Новини

Вие се намирате тук: Начало / Новини

ВИСОКОСКОРОСТНА ОБРАБОТКА НА МЕТАЛИ

Categories:
10/07/2017

Високоскоростната обработка е съвременна технология за механично обработване на детайли посредством стружкоотнемане, която повишава многократно ефективността, точността и качеството на детайлите при механична обработка. Препоръчително е при обработката на цветни метали и предимно алуминий, закалени стомани, както и на труднообработваеми материали, като високотвърдостни сплави. Това я прави широко използвана при обработка на детайли за авиацията, при производството на инструментална екипировка (щампи и пресформи), при производството на малогабаритни детайли и др.


Процесът на високоскоростна обработка на метали е свързан с извършването на фрeзови операции и използването на обработващи центри.

Този вид механична обработка се отличава с по-голямата скорост на въртене на шпиндела, с което се цели постигане на по-добри резултати при обработка на материалите, по-висок клас на грапавост на повърхностите и по-малко количество отделени стружки. Изпълняват се високи скорости на рязане, високи предавателни скорости, високи стойности на ускоренията на подавателное движение при бърз ход и при работните движения. В процеса на обработка не се налага използването на смазочно-охлаждащи течности поради ниското топлинно натоварване на инструмента и детайла, което се дължи на липсата на големи пластични деформации.

Трябва обаче да е знае, че високоскоростна обработка изисква използването на инструменти и машини, свързани с високи скорости на обработка на детайлите. За да бъде причислен един обработващ център към машините за високоскоростна обработка, то той трябва да гарантира високи скорости на рязане от порядъка на 300 – 1000 m/min или в зависимост от диаметъра на инструмента оборотите на вретеното да са над 30 000 min-1 , а при финишни обработки и над 80 000 min-1. Едно от основните изисквания са и високи подавателни скорости от порядъка на 60-90 m/min, както и ускорения в границите 1-3 G (м/сек2), изключително висока работна точност и виброрезистентност на системата. Постигането на тези изисквания е свързано с проектирането на машини, предназначени специално за високоскоростна обработка. Те се характеризират с олекотена конструкция за постигане на висока динамика. Задвижването е основно с линейни мотори, което дава възможност за постигане на високи ускорения, а при производсто на шпиндела се използват предимно електромагнитни или аеростатични лагери.
Постигането на висока скорост на рязане при постоянен диаметър на инструмента изисква увеличаване скоростта на въртене на шпиндела. Това изискване е изключително важно при обработката на детайли с прецизна геометрия, където диаметръра на режещите инструменти е много малък. На пазара се предлагат шпиндели със скорост на въртене от над 40 000 min-1 и въртящ момент над 6 Nm. Предлагат се и специални високооборотни шпиндели със скорост на въртене до над 60 000 – 80 000 min-1.

Центрите за високоскоростна обработка могат да бъдат оборудвани с устройства за обратна връзка, снбдени с висока разделителна способност, както и с-ми за контрол и управление, характеризиращи се с високоскоростна обработка на информацията. Наред с използването на високотехнологични елементи по конструкцията, изискванията към машините се допълват и от възможностите за прецизна настройка на различни параметри като позициониране, скорости и ускорения. Това се налага от изисквания при обработване на различни детайли, като при някои от тях се търси максимално динамично поведение, при други постигане на висока точност и висок клас на грапавост на повърхнините.

Най-често използвани са вертикални и хоризонтални 3-осни обработващи центри. Макар да се използват предимно 3-осни машини, тенденцията е към използването 4-осни и 5-оси машини, които дават големи възможности при обработката.
Високоскоростната обработка на детайли налага използването на инструменти, подходящи за работа при по-високи скорости. Определящи при избора на инструменти е видът на материала, покритието и геометрията на инструмента. Едни от най-често често използваните инструментални материали и покрития за изработка на режещи инструменти са: кубичен борен нитрид, режещи керамики като AlO, SiN, SiCw , твърдосплавни материали с покрития като татаниев нитрид и титанов карбонитрид за инструменти, използвани за обработка на материали от легирани стомани с твърдост до HRC<42, а при обработката на материали с твърдост HRC>42, препоръчителни са инструменти от твърдосплавни материали с покритие от титан-алуминиев нитрид и алуминий-титанов нитрид. За специални приложения като струговане на твърди материали в диапазона 60-65 HRC се използват пластини от поликристален кубичен боронитрид със специална обработка на режещите ръбове.

Сред най-използваните материали за изработката на инструменти за високоскоростна обработка са металокерамичните твърди сплави. Те биват все по-предпочитани пред твърдосплавните инструменти поради повишената топлоустойчивост достигаща до около 1200° С, което позволява обработката на материали с по-голяма твърдост и при по-високи скорости. Инструментите от поликристални материали се характеризират с максимална устойчивост и издръжливост при високи скорости на рязане. Разработени са два такива материала – поликристален кубичен борен нитрид (PCBN) и поликристален диамант. Едно от важните предимства на PCBN е голямата му топлопроводимост и нисък коефициент на термично разширение, което го прави по-малко чувствителен на топлинни натоварвания в сравнение с керамиките. Тези два материала се смятат за много подходящи при работа с материали с твърдост от порядъка на 45-65 HRC като твърди стомани, бързорежещи и труднообработваеми стомани, твърд и мек чугун, никелови сплави.

При материали с твърдост HRC по-малка от 42 е удачно да се използват инструменти с диаметър от 12 до 35 мм с твърдосплавни пластини и с покритие от TiCN. За обработване на метали с твърдост по-голяма от 42 се препоръчват пластини с покритие от TiAIN. За инструменти с диаметър по-голям от 12 мм се използва основно волфрамов карбид с 8-12% съдържание на кобалт.

ФРЕЗОВИ ОПЕРАЦИИ ПРИ ОБРАБОТКАТА НА МЕТАЛИ

Categories: Tags:
12/11/2016

Фрезоването е една от най-разпространените механични операции, наред със струговането и при някои видове производство могат да достигнат до над 45% от общия обем на механичната обработка.

Фрезоването е високопроизводителен метод на рязане, широко използван за обработка на равнинни и фасонни повърхнини, за прорязване на прави шпонкови и и винтови канали с разнообразен профил и т.н.

Фрезоването се извършва на металорежещи фрезови машини, с помощта на режещи инструменти, наричани фрези.

Посредством фрезовите операции може да се постигнат точности на обработката в границите на 9÷11-а степен и степен на грапавост на обработените повърхнини в интервала Ra = 5÷2,5 μm.

Високата производителност при фрезовите операции се дължи на режещите инструменти-фрези, при които са налични повече режещи зъби и за направата им се използват твърдосплавни инструментални материали. В същото време голямото разнообразие на фрезови инструменти и технологични постановки дават възможност за обработка на различни по вид повърхнини.

На фигурата по-долу са изобразени различни технологични схеми за обработване на равнинни (позиция 1, 2, 3, 9) и профилни (позиция 5, 13, 14) повърхнини, канали (4, 6, 7, 8, 11, 12) и отвори (10) с фрези от различен както следва: цилиндрична, показана на позиция 1, челна, показана на позиция 2, тристранна дискова-позиции 3 и 4, профилна вдлъбната-позиция 5 и изпъкнала-позиция 7, дискова зъбонарязваща (модулна)-13, шпонкови-11 и 12, челно-цилиндрични с позиции 9 и 10, палцова зъбонарезна (модулна)-14 и циркуляр-8.

В зависимост от разположението на режещите зъби на фрезовия инструмент фрезоването се дели на:

1) цилиндрично (фиг. 1-1), когато остта на фрезата е успоредна на обработваемата повърхнина и рязането се извършва с разположените по цилиндричната повърхност на инструменти зъби.

2) челно-цилиндрично (фиг. 1-2),

3) челно (фиг. 1-3), когато остта на фрезата е перпендикулярна на обработваната повърхнина и рязането се осъществява със зъби, разположени по челната и цилиндричната повърхнина на инструмента;

Цилиндричното и челното фрезоване се осъществяват по две различни схеми на рязане в зависимост от посоката на подаването:

еднопосочно (фиг.2-1) – векторите на скоростите на главното и подавателно движение съвпадат;

насрещно (фиг.2-2) – векторите на скоростите на главното и подавателно движение са противоположни.

Фрезовите инструменти се класифицират на различни видове в

зависимост от следните фактори:

  • материала на режещата част: въглеродна инструментална стомана, легирана инструментална стомана, бързорежеща инструментална стомана, с твърдосплавни пластини;
  • формата на режещите зъби: острозаточени и затиловани;
  • разположението на режещите зъби: цилиндрични, челни, челно-цилиндрични, дискови, конусни, профилни и червячни;
  • направлението на стружковия канал: прави, наклонени и винтови;
  • посоката на рязане: дяснорежещи и ляворежещи;
  • начина на закрепване: дорникови и опашкови;
  • конструкцията: монолитни, със споени пластини, сглобяеми със сменяеми многостенни пластини;
  • размера и броя на зъбите: с едри зъби и със ситни зъби.
Call Now Button