Yüksek hızlı işleme teknolojisi: ilkeler, takım yolu optimizasyonu ve endüstriyel uygulamalar
soyut
Yüksek Hızlı İşleme (HSM), basit bir iş mili hızı artışı değil, takım tezgahı dinamiklerini, takım malzemelerini, kesme stratejilerini ve CAM yol planlamasını içeren eksiksiz bir teknik sistemdir. Temel amacı, malzeme kaldırma oranını (MRR) büyük ölçüde iyileştirmek ve işleme doğruluğunu sağlamak için küçük kesme derinliği, yüksek hız ve büyük besleme yoluyla kesme kuvvetini azaltmaktır. Yüksek hızlı kesimin fiziksel özünden başlayarak, bu makale "talaş inceltme etkisi" ve "sabit kesme açısı" ilkesinin teorik temelini derinlemesine açıklıyor ve takım malzemelerinin (nano kaplama, PVD kaplı çimentolu karbür) ve yüksek hızlı işleme için uygun sap sisteminin (HSK ısıyla daralan sap) teknik gereksinimlerini sistematik olarak analiz ediyor. CAM düzeyinde, sikloid frezeleme, helisel kesme ve pürüzsüz geçiş yolu gibi yüksek hızlı takım tezgahları için takım yolu stratejileri tartışılır ve otomatik besleme hızı ayarı ve hızlanma ileri kontrolünün teknoloji uygulaması verilir. Örnek olarak otomobil kapak kalıplarının yüksek hızlı işlenmesini alarak, işleme verimliliğine ve yüzey kalitesine ilişkin karşılaştırmalı veriler sağlanır. Son olarak, ince duvarlı parçaların, demir dışı metallerin ve sertleştirilmiş çeliğin işlenmesinde yüksek hızlı kesimin en iyi uygulamaları tartışılır ve teknisyenler için çalıştırılabilir Parametre Penceresi sağlanır.
İlk olarak, yüksek hızlı kesim: Tanım ve fiziksel doğa
Yüksek hızlı kesme kavramı ilk olarak Alman bilim adamı Carl Salomon tarafından önerildi ve teorik hipotezi, kesme hızı belirli bir kritik değeri aştığında bunun yerine kesme sıcaklığının düştüğünü savunuyor. Bu belirli dönüm noktası birçok malzemede tam olarak doğrulanmamış olsa da, yüksek hızlı kesim gerçekten de endüstride devrim niteliğinde değişiklikler getirdi: azaltılmış kesme kuvveti, daha yumuşak talaş oluşumu ve iş parçasına giren daha düşük bir ısı oranı.
Aslında, yüksek hızlı kesim, alüminyum alaşımları için 1000-7000 m / dak kesme hızı olarak tanımlanır; çelik parçalar için 300-800 m / dak; ve sertleştirilmiş çelik için 150-300 m / dak (HRC 50 'nin üzerinde). Yüksek hızlı kesimin ayırt edici özellikleri şunlardır: küçük bir radyal kesme derinliği (genellikle takım çapının% 3-10' u), orta bir eksenel kesme derinliği, ancak son derece yüksek bir ilerleme hızı (20 m / dak veya daha fazlasına kadar). Bu "tabaka sıyırma" kesimi, kesme kuvvetinin esas olarak eksenel yönde uygulanmasına izin vererek yanal deformasyonu azaltır ve özellikle ince duvarlı yapılar için uygundur.
Talaş inceltme etkisi ve sabit kesme açısı yolu
Yüksek hızlı kesimi anlamak için "talaş inceltme etkisine" hakim olmak gerekir. Küçük bir radyal kesme derinliği (örneğin alet çapı 10 mm, radyal kesme derinliği 0,5 mm) kullanırken, talaşların maksimum kalınlığı diş başına beslemeden daha azdır. İstenen talaş kalınlığını korumak için (aletin aşırı ısınmasını önlemek için) besleme hızı artırılmalıdır. Formül: gerçek maksimum talaş kalınlığı = diş başına besleme sin (kesme açısı). Kesim açısı, kesme / takım çapının radyal derinliğinin oranına bağlıdır. Bu etki, termal yük sabitini korurken besleme hızında önemli bir artış sağlar.
Buna dayanarak, yüksek hızlı kesme CAM yolunun temel prensibi, sabit bir radyal kesme derinliğini, yani sabit bir kesme açısını korumaktır. Bu amaçla, bir sikloidal freze stratejisi geliştirildi: takım bir yay yörüngesi boyunca hareket eder ve oluk frezelemede veya dar kavite işlemede bile radyal kesme derinliği sabit kalır. Bu strateji, takım ısısını şok üniform hale getirir ve ömrü önemli ölçüde uzatır.
Üç, yüksek hızlı işleme takım sistemi ve takım tezgahı gereksinimleri
Yüksek hızlı kesme, takımlara ve takım tutuculara son derece yüksek talepler getirir. Geleneksel BT takım tutucuların 20.000 rpm 'nin üzerindeki santrifüj genleşmesi, takım düşmesine yol açabilir. HSK takım tutucular (içi boş kısa koniler), çift taraflı temas yapıları nedeniyle yüksek hızlı iğler için daha uygundur. Isıyla daralan veya hidrolik takım tutucular daha iyi dayak doğruluğu sağlar (
Takım tezgahları açısından, yüksek rijitlikli yataklar (örneğin polimer beton), lineer makaralı kılavuzlar, yüksek güçlü elektrikli iğler (≥30kW, 30.000 rpm 'nin üzerinde) ve hızlı yanıt veren servo tahrikler gereklidir. Özellikle önemli olan hızlanma ve sarsıntı kontrolüdür - yüksek hızlı işleme yolunda çok sayıda küçük hat parçası vardır ve makine titreşimini önlemek için kontrol sisteminin yüksek hızlı bir sınır işlevine sahip olması gerekir.
IV. CAM yüksek hızlı işleme stratejisi ve yol yumuşatma
Geleneksel "tırtıklı" eşzamanlı ofset takım yolu, yüksek hızlı kesim için uygun olmayan ani yük değişiklikleri ve keskin yön dönüşleri üretecektir. Modern CAM, özellikle HSM için aşağıdaki teknolojileri geliştirmiştir:
Sabit yükseklikli spiral işleme: Z düzlemi boyunca katman katman spiral, pürüzsüz ve sürekli besleme ve çıkış.
Sikloidal oluk frezeleme: Daha önce de belirtildiği gibi, derin oluk talaşı çıkarma zorluğunu etkili bir şekilde çözer.
Sabit Yük Bağlantısı: Keskin dik açılar yerine alan bağlantılarında otomatik yay veya S şeklinde geçişler kullanılır.
Otomatik besleme hızı ayarı: iş mili gücünü sabit tutmak için kesme hacminin değişmesine bağlı olarak besleme hızını gerçek zamanlı olarak ayarlayın.
Yol yumuşatma filtresi: Küçük çizgi parçaları, NURBS eğrilerinde simüle edilir ve kontrolör, hızlanma etkisini azaltmak için doğrudan interpolasyon gerçekleştirir.
Bosch NX 'in "Uyarlamalı Frezeleme" ve Mastercam' ın "Dinamik Frezeleme", sabit kesme açıları kavramına dayanan temsili stratejilerdir.
Durum: Otomobil kapı paneli kalıplarının yüksek hızlı işlenmesi
Büyük bir otomobil kapı paneli enjeksiyon kalıbı (malzeme P20, sertlik HRC32, boşluk boyutu 800500200mm). Geleneksel işlem: Ø 20mm bilyalı kafa bıçağı, S8000, F1500, radyal kesme derinliği 6mm, kaba işleme döngüsü 32 saat. Yüksek hızlı işlem: Ø 12mm süper sert kaplamalı düz tabanlı bıçak, S18000, F6000, radyal kesme derinliği 0,8 mm, döngüsel dinamik frezeleme kullanın. Kaba işleme sadece 9,5 saat sürer, takım ömrü 3 kat artar ve sonraki yarı finisaj payı tekdüzedir, manuel parlatma gerekmez. Son işlenmiş yüzey pürüzlülüğü Ra1.8μm 'den Ra0.6μm' ye düşürülür.
VI. Sonuç
Yüksek hızlı kesim, programlama düşüncesinde genel bir değişiklik gerektirir: "ağır kesme derinliği ve düşük hızdan" "hafif kesme yüksek ve ultra yüksek hıza". HSM 'nin başarılı bir şekilde uygulanması, özellikle çekirdekte sabit kesme açılarıyla takımların, takım tezgahlarının, CAM' ın ve kontrollerin işbirlikçi optimizasyonunu gerektirir. Kalıplar, ince duvarlı parçalar ve difficult-to-machine malzemeler için yüksek hızlı kesim, rekabet gücünü artırmak için standart bir uygulama haline geldi.
BQUQ profesyonel bir CNC üretim uzmanıdır, lütfen bize çizimleri gönderin, şirketimiz 12 saat içinde size teklif verecektir.
