Homlokmarás

A homlokmarási műveletek közé tartoznak a következők:

• Általános homlokmarás
• Nagy előtolású marás
• Nehéz homlokmarás
• Simítás wiper lapkákkal

Általános homlokmarás

Milyen a sikeres homlokmarás?

A homlokmarás a leggyakoribb marási művelet, és rengeteg különféle szerszámmal el lehet végezni. A 45º-os belépési szögű marók a leggyakrabban használtak, de körlapkás marók, négyzetes lapkás marók, valamint palást- és homlokmarók is használatosak bizonyos műveletekben. Az optimális termelékenység érdekében ügyeljen arra, hogy a megfelelő marót válassza ki az adott művelethez (az alábbiakban tekintheti meg a szerszámválasztékra vonatkozó információkat).

Szerszámválaszték

A homlokmarók áttekintése

Az alábbi diagram mutatja be a különböző marási koncepciók alkalmazási területeit a fogásmélység (a_p) és a fogankénti előtolás (f_z) tekintetében.

A különböző belépési szögek következtében létrejövő forgácsolóerők iránya.

10–65°-os homlok- és süllyesztő marók

A marók ezen széles választékát főként homlokmarási műveletekhez használják, azonban a süllyesztőmaráshoz használható nagyon kis belépési szögű marók is ehhez a csoporthoz tartoznak.

45°-os marók

• Első számú választás általános célú felhasználás esetében
• A rezgések csökkentése nagy kinyúlások és gyenge összeállítások esetén
• A forgácselvékonyodást eredményező hatás nagyobb termelékenységet tesz lehetővé

90°-os marók

• Vékony falú alkatrészek
• Gyenge befogású alkatrészek
• Ahol 90°-os alakra van szükség

Körlapkás és nagy sugarú marók

A körlapkás marók nagyon sokoldalúak, kiváló mélyítési funkcionalitással rendelkeznek, és komoly igénybevételt jelentő homlokmarási, illetve profilmarási műveletekben is használatosak.

• Általános célú maró
• Legszilárdabb forgácsolóél
• Lapkánként több forgácsolóél
• Különösen megfelelő hőálló ötvözetek (ISO S) megmunkálásához.
• Lágy forgácsoló tulajdonság

A módszer kiválasztása – példa

Homlokmarás

Az alkalmazás módja

Felületek megszakított homlokmarása

Kerülje a megszakítóalakzatokon áthaladó marást

• Ha lehetséges, kerülje a megszakítóalakzatokon áthaladó marást (furatok vagy hornyok). Az ilyen megszakított forgácsolás jelentős terhelést jelent a szerszám forgácsolóéleire, mivel több belépést és kedvezőtlent kilépést jelentenek
• Alternatív megoldásként csökkentse az ajánlott előtolási sebességet 50%-kal a megszakítóalakzatokat tartalmazó munkadarab-területen, hogy a fogásból történő kilépéskor vékonyak maradjanak a forgácsok.

Vékony falú és elhajló szakaszok forgácsolása

• Vegye figyelembe a fő forgácsolóerők irányát a munkadarab és a befogás stabilitása tekintetében
• Axiálisan gyenge alkatrészek marásakor használjon 90°-os derékszögű sarokmarót, amely a forgácsolóerők jelentős részét axiális irányba tereli
• Alternatív megoldásként használjon lágyan forgácsoló homlokmarót
• Kerülje a 0,5–2 mm-es fogásmélységeket az axiális erők minimalizálása érdekében
• Használjon ritka fogosztású marót a lehető legkisebb számú forgácsolóél fogásban tartásához.
• Használjon éles, pozitív (-L) forgácsolóéleket a forgácsolóerők minimalizálásához
• Problémamegoldóként használjon differenciál fogosztású marót

Vékony szakaszok élletörése homlokmaróval

• A vékony falú szakaszok élein végzett műveletek esetében a marót a középponton kívülre kell helyezni. A forgácsolás simábbá válik, és a forgácsolóerők egyenletesebben oszlanak el a fal mentén, így csökken a rezgések kockázata
• Válasszon olyan marófogosztást, amely esetében bármely adott pillanatban egynél több lapka van a fogásban
• Használja a lehető leglágyabban forgácsoló lapkageometriát (lágy közepes helyett vagy közepes nehéz helyett)
• Válasszon kisebb lapkasugarat és rövidebb párhuzamos élszalagot a rezgések kockázatának csökkentéséhez a vékony falú alkatrészek esetén
• Használjon kis forgácsolási adatokat, kis fogásmélységet (a_p) és kis fogankénti előtolást (f_z)

Alkalmazások ellenőrzőlistája és tippek

Fogásba gördülés

• Vegye figyelembe a szerszámgép stabilitását, az orsó méretét és típusát (függőleges vagy vízszintes) és a rendelkezésre álló energiaellátást
• Használjon a munkadarabnál 20–50%-kal nagyobb maróátmérőt
• Vegye figyelembe a maximális forgácsvastagságot, amikor az optimális előtoláshoz elhelyezi a marót
• Pozicionálja a marót a középvonalon kívül a lehető legvékonyabb forgács eléréséhez a kilépésnél
• Alkalmazzon egyenirányú marást a jobb forgácsképzés érdekében, azaz a forgács folyamatosan vékonyodjon
• Programozza a marószerszámot úgy, hogy az begördüljön a fogásba, vagy csökkentse az előtolást az egyenletes belépéshez

Tartsa folyamatosan fogásban a szerszámot

• Alkalmazzon egyenirányú marást a jobb forgácsképzés érdekében, azaz a forgács folyamatosan vékonyodjon
• Kerülje a be- és kilépést a szerszámút programozásakor
• Kerülje a gyakori be- és kilépést a munkadarabból, amennyire lehetséges. Ez ugyanis kedvezőtlen feszültségeket okozhat a forgácsolóélen, rezgéseket okozhat. Javasolt olyan szerszámútvonalat programozni, amely fogásban tartja a szerszámot, a több párhuzamos fogás alkalmazása helyett. Irányváltáskor használjon körinterpolációt a szerszám mozgásban és folyamatos fogásban tartásához

Nagy előtolású marás

Milyen a sikeres nagy előtolású marás? Alumínium megmunkálásakor és bizonyos esetekben öntöttvas CBN- vagy kerámialapkákkal történő megmunkálásakor használhatók 1000 m/percnél nagyobb forgácsolási sebességek, amely nagyon nagy asztalelőtolást (vf) eredményez. Ezt a megmunkálási típust nagy sebességű megmunkálásnak (HSM) nevezik.

Rövid forgácsú anyagok (például szürkeöntvény) marásakor extra sűrű fogosztású homlokmaró használható, amely nagy asztalelőtolást eredményez. HRSA-anyagokban, ahol a forgácsolási sebesség normál esetben kicsi, egy extra sűrű fogosztás nagy asztalelőtolást eredményez.

Nagyon nagy fogankénti előtolással (legfeljebb 4 mm/fog) végzett homlokmarásra akkor van lehetőség, ha kis belépési szögű vagy körlapkás marót alkalmaz – ezek forgácsvékonyító hatásának köszönhetően. Habár a fogásmélység 2,8 mm alá korlátozott, az extrém nagy előtolásnak köszönhetően kiemelkedően termelékeny marási módszert jelent. Speciális, optimalizált marótermékcsaládok állnak rendelkezésre kis axiális fogásmélységgel végzett rendkívül nagy előtolású maráshoz. A kis belépési szög előfeltétele a lágyan fogácsoló nagy előtolás alkalmazásának

Szerszámválaszték

Nagy előtolású marók:

• A termelékeny nagy előtolású homlokmarók 10°-os belépési szöggel lehetővé teszik a nagyon nagy fogankénti előtolást, f_z
• Nagy előtolási sebességek kis fogásmélységgel, a_p
• Edzett acél nagy sebességű megmunkálásához optimalizált nagy pontosságú szerszámok
• Kontúrok és aszimmetrikus konfigurációk nagyolása és elősimítása rendkívül nagy előtolási sebességekkel

Megjegyzés: A körlapkás és a rádiuszmarók esetében az a_p értéket messze az ajánlott maximális érték alatt kell tartani a nagy előtolású maráshoz

Körlapkás marók:

• Megnövelt forgácsvékonyító hatás csökkentett axiális fogásnál
• Lágy forgácsoló tulajdonság
• Általános célú marók nehéz vagy könnyebb feltételekhez

Az alkalmazás módja

Marók kis belépési szöggel

A nagyon kis belépési szögű marók lehetővé teszik az előtolás (f_z) drámai mértékű növelését a forgácsvékonyító hatásnak köszönhetően, amikor az a_p kicsi.

A kis belépési szög drámaian csökkenti a maximális forgácsvastagságot. Ez lehetővé teszi a rendkívül nagy előtolási sebességek alkalmazását a lapkák túlterhelése nélkül.

Megjegyzés: Kerülje el azt, hogy 90°-os váll ellen mar, mert a kis megközelítési szög pozitív hatása elvész, azaz a fogásmélység drámaian megnő.

Mint mindig, az előtolási sebességet csökkenteni kell, és az adott feltételeknek megfelelően kell korrigálni a rezgések elkerülése érdekében, amelyek károsíthatják a lapkákat.

Körlapkás forgácsolószerszámok

A forgácsvastagság (hex) körlapkánként eltérő és a fogásmélységtől (a_p) függ. Körlapkás maróval végzett nagy előtolású marás során a fogásmélységet alacsonyan kell tartani (a lapkaátmérő (iC) max. 10%-a, különben csökken a forgácsvékonyító hatás, és csökkenteni kell az előtolást, lásd az ábrát).

Megjegyzés: Körlapkás marók alkalmazásakor falhoz/vállhoz közeledve fontos csökkenteni az előtolást, mert a fogásmélység hirtelen megnő.

Erős lapkák általános esztergáláshoz

Körlapkáknál a forgácsterhelés és a belépési szög a fogásmélységgel változik. A legjobb teljesítmény akkor érhető el, ha a fogásmélység kisebb mint 25% x lapkaátmérő (iC).

Nehéz homlokmarás

Milyen a sikeres nagyteljesítményű homlokmarás?

A nagyteljesítményű homlokmarási alkalmazások közé tartozik nagy méretű kovácsolt vagy melegen hengerelt előgyártmányok, öntvények és hegesztett szerkezetek nagyoló marása nagy portálmarókon, nagy teljesítményű marógépeken vagy megmunkálóközpontokon. Nagy mennyiségű anyagot kell leválasztani, ami nagy hőfejlődéssel és nagy forgácsolási erőkkel jár, és ez különleges követelményeket támaszt a marólapkákkal szemben:

• Nagy terhelés a fő forgácsolóélen teljes fogásmélységnél
• Kopás a lapkacsúcsnál az abrazív reve miatt, amikor a fogásmélység nullához közelít

A 60º-os belépési szög optimális a nagy teljesítményű marószerszámokhoz Ez a kialakítás a következőket nyújtja:

• Jó fogásmélység-kapacitás, viszonylag kiegyensúlyozott forgácsolóerők és forgácsvékonyító hatás, amely lehetővé teszi a nagyobb előtolások használatát
• A konstrukció axiális tűrése lehetővé teszi, hogy a lapka jelentős párhuzamos élszalaggal rendelkezzen, amellyel végül jó felületi minőség érhető el

Szerszámválaszték

60°-os nagy teljesítményű marószerszámok

• A kialakítása hatékony szerszámkezelést tesz lehetővé, ami rövid állásidőt és gyors, biztonságos lapkaváltást biztosít a gépben.
• Fogásmélység 18 mm-ig, nagy anyagleválasztáshoz egyenetlen, hullámos felületek megmunkálásához
• Nagy termelékenység – foganként 0,4–0,7 mm előtolás
• Széles párhuzamos élszalag, megfelelő elősimított felület
• Erős lapkasarok, ellenáll az abrazív felületi kéregnek kis fogásmélységek esetén
• Erős szerszám, biztonságosan alkalmazható nagy teljesítményt igénylő megmunkálásnál

45–90°-os közepes teljesítményű marószerszámok

• Közepes teljesítményű homlokmaró a leglágyabb forgácsolási hatással
• 6–8 mm-es fogásmélységek, 0,2–0,6 mm-es előtolási tartományban
• Nehéz feltételekhez nagyobb megmunkálóközpontok számára
• Használható wiper lapkákkal is jó minőségű felületek létrehozására
• Elsősorban ajánlott választás közepes teljesítményű homlok- és sarokmaráshoz

Nagy körlapkás marók

• Közepes teljesítményű maró erős élekkel a nehéz feltételekhez, például kérgek és megszakítások marása. A körlapkás geometria egyenletes forgácsolási műveletet eredményez.
• Nyolc forgácsolóél használható kedvező feltételek esetén
• 10 mm maximális fogásmélység. A maximális ajánlott forgácsvastagság széles tartományban változik egészen 0,55 mm-ig foganként, a lapkageometriától és a fogásmélységtől függően.

Az alkalmazás módja

Nagy igénybevételű alkalmazások esetén nagy lapkás, nagy átmérőjű marók használatosak. A forgácsolási sebesség normál, de nagy az a_p és f_z, nagy a_e értékkel kombinálva nagyon termelékeny.

Fogásvétel

Mivel a nagy teljesítményű marások esetén gyakoriak a nehéz körülmények, a fogásvétel gyakran kritikus tényező.

• Ha lehetséges, programozza úgy a szerszámutat, hogy a szerszám beforduljon a fogásba
• Ha nem lehetséges, akkor csökkentse az előtolást, amíg a maró teljesen be nem lép a fogásba

Marószerszám pozíciója és mérete

Nagy teljesítményű marás esetén, ahol több menetre van szükség egy nagy felület marásához, fontos a következőkre vonatkozó ajánlások betartása:

• Marószerszám pozíciója és fogásvétele
• Maró mérete a szerszámgép kapacitásához képest
• Kedvezőtlen kilépéseket elkerülő szerszámút

Ügyeljen a magas hőmérsékletekre

A komoly igénybevételt jelentő, nagy teljesítményű marás magas hőmérsékletekhez vezet Ha az alkatrész befogása mágnesasztalokkal történik, a létrejövő forgácsok gyakran a szerszám körül maradnak. Ez megszakított vagy részleges forgácselvezetést és a forgácsok újraforgácsolását eredményezi, ami veszélyes az éltartam szempontjából. Ennek elkerülése érdekében tartsa a munkaterületet forgácsmentesen. A fogásmélység növelésével közelítse a felületi érintkezési pontot a lapka erősebb fő éléhez, hogy elkerülje a sérülékeny lapkacsúcsok abrazív kéreghez vagy reveréteghez súrlódását.

Megjegyzés: Váltólapkás marószerszám beszerelésekor használjon védőkesztyűt a hő miatti sérülések elkerülése érdekében.

Simítás wiper lapkákkal

Hogyan érhető el sikeres felületi minőség homlokmarási műveletekben?

Kiváló felületi minőség érhető el standard lapkák és egy vagy kettő wiper lapka kombinációjával. A wiper lapkák nagy fordulatonkénti előtolással (f_n) működnek a legjobban a nagyobb átmérőjű marókban, extra szűk fogosztás és beállítási feltételek esetén.

A fordulatonkénti előtolás nagyjából a négyszeresére növelhető a jó felületi minőség megőrzése mellett. A legtöbb anyag homlokmarásánál használhatók wiper lapkák jó felületi textúra kialakításához – még kedvezőtlen körülmények között is.

Szerszámválaszték

A wiper élű lapkák különböző hosszúságokban kaphatók (Bs), és gyakran jobbos és balos verzióban is az egyes lapkák esetében. A legtöbb munkadarab anyaghoz elérhetők minőségek. Az adott lapkafészkek esetében gyakoriak az állítható lapkafészkek, ha a marótermékcsalád kifejezetten simítási műveletekhez készült, vagy kazettás megoldásokat kínál.

Az alkalmazás módja

Nagy homlokmaróval végzett simítási művelet során az előtolást (f_z) rendszerint kis értéken kell tartani. Wiper lapkás maró használata esetén azonban az előtolás 2–3-szorosára növelhető a felületi minőség feláldozása nélkül.

Tükörsimítás nagy előtolásnál

A: Csak standard lapkák

B : Egy wiper lapkával

C : f_n = előtolás/fordulat

• Ha f_n meghaladja a párhuzamos élszalag (Bs) hosszának 80%-át standard lapkákon, egy wiper él javíthatja a felület minőségét
• Ha a fordulatonkénti előtolás (f_n) nő nagy lapkaszámú, nagy átmérőjű marószerszámok esetén, lényegessé válik a wiper lapkák használata a felületi minőség megtartásához
• A marószerszám axiális ütése, amely az orsó dőlésétől, a marószerszám méretétől, a befogás és a maró beállítási pontosságától függ, befolyásolja a megmunkált felület hullámosságát. Az íves wiper élszalag kompenzálja ezt, és lépcsőmentes felületet hoz létre. A wiper élszalag 60%-ára kell korlátozni a fordulatonkénti előtolást.
• A wiper élszalag kb. 0,05 mm-re nyúlik túl a lapkák alá, ha fix lapkafészkekkel ellátott marószerszámba szerelik. A kazettás kialakítású marószerszámoknál a wiper él nagy pontossággal állítható be erre a pozícióra. A túlnyúlás a wiper lapkákat a hagyományos lapkáknál nagyobb terhelésnek teszi ki, és ez rezgésekhez vezethet. Ezért a wiper lapkákat könnyű megmunkálásra, korlátozott fogásmélységekre és korlátozott számban érdemes használni.
• A fogásmélységnek kicsinek kell lennie az axiális erők korlátozására és a rezgésveszély csökkentésére. Simításnál az ajánlott axiális fogásmélység 0,5–1,0 mm.
• Különös gonddal kell eljárni a wiper lapka felszerelésénél a hosszú élének megfelelő pozicionálása érdekében.

Példa:

• A párhuzamos élszalag Bs szélessége a lapkán 1,5 mm.
• A marószerszámban 10 lapka van, és a fogankénti f_z előtolás 0,3 mm. A fordulatonkénti f_n előtolás 3 mm lesz, azaz a párhuzamos élszalag hosszának kétszerese
• A megfelelő felületi minőség biztosításához a fordulatonkénti előtolás az 1,5 mm maximum 80%-a lehet, azaz 1,2 mm
• A megfelelő wiper lapka kb. 8 mm szélességű párhuzamos élszalaggal rendelkezik
• Eredmény: A fordulatonkénti előtolás 1,2 mm-ről a 8 mm 60%-ára növelhető, azaz 4,8 mm-re

Megjegyzés: Figyelembe kell venni a többi korlátozó tényezőt is, például a gép teljesítményét.

Alkalmazások ellenőrzőlistája és tippek

A „tükörfelület” létrehozásához további javaslatok:

• Használjon nagy forgácsolási sebességet és/vagy fémkerámia lapkákat fényes felület létrehozásához
• Használjon hűtő-kenő folyadékot vagy olajködöt a tapadó ISO M- és S-anyagokhoz
• PVD-bevonatú lapkák éles éllel és 0,5–0,8 mm-es a_p értékkel hozzák létre a legjobb felületi minőséget
• Próbálja meg ugyanazt a minőséget használni a wiper lapkáknál, mint a forgácsolólapkák esetében