|
|
Внедрение HSM фрезерования в современном производстве |
 |
|
Внедрение современных высокопроизводительных станков с ЧПУ в производство невозможно без знания принципов высокоскоростной механической обработки (HSM — High Speed Machining) и сопутствующих ее освоению проблем.
Высокоскоростное резание за последние пять лет совершило революционный переворот в методах механообработки. Решающий фактор в оценке процесса HSM обработки — производительность станков, которые определяют стоимость производства и, таким образом, амортизацию инвестиций.
В мировом станкостроении сегодня наблюдается устойчивая тенденция создания станков, предназначенных для HSM обработки. Достижения в области технологии создания режущего инструмента позволили эффективно применять HSM обработку в различных отраслях. Технология CAM сегодня бурно развивается, чтобы удовлетворить специфические потребности в создании новых стратегий движения инструмента для HSM.
В процессе конструкторско-технологической подготовки производства, генерации данных и во время механообработки может быть обнаружено множество факторов, которые влияют на качество детали. Иногда скрытые, иногда очевидные; они воздействуют на точность и шероховатость поверхностей, а также на время обработки. Все эти критерии постоянно находятся во взаимосвязи, и с ними обычно сталкиваешься по мере их возникновения. Механообработка является заключительным звеном единой комплексной задачи, решение которой последовательно проходит через системы CAD, САМ и ЧПУ.
Технология HSM относится к числу наиболее прогрессивных и быстро развивающихся. Вместе с тем, этот вид обработки резанием является относительно новым технологическим процессом, и опыт его исследования в России весьма ограничен.
|
|
Подробнее...
|
Стратегии создания траекторий движения инструмента для HSM фрезерования |
|
Проблемы разработки САМ
Возможности программного обеспечения CAD/CAM являются ключевыми в обеспечении эффективной HSM обработки. Технология HSM начинается с создания соответствующих управляющих программ, поэтому с появлением HSM возникли новые требования к САМ системам и навыкам технологов-программистов. Качество управляющей программы в большой мере влияет на износ дорогостоящего станка, инструмента и качество работы.
Когда ведущие мировые производители оборудования и режущего инструмента предложили решения для использования новой технологии, разработчики САМ не спешили признать необходимость развития новых стратегий в процессах резания. В то же время были сделаны попытки развить возможности САМ в направлении удовлетворения требований HSM. При этом появились следующие вопросы:
- Каковы потенциальные проблемы разработки САМ для HSM?
- Каковы рыночные возможности нового САМ?
- Какие новые стратегии, отличные от стандартных методов обработки, должны быть развиты, чтобы удовлетворить производителей оборудования и инструмента для HSM?
- Может ли САМ оптимизировать траекторию движения инструмента для сохранения постоянного усилия резания при поддержании постоянной скорости резания и постоянной рабочей подачи?
Были определены следующие основные критерии разработки управляющих программ для HSM:
- условие сохранения постоянной толщины стружки;
- сопряжение по радиусу острых углов траектории для поддержания постоянной рабочей подачи и наилучших условий резания;
- плавное соединение концов траекторий при позиционировании.
|
|
Подробнее...
|
Режимы резания при HSM фрезеровании |
|
Параметры резания
Существуют некоторые основные определения и формулы вычисления рабочей подачи и скорости вращения шпинделя для механообработки. К тому же фирмы-производители режущего инструмента для HSM в своих каталогах обязательно указывают рекомендованные режимы резания. Вычисленные значения, данные каталогов и результаты своих экспериментов можно сортировать и заносить в таблицы, но они должны использоваться только в качестве ссылочных параметров.
Специалисты-производственники вообще имеют более богатый практический опыт и знание специфических свойств материала, который часто используют; можно только поощрить их желание оптимизировать подачу и скорость, как им подсказывает их накопленный опыт HSM.
Существует мнение, что HSM обработка должна выполняться с небольшими глубинами резания. Это было справедливо до недавнего времени, когда в САМ не были реализованы принципы HSM. Поэтому, уже имея современные станки с высокоскоростными шпинделями, жесткий и сбалансированный режущий инструмент, технологи-программисты были вынуждены проецировать HSM на старые стратегии создания траекторий обработки, имеющиеся в их распоряжении.
|
|
Подробнее...
|
Режущий инструмент для HSM обработки |
|
Характеристики режущего инструмента
В процессе, оптимизированном для HSM обработки, именно режущий инструмент наиболее часто служит причиной ограничения скорости резания и производительности.
Достижения в области технологии создания режущего инструмента сделали возможным осуществление HSM. Постоянные исследования и регулярные открытия в этой области дают надежду, что сдерживающий фактор, обусловленный ограниченными возможностями инструмента в сравнении с оборудованием, будет преодолен.
Стойкость инструмента при фрезеровании обусловлена материалом режущего инструмента, качеством поверхностного покрытия, точностью и особенностями геометрии. Характеристики режущего инструмента для HSM могут быть классифицированы следующим образом.
- Способность сопротивляться высоким механическим и тепловым воздействиям. Мелкозернистый карбид (размер частиц карбида от 1 до 0.4 микрона) с покрытием на основе карбида титана — это наилучшая комбинация, обеспечивающая износостойкость, сопротивление высокой температуре, низкий коэффициент трения и защиту от трения стружкой.
- Более точная геометрия, чем у обычного режущего инструмента. Значение предела точности (допуск) на диаметр 0.02 мм (.0007") и значение предела точности радиуса режущей кромки 0.01 мм (.0004") — вдвое меньше, чем предел точности обычного инструмента.
- Фрезы, предназначенные для HSM обработки закаленных сталей, имеют центральные стержни большего диаметра и более мелкие зубья, чем обычные фрезы. За счет этого инструмент обладает большей жесткостью, а значит — имеет лучшие характеристики сопротивляемости деформации и вибрации. Угол наклона спирали (длина режущей кромки) зуба должен быть наибольшим из возможных.
|
|
Подробнее...
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Статьи
