Griešanas instrumentu pielietošana ātrgaitas frēzēšanā
Ātrgaitas frēzēšanai (HSM) tiek izmantoti lieli padeves ātrumi un mazi griešanas parametri. Instrumenta vibrācija tieši ietekmē apstrādātās virsmas kvalitāti. Tāpēc ir ļoti svarīgi saglabāt vienmērīgu griešanas spēku un izvairīties no instrumenta vibrācijas ātrgaitas frēzēšanas laikā.
1) laba koaksialitāte veicina vienmērīgu slodzes sadalījumu uz griešanas malas;
2) Lielāka griešanas malu pārklāšanās ir izdevīga, lai iegūtu vienmērīgus griešanas spēka raksturlielumus (lielāks spirāles leņķis un rievu skaits);
3) Īss griešanas garums veicina labāku stingrību;
4) serdes šķērsgriezums ir labākais, un sprieguma koncentrācija griezumā ir mazākā.
Ja augstas cietības materiālu apstrādei izmanto ātrgaitas frēzēšanu, palielināsies griešanas malas slodze, kas radīs lielāku berzes siltumu, un ir jāsamazina instrumenta atstarpe. Ja materiāls ir ļoti ciets un instrumenta materiāls ir ļoti trausls, tas var izraisīt pat negatīvu slīpumu.
Ja apstrādes precizitāte ir ļoti augsta, kā pamatnosacījums apdares instrumenta izmēram jāatbilst stingrām pielaides prasībām.
Materiāls un pārklājums:
Instrumenta materiālam jābūt cietākam par apstrādājamo materiālu. Jo cietāks ir instrumenta materiāls, jo mazāks ir instrumenta nodilums un ilgāks instrumenta kalpošanas laiks.
Griešanas procesā vietējā temperatūra ir ļoti augsta, un ir jāpārliecinās, ka instrumenta materiālam ir izturība pret oksidāciju. Lielas termiskās slodzes svārstības un prasības instrumentu materiālu oksidācijas pretestībai liek beidzot pārklāt smalki graudainus cementētus karbīda instrumentus. Piemēram, TiN, TiCN un TiAlCN izmantošana var labāk ietekmēt ātrgaitas apstrādi. Izmantojot nano slāņu struktūru, CBN un PKD, var sasniegt arī augstāku veiktspēju.
02
Instrumentu turētāja pielietošana ātrgaitas frēzēšanā
Sakarā ar lielo vārpstas apgriezienu skaitu, kas nepieciešams ātrgaitas frēzēšanai, vislabāk ir izmantot HSK-A un HSK-E instrumentu turētāju sistēmas.
Tā kā instrumenta turētāja atloks ir uzstādīts uz vārpstas galvas, instrumenta turētājam ir skaidrs mehāniskais balsts Z virzienā, tāpēc tas neiekļūs vārpstā centrbēdzes spēka palielināšanās dēļ lielākos apgriezienos.
Dinamiskais līdzsvars un koaksiālisms
Lai panāktu stabilu ātrgaitas frēzēšanu, ir svarīgi dinamiski līdzsvarot instrumentu un instrumenta turētāja ierīci un pārbaudīt tā koaksiālo stāvokli atbilstoši prasībām. Jāņem vērā arī rotācijas ātruma ierobežojums, kas saistīts ar dinamiskā līdzsvara kvalitāti.
Rotējoša instrumentu sistēma ar sliktu dinamisko līdzsvaru vai sliktu koaksialitāti novedīs pie:
• Ļoti slikta virsmas kvalitāte
• Ļoti zems instrumenta kalpošanas laiks
• Slikta apstrādes stabilitāte un drošība
• Var sabojāt frēzēšanas vārpstu
Nelīdzsvarotība un novirze no ideālās koaksialitātes, ko izraisa pēkšņas izmaiņas apstrādes procesā, rezultātu var ļoti skaidri redzēt šādā shematiskajā diagrammā:
Koaksiālās novirzes ir nelielas, un teorētiskais raupjums ir mazs
Lielāka koaksialitātes novirze, lielāka teorētiskā raupjums
Dinamiskajam līdzsvaram ir būtiska ietekme uz visas rotējošās sistēmas dinamisko darbību. Ja nelīdzsvarots, rotē ekscentrisks objekts. Šis ekscentriskais objekts var izraisīt centrbēdzes spēku, kas palielinās, palielinoties ātrumam. Tāpēc instrumentu turētāja ierīces nelīdzsvarotībai ātrgaitas apstrādē ir īpaši acīmredzamas nelabvēlīgas sekas. Ieteicams izmantot saskarni HSK-E.
Instrumentu iespīlēšanas tehnoloģijas pielietošana ātrgaitas frēzēšanai:
• Patrona un uzgrieznis
• Termiski saraušanās savienojums
Tā kā instrumenta turētāja ar patronu labas amortizācijas īpašības var dot labus rezultātus roughing procesā, tas var sasniegt ārkārtīgi augstu stingrību un atkārtojamību, kas ir būtiski, lai iegūtu perfektu sagataves virsmu.
Saraušanās rīka turētājs var iegūt ļoti precīzu koaksialitāti (novirze mazāka par 0,003 mm) un nodot lielu griezes momentu.
Dažādu samazināta diametra instrumentu turētāju konstrukcijas struktūra:
Pārraidītais griezes moments ir atkarīgs no stiprinājuma ierīces konstrukcijas. Dizaina struktūra ir atšķirīga, tās var būt ļoti atšķirīgas.
