A nagy sebességű CNC megmunkálás, röviden nagy sebességű megmunkálás (angol rövidítéssel HSM) a fémipar egyik megmunkálási eljárása, amely a hagyományos eljárásokhoz képest növeli a megmunkált alkatrészek hatékonyságát, pontosságát és minőségét.
Mi a nagy sebességű megmunkálás?
Ezt az eljárást a forgácsolóműhelyek egyre szélesebb körben alkalmazzák, mert jelentős előnyökkel jár. Amellett, hogy az alkatrészek pontosabbak és nő a hatékonyság, bizonyított, hogy a technológia lerövidíti a gyártási időt, és nem igényel jelentős emberi beavatkozást. Ennek köszönhetően a gyártási költségek és a szállítási határidők is jelentősen csökkennek.
A nagy sebességű megmunkálás számítógépes számjegyvezérléssel (CNC) történik; így a folyamatok automatizáltak, és minimális kezelői beavatkozást igényelnek. De mit jelent pontosan a nagy sebességű CNC? Fontos tisztázni, hogy a nagy sebességű megmunkálás egyetlen műveletben, de több művelet kombinációjaként is végezhető – ez az alkalmazott géptől függ.
A fogalom vonatkozhat a forgácsolósebességre, a főorsó-fordulatszámra, az előtolási sebességre vagy a forgácsleválasztási teljesítményre. A nagy sebességű megmunkálás jellemzője, hogy a főorsó 3000–6000 ford./perc fordulatszámot ér el, 25–30 milliméteres átmérő mellett; a sebességek tekintetében kiemelendő, hogy ezek az eljárások a hagyományos módszereknél öt-tízszer nagyobb forgácsolósebességgel képesek dolgozni.
Az ilyen megmunkálásoknál a fogásmélység és a forgácsolósebesség, valamint az előtolás a megmunkálandó alkatrésztől (alak, anyag stb.) függ.
A nagy sebességű CNC alkalmazási területei
A fémiparban nagyon fontos szerepet játszik a megmunkálandó anyag. Nem mindegy, hogy alumínium, acél vagy titán alkatrészt munkálunk meg; az anyag keménysége és a munkadarab méretei is befolyásolják a folyamatot. A nagy sebességű CNC egyik nagy előnye azonban, hogy bármilyen alkatrész megmunkálására alkalmas. Az erre képes gépek sokoldalúsága miatt számos iparágban elterjedtek.
A fémipar mellett a nagy sebességű CNC megmunkálást a repülőgép- és űriparban, valamint a szerszám- és formagyártásban is alkalmazzák. Mindkét iparágban nagy szilárdságú fémeket, például titánt, rozsdamentes acélt és alumíniumot munkálnak meg. A szerszám- és formagyártásban például nagy mennyiségben kell gyártani ezeket az elemeket, vagyis sorozatgyártásról van szó. Ezért itt különösen ajánlott a nagy sebességű megmunkálás.
A nagy sebességű megmunkálás előnyei
A nagy sebességű CNC számos előnnyel jár a fémipar számára. Először is a nagy fogásmélységű, alacsony forgácsolósebességű megmunkálást (amely a hagyományos forgácsolásban megszokott) kisebb fogásmélységű, nagyobb sebességű megmunkálással váltja fel; így nagyobb mennyiségű forgács választható le. A nagy forgácsolósebesség csökkenti a forgácsolóerőket és a forgács méretét is.
A kisebb forgácsolóerőknek köszönhetően nagyon vékony falvastagságok is megmunkálhatók, akár 0,2 milliméterestől kezdve. Ez a megmunkálási mód emellett sokkal nagyobb kontúrpontosságot biztosít, és javítja a munkadarab felületi minőségét. A nagy sebességű CNC révén a folyamat során keletkező hő szinte teljes egészében a forgáccsal távozik, ráadásul csökken a súrlódási tényező a forgács és a forgácsolószerszám között.
További előnye, hogy igen kemény acélok is megmunkálhatók, és nő a forgácsolószerszám éltartama. Végül, ahogy már említettük, csökken a gyártási idő, ezáltal rövidülnek a szállítási határidők; nincs szükség a kezelők folyamatos jelenlétére, ami szintén csökkenti a gyártási költségeket.
Milyen legyen a nagy sebességű megmunkálásra alkalmas gép?
Ahhoz, hogy a nagy sebességű CNC megmunkálás minden előnye kiaknázható legyen, a gépnek és szerszámainak bizonyos követelményeknek kell megfelelniük. A berendezésnek képesnek kell lennie a szükséges sebességek elérésére, valamint a kívánt kontúr előállítására. Emellett a gépbe épített CNC vezérlésnek képesnek kell lennie arra, hogy előre tervezze a forgácsolószerszámok pályájának változásait; például nagyon gyorsan váltson fúrás és esztergálás között, vagy a kívánt szögbe forgassa a munkadarabot.
Az orsófejben lévő szerszámoknak nagyon kopásállónak és az adott művelethez megfelelőnek kell lenniük. Végül a nagy sebességű megmunkáláshoz elengedhetetlen olyan CAM és CAD szoftverek használata, amelyek az ilyen megmunkáláshoz megfelelő terveket és stratégiákat tudnak létrehozni.