더 많은 수익성 있는 공구 경로

적응 밀링. 다이나믹 모션. 하이퍼밀. 이익 밀링. 볼루밀. 파형 가공. 당신이 생계를 위해 부품을 가공하는 운이 좋은 사람들 중 하나라면, 칩 박형화, 지속적인 결합, 높은 축 및 귀사의 머시닝 센터를 위한 낮은 반경 방향 절삭 깊이 공구 경로.

우리는 한 CAM 시스템과 다른 CAM 시스템의 이점에 대해 무게를 두지 않을 것입니다. 왜냐하면 모든 CAM 시스템이 매우 훌륭하기 때문입니다. 기계 산업). 즉, 그들에게 기회를 주면 각 CAM 제공업체는 사용 용이성, 생산성 향상 및 공구 경로 정확도와 함께 자신의 소프트웨어를 최고로 만드는 몇 가지 기능을 나열할 것입니다. 어느 것이 맞습니까? 답은 매우 간단합니다. 상황에 따라 다릅니다.

여기에 인수가 없습니다

다시 말하지만, 우리는 오늘 논쟁을 해결하려고 하지 않을 것입니다. 신중하게 구성된 테스트 컷 또는 몇 년 동안 매일 사용하는 것만이 이 자주 열띤 토론을 끝낼 수 있으며, 그 후에도 주행 거리가 다를 수 있습니다. 더 중요한 질문은 이 기술을 올바르게 적용하고 있습니까? 선택한 CAM 패키지가 사용자에게 가능한 가장 큰 이점을 제공합니까? 아니면 잘못된 절삭 공구 선택, 엉성한 작업 유지, 피곤한 공구 홀더 또는 공작 기계 자체로 인해 지연되고 있습니까?

알아내야 할 아주 좋은 이유가 있습니다. 뉴저지주 페어론에 있는 Sandvik Coromant Co.의 항공우주 엔지니어인 John Giraldo는 최근에 함께 일한 Tier II 항공우주 제조업체가 고효율 공구 경로를 채택한 후 Waspaloy LPT(저압 터빈) 부품의 가공 생산성을 198% 향상시켰다고 말했습니다. 샌드빅 코로만트의 Plura HFS 엔드밀 중 하나를 사용하는 전략. 그리고 Tier IV 모터스포츠 공급업체는 티타늄 휠 허브를 가공할 때 두 배의 공구 수명과 세 배의 처리량을 위해 유사한 접근 방식을 사용했습니다.

"항공우주 산업에서는 티타늄 및 니켈 기반 합금의 고이송 측면 밀링에 대한 수요가 증가하고 있습니다."라고 그는 말했습니다. "기존의 공구 경로는 이러한 가공하기 어려운 재료에서 잘 작동하지 않으므로 효율성과 생산성을 유지할 뿐만 아니라 공구 마모에 대한 부정적인 영향을 줄이는 새로운 프로그래밍 전략의 개발이 필요합니다."

그러나 새롭고 더 효과적인 도구 경로를 찾는 것은 비행기 및 우주선 제조업체 그 이상입니다. Giraldo는 자동차 산업이 지속적으로 공급업체에 생산 비용 절감을 요구하고 있으며, 이는 절삭 공구 공급업체와 CAD/CAM 공급업체 모두에게 영향을 미친다고 말했습니다. 공급업체가 대부분 도전 과제에 도전했지만, 매장에서는 이러한 고급 가공 기술을 구형 장비에 적용하기가 어려운 경우가 많습니다. 새로운 프로세스를 테스트하고 검증할 시간을 내더라도 상관 없습니다.

시너지 탐색

미시간주 트로이에 있는 Seco Tools LLC의 솔리드 밀링 북미 제품 관리자인 Jay Ball도 이에 동의했습니다. 그는 모든 상점의 적어도 절반이 오늘날의 프로그래밍 기술을 아직 믿지 않거나 장비가 단순히 훨씬 더 높은 수준을 달성할 수 없기 때문에 현재 수십 년 된 프로그래밍 방법에 충실하고 있다고 말했습니다. 이를 구현하는 데 필요한 이송 속도입니다.

“잡지 기사를 읽거나 고효율 가공에 대한 비디오를 본 사람에게서 전화를 받고 시도해 보고 싶어 들떠 있지만 매장에 도착하여 CNC 장비가 구식이라는 것을 알게 되면 정말 부끄러운 일입니다. , 그들의 도구 홀더는 10년이고 이러한 전략 중 하나를 효과적으로 적용할 가능성이 거의 없다는 것을 알고 있습니다.”라고 그는 말했습니다. "더 나쁜 것은, 어쨌든 한 번 시도해 보았을 때 고객이 실망하게 만들고 새 기계를 구입하면 다시 시도하지 않으려 할 것입니다."

공구 경로, 절삭 공구, 공구 홀더 및 머시닝 센터와 관련된 상호 의존적인 관계는 이 기사를 위해 인터뷰한 모든 사람들이 그것이 매우 현실적이라는 데 동의했지만, 업계의 많은 사람들이 간과하는 것 중 하나입니다. 그럼에도 불구하고 새롭고 효과적인 도구 경로를 개발해야 하는 부담이 높습니다. Ball은 오늘날 "거의 모든 CAM 제공업체"가 자사 제품에 일종의 고효율 가공을 제공하며 이것이 없으면 경쟁할 수 없으므로 Seco Tools와 경쟁업체가 동등하게 고성능 절삭 공구를 개발해야 한다고 말했습니다.

Ball의 경우 이는 5, 6, 7 또는 9개의 플루트 버전을 쉽게 사용할 수 있는 기존의 4플루트 엔드밀을 훨씬 능가하는 플루트 수의 형태로 제공됩니다. 고급 밀링 전략을 위해 설계되고 최적화된 고속, 고이송, 고효율 및 고성능 커터도 점점 일반화되고 있으며, 절삭할 때 발생할 수 있는 채터 생성 고조파를 줄이기 위해 종종 가변 피치, 가변 나선 설계를 사용합니다. 분당 수백 인치의 강철 및 초합금.

확대

볼은 슬프게도 많은 매장이 아직 고효율 시장에 뛰어들지 않았다는 제안에도 불구하고 기계 기술자와 프로그래머가 개념과 적용 방법에 익숙해짐에 따라 이러한 전략이 점점 더 대중화되고 있다고 단언했습니다. "매일 점점 더 많은 사람들이 이 기술에 노출되고 있으며, 사이클 시간이 40% 이상 감소하는 것이 일반적이라는 사실을 알게 되면 더 많은 사람들이 참여하게 될 것입니다."

이에 대해 모든 것을 알고 있는 사람은 코네티컷주 톨랜드에 있는 Mastercam 개발자 CNC Software Inc.의 수석 시장 분석가인 Ben Mund입니다. 그는 앞서 언급한 Mastercam의 Dynamic Motion 기술이 계속해서 인기와 기능면에서 성장하고 있다고 말했습니다. 지난 1년 동안 기존 도구의 개선과 함께 다양한 새로운 도구 경로가 모두 금속 제거율을 높이거나 혼합 및 표면 처리 기능을 개선하는 것을 목표로 했습니다.”

Mund는 기계의 연식과 사용되는 커터 스타일에 관계없이 항상 생산성 향상이 가능하며 Dynamic Motion은 거의 보편적으로 적용할 수 있다고 말했습니다. "더 저렴한 절삭 공구나 저가형 CNC 기계를 사용하고 있기 때문에 흔들리지 않을 것이지만, 설정이 최적이 아닌 상태가 되면 이점이 확실히 줄어들 것입니다."

배럴 위

그는 황삭, 2D 머시닝 및 3D 반정삭 작업에 다이내믹 밀링을 사용할 때 그의 말이 사실이지만 Mastercam의 "가속 정삭"은 완전히 다른 상황임을 지적했습니다. 이 시나리오에서 원하는 결과를 얻으려면 일반적으로 공구 경로에 특정 커터 형상이 필요합니다.

이에 대한 한 가지 예는 원 세그먼트 도구 절단이라고도 하는 배럴 절단입니다. Mund는 Mastercam이 절삭 공구 제조업체와 적극적으로 협력하여 금형 제작, 의료 기계 가공 및 항공우주 마감 응용 분야에 사용할 이러한 "모양 커터"를 정의하고 테스트했다고 말했습니다. 이러한 도구를 통해 사용자는 기존 표면 처리 방법보다 "단시간에 매우 정밀한 마감재"를 생성할 수 있습니다.

그는 이 개방 정책이 마스터캠의 모든 소프트웨어 제품에 적용된다고 설명했다. "예를 들어, 우리는 몇 년 전에 Dynamic Motion 툴패스 엔진을 개발할 때 선도적인 절삭 공구 공급업체와 협력하기도 했습니다."라고 그는 말했습니다. "내부 테스트 중에 칩 컨트롤에 문제가 있었고 깊이에 빠르게 도달했기 때문에 커터 지오메트리에 약간의 수정을 가할 것을 제안했습니다."

결과적으로 절삭 공구 공급업체는 채터링이 없는 엔드밀 라인에 고속 팁을 추가하게 되었습니다. Mund와 그의 팀은 몇 가지를 배웠고, 이후 Mastercam 기능에 통합했습니다. Mund는 "이 두 가지 모두 하드웨어와 소프트웨어 제공업체 사이에 존재하는 시너지 효과의 좋은 예이며, 결과적으로 각 참가자는 훨씬 더 나은 제품을 얻게 됩니다."라고 말했습니다.

위대한 앞뒤로

텍사스 알링턴에 있는 Iscar Metals Inc.의 밀링 부문 국가 제품 관리자인 Thomas Raun은 보완 제품을 만드는 회사 간의 파트너십을 확고히 믿는 또 다른 사람입니다.
"지속적인 앞뒤가 있어야 합니다."라고 그는 말했습니다. “때로는 절삭공구 제조업체로서 우리의 발전을 이끄는 것은 그들의 소프트웨어 기능이며, 때로는 그 반대입니다. 어느 쪽이든, 우리는 고객의 생산성 향상을 의미하는 경우 CAM 개발자 및 공작 기계 제조업체와 함께 일할 수 있습니다."

Seco의 Ball이 언급했듯이 Raun은 절삭 공구 형상의 최근 개발 중 하나인 더 많은 플루트가 트로코이드 밀링의 가벼운 반경 방향 맞물림과 높은 이송 속도에서 직접 비롯되었다고 말했습니다. Iscar는 직경 1mm당 하나의 플루트가 있는 솔리드 초경 엔드밀을 제공함으로써 이 아이디어를 한 단계 더 발전시켰습니다. 이 공구는 고전적인 "치킨 또는 계란" 방식으로 대부분 트로코이드 밀링에만 효과적입니다.

"물론 고효율 밀링의 첫 단계를 밟고 나면 다음으로 금속 제거를 극대화하기 위해 더 큰 축 방향 맞물림을 찾게 될 것입니다."라고 그는 말했습니다. "이 때문에 절단 길이가 직경의 4배와 6배인 엔드밀을 보고 있습니다. 이러한 도구는 이전에 사용할 수 있었지만 주로 틈새 응용 분야용이었습니다. 이제 그들은 상당히 일반적입니다. 그러나 여기서 문제는 칩의 길이가 몇 인치일 수 있다는 것입니다. 그것들은 정말 빨리 쌓여서 가공 영역에서 치우기 어렵기 때문에 칩을 관리 가능한 조각으로 나누는 노치 홈이 있는 엔드밀을 개발해야 했습니다."

Iscar는 다른 방식으로도 소프트웨어 개발자와 협력하고 있습니다. Raun은 몇 년 전에 널리 사용되는 다양한 CAM 패키지에 포함하기 위한 도구 형상 및 절단 매개변수를 포함하는 라이브러리의 생성을 지적했습니다. 이렇게 하면 몇 번의 마우스 클릭으로 중요한 애플리케이션 데이터가 배치되고 더 이상 이러한 값을 수동으로 입력할 필요가 없기 때문에 기본적으로 도구 선택, 피드 및 속도 결정 프로세스를 "막대기"합니다.

그럼에도 불구하고 Raun은 이러한 값을 소금 한 알로 가져갈 것을 제안했습니다. "프로그래머는 일반적으로 고효율 밀링에 필요한 더 높은 이송 속도를 이해하지만 표면 속도 증가 가능성을 간과하는 경향이 있습니다."라고 그는 말했습니다. “좋은 경험 법칙은 10% 스텝오버를 사용할 때 권장 절단 속도를 두 배로 늘리고 5%에서 세 배로 늘리는 것입니다. 물론 이는 공작 기계에 따라 다릅니다. 많은 기계가 특히 더 작은 부품과 복잡한 형상에서 이러한 더 높은 스핀들 속도에서 적절한 칩 두께를 유지하는 데 필요한 이송 속도를 실제로 달성할 수 없기 때문입니다. 이 상황에서 공구 공급이 부족하여 마찰과 조기 마모가 발생합니다."

장난감

노스캐롤라이나주 샬롯에 소재한 Okuma America Corp.의 제품 전문가 관리자인 Wade Anderson에 따르면 이송 속도와 급이송 속도만을 기준으로 공작 기계를 구입할 때는 스프레드시트 이상의 것을 살펴보는 것이 좋습니다. 그는 Iscar의 Raun이 절대적으로 옳다고 말했습니다. 공작 기계 구매자가 최대 이송 속도 및 급이송 속도와 같은 값을 비교하는 차트에만 의존하여 구매 결정을 내릴 때 "절대적으로 골치아픈" 이유입니다. "어떤 상황에서도 스프레드시트를 보고 어떤 공작 기계가 가장 좋은지 증명할 수는 없습니다."라고 그는 말했습니다.

물론 장비 사양을 비교하는 것은 공작 기계 평가 프로세스의 필수 단계이지만, 기계의 패기를 진정으로 테스트할 수 있는 것은 칩이 날아가기 시작할 때까지입니다. 이것은 절단 도구 및 도구 경로가 반드시 필요한 것은 아니지만 가능한 한 재료를 사용하여 현실적인 테스트 절단을 통해서만 가능합니다. 작업장이 고효율 밀링 곡선에 완전히 적응하지 않는 한 모든 기계 데모에서는 작업장에 익숙하지 않을 수 있는 프로그래밍 방법, 공구 고정 및 절삭 도구를 소개할 가능성이 높습니다. 성공할 수 있습니다.

Anderson은 기계 제작자, CAM 시스템 및 절삭 공구를 똑같이 중요한 세 가지 구성 요소로 사용하여 삼각형으로 생각할 수 있다고 설명했습니다. "분명히 가공 방정식에 들어가는 워크홀딩 및 절삭유와 같은 다른 변수가 있지만 다른 변수가 추구하고 궁극적으로 능가해야 하는 혁신을 촉발시키는 경향이 있는 것은 이 세 가지입니다."라고 그는 말했습니다.

높은 이송 속도, 칩 박형화 및 트로코이드 밀링 전략을 활용하는 모든 응용 분야의 경우 Anderson은 이중 접촉 테이퍼 및 페이스 연결이 있는 우수한 스핀들 설계, 적절한 질량 및 칩 배출 특성에 필요한 기계 구조를 갖춘 머시닝 센터를 권장합니다. 높은 금속 제거율과 극한의 처리 속도를 지원할 수 있는 제어 기능을 제공합니다.

이 마지막 부분은 Raun이 이전에 언급한 것을 반복합니다. 즉, 특정 이송 속도를 프로그래밍한다고 해서 공작 기계가 이를 달성할 수 있다는 의미는 아닙니다. Anderson은 "Okuma의 경우 CAM 및 절단 도구 제공업체가 시장에 출시하는 모든 혁신을 처리할 수 있는 플랫폼을 제공하는 것이 중요합니다."라고 말했습니다. "이는 동적 모션 제어와 함께 제공되는 엄청난 양의 데이터를 처리할 수 있는 기계 제어 및 서보 시스템과 기계가 최대 잠재력에 도달할 수 있도록 하는 고급 가감속 및 저크 곡선을 의미합니다."

고려해야 할 수명도 있습니다. 역동적인 고속 밀링 시연을 보는 것은 한 가지입니다. 몇 년에 걸쳐 이러한 유형의 작업을 처리하는 것은 또 다른 문제입니다. Anderson은 "기계의 질량이 충분하지 않거나 스핀들 연결이 올바르지 않거나 제어 장치가 이를 따라갈 수 없으면 결과가 최적이 아닐 것입니다. 최신 기술의 잠재력을 완전히 실현하고 장기적으로 그렇게 하려면 모든 변수가 균형을 이루어야 합니다.”

안녕, 오랜 친구

올바른 공작 기계를 보유하면 한때 특수 응용 분야에만 적합하다고 여겨졌던 절삭 공구의 가능성이 열립니다. 펜실베니아 Saegertown에 있는 Greenleaf Corp.의 애플리케이션 엔지니어링 관리자이자 프로젝트 관리자인 Martin Dillaman은 세라믹이 이 범주에 속한다고 말했습니다.

"지난주에 우리는 지난 5~10년 동안 어떻게 공작 기계가 세라믹 절삭 공구를 따라잡았는지에 대해 논의했습니다."라고 그는 말했습니다. “더 높은 스핀들 속도와 더 높은 기계 강성 덕분에 우리는 이러한 도구를 과거보다 더 효과적으로 적용할 수 있습니다. 따라서 이제 더 많은 상점에서 우리 제품을 사용할 수 있을 뿐만 아니라 추가 개발 기회도 있습니다.”

Dillaman은 이러한 개발 중 몇 가지를 지적했으며, 그 중 많은 부분이 Greenleaf가 고객 및 CAM 제공업체와 협력하여 생성한 것입니다. 여기에는 밀링 작업과 관련된 충격을 더 잘 흡수할 수 있는 위상 강화 세라믹, 고전단 인덱서블 커터, 올해 후반에 출시되는 미세 피치 Excelerator 엔드밀 제품군, 회사의 Hushcut을 사용한 초경 절삭 공구 진출이 포함됩니다. 채터 감소 형상.

"우리는 고성능 밀링 전략으로 이동하는 고객의 수가 확실히 증가하고 있음을 확인하고 있으며 우리가 할 수 있는 모든 방법으로 고객을 지원하기 위해 노력하고 있습니다."라고 그는 말했습니다. "우리는 프로그래머 및 기계공과 함께 엔지니어링 부서에 맞춤형 솔루션을 요청하는 경우라도 절단 재료와 사용 중인 소프트웨어에 대한 최상의 가공 접근 방식을 개발하도록 도울 것입니다. 오늘날 많은 상점이 한계를 뛰어 넘고 있으며 가능한 한 최고의 성공을 제공하는 것이 우리의 임무입니다."