять удаление материала за одним прием. С помощью пяти координат можно добраться до всех поверхностей обрабатываемого изделия. Помимо этого, можно использовать инструменты более эффективно, так как их наклон с применением одинаковой подачи означает возможность выполнения резания на большей длине, что в свою очередь уменьшает усилие обработки.

Тенденция применения 5-координатной обработки остается неизменной

Преимущества являются очевидными и убедительными для пользователей. «Один завод DECKEL MAHO Pfronten на сегодняшний момент реализовал на рынке 15 000 5-координатных станков и, таким образом, в значительной степени способствовал завоеванию компанией DMG MORI статуса мирового технологического лидера в сегменте 5-координатных станков», говорит г-н Гайслер.

И тенденция применения 5-координатной обработки остается неизменной. Скорость, с которой DMG MORI вводит новшества в данном сегменте, остается постоянно высокой, о чем явно свидетельствуют разнообразные разработки в серии duo BLOCK. Самым последним образцом таких разработок является станок DMC 125 U duo BLOCK 4-го поколения, который в стандартной версии оснащен поворотной системой быстрой смены паллет для возможности наладки параллельно с основным временем обработки. По словам представителей DMG MORI жёсткость была увеличена на 30%. При этом потребление энергии было в той же степени сокращено.

«Вся периферия станка предлагает огромный потенциал для экономии энергии», говорит г-н Гайслер. Например, существенную экономию дает использование эффективного блока охлаждения с примесью холодной воды, а не постоянно работающего устройства. Насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в будущем будет оснащен регулятором скорости и поэтому будет потреблять только то количество энергии, которое необходимо непосредственно для обработки.

Для того, чтобы повысить гибкость 5-координатного фрезерного станка и снизить время обработки, разработчики также модернизировали В-ось. Она была оснащена подшипниками большего размера, которые должны увеличить жесткость на 20%. Внутренний кабельный канал позволяет дополнительно защитить фрезерную головку от воздействия стружки и СОЖ.

Шаг за шагом стандартные станки DMU и monoBLOCK также будут оснащены новым шпинделем speedMASTER, который был разработан в рамках сотрудничества. Высокая производительность, длительный срок службы и высокий уровень точности, обеспечиваемый благодаря большим шпиндельным подшипникам, плюс оптимизированная герметизация от утечек смазочно-охлаждающей жидкости - это основные моменты, упомянутые представителем компании DMG MORI.

А как управляющий директор DECKEL MAHO видит будущее? «Как производитель станков DMG MORI имеет очень мало возможностей для усовершенствования там, где речь идет об эффективном рабочем пространстве между режущей кромкой и деталью при выполнении классической 5-координатной обработки. Теперь больше внимание уделяется специфическим особенностям технологического процесса». Ключевыми словами здесь являются эффективное моделирование и контроль столкновений, а также программирование и эксплуатация. Компания также работает над сочетанием процессов обработки в сериях ULTRASONIC или LASERTEC. В связи с этим последними темами для обсуждения являются лазерное структурирование или новый гибридный станок LASERTEC 65 3D для аддитивного производства.

www.dmgmori.com