• Главная

 

курсы валют
Доллар США 59.0823 -0.16
Евро 68.0037 -0.27

Дата: 21.07.2017

 


 

Задать вопрос консультанту он-лайн.

Мы делаем поставки во все регионы России и ближнего зарубежья:

  • Москва
  • Минск
  • Алматы
  • Архангельск
  • Астрахань
  • Барнаул
  • Белгород
  • Брянск
  • Великий Новгород
  • Владимир
  • Волгоград
  • Воронеж
  • Екатеринбург
  • Иваново
  • Ижевск
  • Иркутск
  • Казань
  • Калининград
  • Калуга
  • Кемерово
  • Киров
  • Кострома
  • Краснодар
  • Красноярск
  • Курск
  • Липецк
  • Мурманск
  • Набережные Челны
  • Нижний Новгород
  • Новокузнецк
  • Новосибирск
  • Омск
  • Орел
  • Оренбург
  • Пенза
  • Пермь
  • Петрозаводск
  • Псков
  • Ростов-на-Дону
  • Рязань
  • Самара
  • Санкт-Петербург
  • Саратов
  • Смоленск
  • Ставрополь
  • Сыктывкар
  • Тверь
  • Томск
  • Тольятти
  • Тула
  • Тюмень
  • Ульяновск
  • Уфа
  • Чебоксары
  • Челябинск
  • Ярославль

ООО Инженерный Консалтинг

Внедрение HSM фрезерования в современном производстве

Печать

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.

Явление HSM

HSM обработка — одна из современных технологий, которая, по сравнению с обычным резанием, позволяет увеличить эффективность, точность и качество механообработки. Ее отличительная особенность — высокая скорость резания, при которой значительно увеличивается температура в зоне образования стружки, материал обрабатываемой детали становится мягче, и силы резания уменьшаются, что позволяет инструменту двигаться с большой рабочей подачей.

Первое официальное объяснение явления HSM было предложено Карлом Саломоном в 1931 году. Он предположил, что при некоторой скорости резания, которая является в несколько раз выше, чем при обычной механообработке, теплопередача от стружки к инструменту начинает уменьшаться. Невозможно (даже сегодня) в полной степени проверить теорию, предложенную Карлом Соломоном, и мы можем опираться только на результаты недавно осуществленных экспериментов и материалы конференций по HSM, регулярно проводимых за рубежом.

Эффект HSM обуславливается структурными изменениями материала (из-за пластических деформаций, осуществляемых с большой скоростью) в месте отрыва стружки. При повышении скорости деформаций силы резания первоначально растут, а потом, с достижением определенной температуры в зоне образования стружки, вдруг начинают существенно снижаться. Самое замечательное, что время контакта режущей кромки с заготовкой и стружкой так мало, а скорость отрыва стружки столь высока, что большая часть тепла, образующегося в зоне резания, удаляется вместе со стружкой, а заготовка и инструмент просто не успевают нагреваться. Данный эффект известен давно. Поэтому в прошлом станочники иногда предварительно нагревали трудно обрабатываемые заготовки (например, из титанового сплава).

Формирование стружки — наиболее важный аспект HSM. Как известно, во время формирования стружки, 80% тепла образуется в зоне механической деформации материала, 18% — в зоне контакта стружка-инструмент, и 2% — в зоне трения режущей кромки инструмента о материал.

Как же происходит процесс теплообмена в зоне резания? Исследования, проведенные во время HSM обработки с правильно подобранными параметрами, показали, что 75% произведенного тепла отводится со стружкой, 20% — через инструмент, и 5% — через обрабатываемую деталь (см. рисунок).

Image

Распределение температуры в зоне резания при HSM

Отсюда следует один из наиболее важных принципов теории HSM обработки: наибольшее количество произведенного тепла отводится вместе со стружкой.

HSM — это не просто механообработка с высокой скоростью резания. Это процесс, когда операции обработки (от черновой до финишной, и далее — до суперфинишной) выполняются очень специфическими методами на специальном оборудовании.

Наиболее полно принципы и возможности HSM реализуются при 5-ти осевом фрезеровании. Поэтому, в недалеком будущем HSM будет рассматриваться как 5-ти осевая механическая обработка, так как позволяет обрабатывать труднодоступные поверхности более эффективно, используя инструмент с меньшим вылетом. Единственная причина, почему 5-ти осевое фрезерование широко не применялась до настоящего времени — это то, что электродвигатели роторного типа часто не могут обеспечить крутящий момент, необходимый для тяжелого фрезерования. Но это не служит ограничением для процесса HSM, осуществляемого с небольшими силами резания.

Области применения HSM

HSM обработка используется, главным образом, в трех секторах промышленности.

Первая отрасль — промышленность, которая имеет дело с механообработкой алюминиевых сплавов для производства компонентов автомобилей, корпусов для приборов или медицинских устройств. Эта промышленность нуждается в высокопроизводительном процессе удаления металла, потому что технологический процесс состоит из многих операций механообработки.

Вторая отрасль — авиационно-космическая промышленность, в которой производится механообработка крупногабаритных деталей из алюминиевых сплавов, часто с тонкими стенками. Экономически выгодно выполнить все операции обработки за одну установку.

Третья отрасль — инструментальная промышленность, в которой требуется производить чистовую обработку твердых материалов. В этой отрасли важно обработать детали с высокой скоростью и сохранить при этом высокую точность. Используя HSM, можно перепланировать процесс производства за счет сокращения стадий фрезерования электродов (ECM) и электроэрозионной обработки (EDM).

Более подробно явление HSM описано в ряде статей журнала "CADCAMCAE Observer" Часть 1, Часть 2, Часть 3, Часть 4

 
     

© ООО "Инженерный консалтинг", 2003-2013, +7 (495) 995-96-96, 287-31-31, +7 (499)670-95-50 info@e-consul.ru

    Успешный поставщик