Anvendelse af skæreværktøjer ved højhastighedsfræsning
Højhastighedsfræsning (HSM) anvender høje tilførselshastigheder og små skæreparametre. Værktøjsvibrationer påvirker direkte kvaliteten af den bearbejdede overflade. Derfor er det meget vigtigt at opretholde ensartet skærekraft og undgå værktøjsvibrationer under højhastighedsfræsning.
1) God koaksialitet fremmer ensartet belastningsfordeling på forkant;
2) Større skærekantoverlapning er fordelagtigt for at opnå ensartede skærekraftegenskaber (større spiralvinkel og rilletal);
3) Kort klippelængde er med til at opnå bedre stivhed;
4) Tværsnittet af kernen er det bedste, og spændingskoncentrationen ved hakket er den mindste.
Når højhastighedsfræsning bruges til at behandle materialer med høj hårdhed, vil belastningen på skæret stige, hvilket vil generere mere friktionsvarme, og værktøjets frigangsvinkel skal reduceres. Når materialet er meget hårdt, og værktøjsmaterialet er meget sprødt, kan det endda føre til en negativ affasning.
Hvis bearbejdningsnøjagtigheden er meget høj som en grundbetingelse, skal efterbehandlingsværktøjets størrelse opfylde strenge tolerancekrav.
Materiale og belægning:
Værktøjsmaterialet skal være hårdere end det materiale, der skal bearbejdes. Jo hårdere værktøjsmaterialet er, jo mindre værktøjsslitage og længere levetid.
Under skæringsprocessen er den lokale temperatur meget høj, og det er nødvendigt at sikre, at værktøjsmaterialet har oxidationsbestandighed. Store termiske belastningsudsving og kravene til værktøjsmaterialers oxidationsresistens gør det nødvendigt endelig at belægge finkornet hårdmetalværktøj. For eksempel kan brugen af TiN, TiCN og TiAlCN bedre udføre ydeevnen ved højhastighedsbearbejdning. Ved hjælp af nanolagsstruktur, CBN og PKD kan der også opnås højere ydeevne.
02
Anvendelse af værktøjsholder i højhastighedsfræsning
På grund af den høje spindelhastighed, der kræves ved højhastighedsfræsning, er det bedst at bruge HSK-A og HSK-E værktøjsholder systemer.
Da værktøjsholderflangen er installeret på spindelhovedet, har værktøjsholderen en klar mekanisk støtte i Z -retningen, så den ikke kommer ind i spindlen på grund af stigningen i centrifugalkraft ved højere hastigheder.
Dynamisk balance og koaksialitet
For at opnå stabil højhastighedsfræsning er det vigtigt at dynamisk afbalancere værktøjet og værktøjsholderindretningen og kontrollere dens koaksialitet i henhold til kravene. Det er også nødvendigt at overveje rotationshastighedsgrænsen i forbindelse med den dynamiske balancekvalitet.
Et roterende værktøjssystem med dårlig dynamisk balance eller dårlig koaksialitet vil føre til:
• Meget dårlig overfladekvalitet
• Meget lav værktøjslevetid
• Dårlig forarbejdningsstabilitet og sikkerhed
• Kan beskadige fræsespindlen
Ubalance og afvigelse fra den ideelle koaksialitet forårsaget af pludselige ændringer i behandlingsprocessen, resultatet kan ses meget tydeligt i følgende skematiske diagram:
Koaksialitetsafvigelse er lille, og den teoretiske ruhed er lille
Større afvigelse af koaksialitet, større teoretisk ruhed
Dynamisk balance har en vigtig indflydelse på hele det roterende systems dynamiske ydeevne. Når den er i ubalance, er der en excentrisk genstand, der roterer. Denne excentriske genstand kan fremkalde centrifugalkraft, som stiger helt med stigningen i hastighed. Derfor har ubalancen mellem værktøjsholderindretningen ved højhastighedsbearbejdning særlig tydelige negative konsekvenser. Det anbefales at bruge grænsefladen HSK-E.
Anvendelse af værktøjsspændingsteknologi til højhastighedsfræsning:
• Chuck og møtrik
• Varmekrympelig forbindelse
Da værktøjsholderens gode dæmpningskarakteristika med borepatron kan give gode resultater til grovprocessen, kan den opnå ekstremt høj stivhed og repeterbarhed, hvilket er afgørende for at opnå en perfekt emneoverflade.
Den krympbare værktøjsholder kan opnå meget nøjagtig koaksialitet (afvigelse mindre end 0,003 mm) og overføre stort drejningsmoment.
Designstruktur af forskellige værktøjsholdere med reduceret diameter:
Det transmitterede drejningsmoment afhænger af konstruktionsstrukturen af spændeanordningen. Designstrukturen er anderledes, de kan være meget forskellige.
