|
|
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.
Сейчас же при применении HSM параметры резания варьируются довольно широко, в зависимости от обрабатываемого материала (см. таблицы). Небольшие глубины резания характерны только для HSM обработки труднообрабатываемых материалов. Приведем в качестве примера результаты опроса шести ведущих германских экспертов в области резания и специалистов авиационной промышленности относительно сравнения высокоскоростной (НSМ) и высокопроизводительной (НРМ — High Performance Machining) обработки. По мнению экспертов, НРМ (обработка с большими глубинами резания) имеет существенно больший потенциал экономии времени обработки.
Опытные HSM параметры резания (R — черновая обработка, F — финишная):
| Материал
(в соответствии с классификацией СМС)
|
Скорость резания (м/мин) |
| Твердость |
Обычная обработка |
HSM — R |
HSM — F |
| Сталь 01.2 |
150 HB |
<300 |
>400 |
<900 |
| Сталь 02.1/2 |
330 HB |
<200 |
>250 |
<600 |
| Сталь 03.11 |
300 HB |
<100 |
>200 |
<400 |
| Сталь 03.11 |
39–48 HRc |
<80 |
>150 |
<350 |
| Сталь 04 |
48–58 HRc |
<40 |
>100 |
<250 |
| GCI 08.1 |
180 HB |
<300 |
>500 |
<3000 |
| Алюминий |
60–75 HB |
<1000 |
>2000 |
<5000 |
| Цветные сплавы |
100 HB |
<300 |
>1000 |
<2000 |
Типичные параметры резания для монолитных твердосплавных концевых фрез с покрытием Ti (C, N) или TiAlN для закаленной стали ( HR с 54–58):
| Тип обработки |
скорость резания
vc (м / мин) |
глубина резания
ap (%)* |
ширина резания
ae (%)* |
подача на зуб
fz (мм / зуб) |
| Черновая |
100 |
6–8 |
35–40 |
0,01 – 0,1 |
| Получистовая |
150–200 |
3–4 |
20–40 |
0,05–0,015 |
| Финишная и суперфинишная |
200–250 |
0,1–0,2** |
0,1–0,2** |
0,02–0,2 |
| * |
– в % от диаметра фрезы |
| ** |
– в мм |
|
Для большинства материалов, подача на зуб, вычисляемая по формуле (fz = 0.01 ґ D) – превосходное начальное значение для обработки труднообрабатываемых материалов. Эта подача должна быть увеличена или уменьшена в зависимости от полученного на практике результата, но ее значение должно остаться в пределах следующего диапазона:
0.005 ґ D < fz < 0.015 ґ D (мм), где D – номинальный диаметр фрезы.
Скорость резания при обработке разных типов материалов:
| Материал |
скорость резания, (м / мин) |
охлаждение |
| Алюминий |
1000 – 5000 |
СОЖ или масляный туман |
| Латунь |
1000 – 2500 |
СОЖ или масляный туман |
| Медь |
600 – 1500 |
СОЖ или масляный туман |
| Титановый сплав |
100 – 200 |
СОЖ или масляный туман |
| Графит |
1000 – 4000 |
Сжатый воздух |
| Углеродистые волокна |
250 – 500 |
Сжатый воздух |
| Пластмассы |
300 – 1000 |
Сжатый воздух |
| Стали |
300 – 700 |
СОЖ или масляный туман |
| Чугун |
500 – 750 |
СОЖ или масляный туман |
| Жаропрочная сталь (инконель) |
75 – 100 |
СОЖ или масляный туман |
| Значения должны быть уменьшены на 30–50% при использовании монолитных твердосплавных концевых фрез удлиненной серии (2L) |
Высокоскоростная механическая обработка часто происходит без охлаждающей эмульсии. Геометрия высокоскоростной фрезы рассчитана с условием далекого отброса стружки. Что касается остального, то для инструмента лучше постоянная высокая температура, чем ее колебания, которые может вызвать охлаждающая эмульсия. Охлаждающийся эффект эмульсии не востребован в процессе HSM, но эффект смазывания достаточно эффективен. При обработке вязких материалов (алюминиевые сплавы или мягкая сталь) охлаждающая эмульсия помогает скольжению стружки по режущей кромке без теплообмена. Также можно применить охлаждающую эмульсию при резании сферическим инструментом, когда происходит резание концом фрезы, а скорость резания в оси инструмента равна 0. При резании на очень малой глубине горячий материал может привариться к инструменту, что скажется на качестве обработанной поверхности. Охлаждающая эмульсия (или масляный туман) минимизирует этот эффект. Целесообразность использования охлаждающей эмульсии на водной основе при HSM обработке увеличивается с уменьшением скорости резания. |
|
|
|
|
Статьи 
