Úvod do-vysokorýchlostného obrábania (HSM) - Novinky

Vysokorýchlostné{0}}obrábanie (HSM)je pokročilá technológia rezania, pri ktorej sa materiály obrábajú výrazne vyššími reznými rýchlosťami a rýchlosťami posuvu ako pri konvenčnom obrábaní. Nejde len o rýchlejší chod vretena; je to sofistikovaný systém, ktorý kombinuje vysoké rýchlosti vretena, rýchle rýchlosti posuvu, malú hĺbku rezu a špecializovaný CNC prístup na dosiahnutie pozoruhodného nárastu produktivity, presnosti a kvality povrchu.

Základný princíp: „Sweet Spot“

Základnou myšlienkou HSM je odstraňovať materiál záberom menšej časti rezného nástroja s obrobkom (malá hĺbka rezu), ale jeho pohybom po povrchu veľmi vysokou rýchlosťou. To umožňuje, aby sa teplo odvádzalo s trieskou skôr, ako sa môže preniesť do obrobku alebo nástroja a poškodiť ho. To je v kontraste s konvenčným obrábaním, ktoré často používa nižšie rýchlosti, hlbšie rezy a generuje viac tepla a tlaku nástroja.

Kľúčové vlastnosti HSM

Vysoké rezné rýchlosti (SFM alebo m/min):Rýchlosti vretena sa môžu pohybovať od 10 000 do viac ako 60 000 otáčok za minútu a niekedy dokonca vyššie v porovnaní s niekoľkými tisíckami otáčok za minútu pri konvenčnom obrábaní.

Vysoké rýchlosti posuvu (IPM alebo mm/min): Nástroj sa pohybuje po obrobku veľmi rýchlo, aby sa udržalo rovnomerné zaťaženie trieskami.

Nízka radiálna hĺbka rezu (krok):HSM zvyčajne používa veľmi ľahké rezy, často len malé percento priemeru nástroja.

Vysoká axiálna hĺbka rezu (pre určité operácie):Aj keď je šírka rezu malá, nástroj môže často bežať po celej dĺžke drážky, čo mu umožňuje efektívne obrábať hlboké prvky.

Špecializované CNC ovládače: HSM vyžaduje CNC riadiace jednotky s extrémne vysokou rýchlosťou spracovania, aby zvládli zložité dráhy nástroja a rýchle zmeny smeru bez prestávky (jav známy ako „značky zotrvania“).

Kľúčové výhody a výhody

Prechod na HSM ponúka niekoľko významných výhod:

Výrazne skrátený čas obrábania: Kombináciou vysokých rýchlostí a rýchlych rýchlostí posuvu sa rýchlosť úberu materiálu výrazne zvyšuje, čo vedie ku kratším výrobným cyklom.

Špičková povrchová úprava:Ľahké a rýchle rezy vedú k oveľa hladšiemu povrchu, čo často eliminuje alebo znižuje potrebu sekundárnych dokončovacích operácií, ako je ručné leštenie alebo brúsenie.

Vyššia presnosť a menšie čiastočné skreslenie:Pretože sa do dielu prenáša veľmi málo tepla, tepelná rozťažnosť a deformácia sú minimalizované. To je rozhodujúce pre výrobu jemných komponentov v leteckom a lekárskom priemysle.

Schopnosť obrábať tenké-stenové diely:Nízke rezné sily zabraňujú vychýleniu tenkých prvkov alebo ich vibráciám počas obrábania.

Predĺžená životnosť nástroja (v niektorých prípadoch): Hoci nástroje bežia pri vysokých rýchlostiach, znížené teplo a nižšie rezné sily na zub môžu viesť k menšiemu opotrebovaniu a predĺženiu životnosti nástroja-za predpokladu, že sa použijú správne parametre.

Základné požiadavky na HSM

Implementácia HSM nie je taká jednoduchá ako zvýšenie rýchlosti na štandardnom stroji. Vyžaduje si to plne integrovaný systém:

CNC stroj schopný HSM-: Stroj s-vysokofrekvenčným vretenom, vysoko{1}}presnými guľôčkovými skrutkami, pevným rámom na tlmenie vibrácií a rýchlymi servopohonmi.

Špecializované nástroje na rezanie: Nástroje musia byť dokonale vyvážené, často používajú karbid alebo pokročilé materiály, ako sú CBN alebo PCD, a musia byť navrhnuté so špecifickými geometriami pre vysokorýchlostné-aplikácie.

CAM softvér pre HSM: Softvér musí generovať „trochoidálne“ alebo „adaptívne“ dráhy nástroja. Ide o plynulé, plynulé dráhy, ktoré udržujú konštantné zaťaženie nástroja, vyhýbajú sa prudkým zmenám smeru a zabraňujú tomu, aby sa nástroj ponoril priamo do materiálu.

Správne držanie obrobku:Obrobok musí byť držaný s mimoriadnou tuhosťou, aby vydržal vysoké zrýchlenia a spomalenia.

Bežné aplikácie

HSM je obzvlášť cenné v odvetviach, ktoré vyžadujú zložité geometrie, vysokú presnosť a efektívne odstraňovanie materiálu:

Letectvo:Obrábanie veľkých, zložitých konštrukčných komponentov z pevných hliníkových zliatin.

Výroba foriem a foriem: Vytváranie zložitých vstrekovacích foriem a foriem{0}}na odlievanie, často z kalených ocelí s vynikajúcou kvalitou povrchu.

Lekárske:Výroba presných a zložitých komponentov, ako sú ortopedické implantáty a chirurgické nástroje.

elektronika: Obrábanie hliníkových a medených chladičov a šasi pre spotrebnú elektroniku.

Záver

Vysoko{0}}rýchlostné obrábanie predstavuje zmenu paradigmy v subtraktívnej výrobe. Optimalizáciou interakcie medzi nástrojom a obrobkom pre rýchlosť a efektivitu umožňuje HSM výrobcom vyrábať diely vyššej kvality rýchlejšie a presnejšie než kedykoľvek predtým, čo z neho robí základný kameň modernej,-výroby s vysokou hodnotou.