Высокоскоростная обработка: техники, история и применение

История высокоскоростной обработки

Технология высокоскоростной обработки была разработана немецким изобретателем доктором Карлом Сальмоном в 1920-х годах. Её создатель понял, что для конкретных металлов заготовок.

Тепло, генерируемое на границе раздела режущего инструмента и заготовки, достигает пика при определенной критической скорости шпинделя.

Высокоскоростная обработка используется для изготовления форм со сложными геометриями сердечника и полости, а также структурных деталей в авиакосмической промышленности. Это процесс, фокусирующийся на очень быстром, но очень легком низкодавленном резании. Эти быстрые резы означают общий рост скорости удаления материала.

Определение высокоскоростной обработки

С развитием технологии высокоскоростного резания применение высокоскоростного фрезерования становится всё более обширным и привлекает всё больше внимания производственных предприятий и научных исследователей.

Обычные фрезерные процессы используют низкие скорости подачи и большие параметры резания, в то время как процессы высокоскоростного фрезерования используют высокие скорости подачи и малые параметры резания.

Скорость шпинделя при высокоскоростном фрезеровании обычно составляет 15 000–40 000 об/мин, до 100 000 об/мин. При резании стали скорость резания составляет около 400 м/мин, что в 5–10 раз выше традиционного фрезерования.

Заблуждения о высокоскоростной обработке

Однако в производственной отрасли существует много заблуждений о высокоскоростном фрезеровании:

• Высокоскоростное фрезерование — это просто фрезерный станок с высокоскоростным шпинделем
• Чем выше скорость шпинделя, тем выше скорость обработки
• Высокоскоростной фрезерный станок — это новая технология, просто для замены обычных традиционных фрезерных станков
• Шпиндель 20 000 об/мин достаточно для производства форм
• Высокоскоростное фрезерование только увеличивает и ускоряет осевой сервер
• Высокоскоростное фрезерование может обрабатывать только электроды

Высокоскоростное фрезерование — это новая технология и философия применения:

Для полной реализации эффективности высокоскоростного резания каждый элемент должен быть тесно скоординирован. Если одно из звеньев не хорошо согласовано, эффективность высокоскоростного резания не сможет быть использована.

• Высокоскоростные державы и инструменты
• Высокоскоростной шпиндель
• Высокодинамичные оси XYZ
• Высокоскоростной ЧПУ-контроллер
• Высокоскоростная стратегия программирования

Прежде чем инструмент коснется заготовки, нужно учесть пять аспектов:

• Тип и характеристики материала
• Стратегия обработки
• Выбор типа инструмента
• Режим резания, выбор инструмента и балансировка инструмента
• CAM-программирование
• Выбор материала

Область применения высокоскоростной обработки

1. Для соответствия спецификациям шпинделя и обеспечения стабильности и безопасности обработки диаметр инструмента не должен превышать 16 мм (HSK-E40).
2. По сравнению с традиционным фрезерованием, скорость удаления материала при высокоскоростном фрезеровании относительно невелика, что очень подходит для обработки мелких деталей и форм.
3. Может применяться к новым приложениям обработки, таким как обработка листов и микрообработка.
4. Это новый концептуальный метод обработки для мягких или сверхтвердых материалов.

Каковы вызовы высокоскоростной обработки?

Высокоскоростная обработка также приносит новые вызовы для машиностроительного цеха, который должен учитывать выбор материала, мощность шпинделя, допустимую геометрию заготовки, доступное пространство цеха, сложность детали, ЧПУ-станки (нужны те, что рассчитаны на высокоскоростную работу) и обучение операторов для успешных операций.

Например, по геометрии заготовки, геометрия с внутренними или «скрытыми» резами может ограничить максимальную глубину подрезов, предупреждает производитель. Что касается самого ЧПУ-станка, те станки, которые не подходят для высокоскоростной работы, могут производить много сломанных форм и обломков.