Кафедра «Самолётостроение»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Студент Петров В.В.код24.05.07 группа АСВсв-31
(фамилия, инициалы)
1. Тема: Высокоскоростное резание. Требование к инструменту
2. Срок предоставления работы к защите ______________________
Руководитель работы Кобелев С.А.
(подпись,дата) (инициалы, фамилия)
Задание принял к исполнению_________________________
(подпись)
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 5
1. Высокоскоростная обработка. 6
1.1. Станок. 8
1.2. Режущий и вспомогательный инструмент. 9
1.3. Условия обработки. 10
1.3.1. САМ- система. 12
1.3.2.Борьба с углами. 15
1.3.3. Равномерная нагрузка. 17
2. Виды покрытий и твердых сплавов для режущего инструмента. 21
2.1. Твердые сплавы с покрытием CVD.. 27
2.2. Твердые сплавы без покрытием CVD.. 27
2.3. Твердые сплавы с покрытием PVD.. 28
2.4. Ультра- мелкозернистый твердый сплав…………………………………..28
2.5. Твердые сплавы с алмазным покрытием…………………………………..29
2.6 Твердые сплавы с покрытием DLC…………………………………………29
2.7 Поликристаллический алмаз ПКА………………………………………….30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 32
ВВЕДЕНИЕ
О высокоскоростной обработке много говорят, но мало кто объясняет,
что это такое и еще меньше людей реально представляют, как к ней
подступиться. Типичная ситуация — купили новый станок со шпинделем на
12-25 тыс. оборотов минуту, приобрели дорогой инструмент от Sandvik
Coromant или Mitsubishi Carbide, установили режимы резания, которые
рекомендует фирма в своих каталогах, и начали этот инструмент ломать. А
то, наслышавшись о высоком качестве поверхности при высокоскоростной
обработке, безуспешно пытаются достичь подобного качества и, не
добившись сколько-нибудь приемлемого результата, подвергают сомнению
целесообразность денежных затрат на станок и инструмент. Где то что-то
упущено, но где именно и что конкретно, кто подскажет?
Фирма Delcam plc стояла у истоков развития высокоскоростной обработки (ВСО), участвуя совместно с рядом станкостроительных фирм и университетов в европейском проекте по исследованию ВСО, а также одной из первых использовала эту технологию в своем собственном цехе при изготовлении пресс-форм и штампов. Результатом этой работы стало появление новых стратегий и модулей в известной системе PowerMILL, давно и успешно используемой в инструментальном производстве.
Высокоскоростная обработка
Итак — ВСО. Теоретическим обоснованием высокоскоростной
обработки являются так называемые кривые Соломона (рис. 1), которые
показывают снижение сил резания в некотором диапазоне скоростей.
Рис. 1. Кривые Соломона. Зависимость сил резания от скорости резания
Но наиболее важным фактором здесь является перераспределение тепла в зоне резания. При небольших сечениях среза в данном диапазоне скоростей
основная масса тепла концентрируется в стружке, не успевая переходить в
заготовку. Именно это позволяет производить обработку закаленных сталей,
не опасаясь отпуска поверхностного слоя. Отсюда следует основной принцип
ВСО: малое сечение среза, снимаемое с высокой скоростью резания, и
соответственно высокие обороты шпинделя и высокая минутная подача (рис.
2). Есть даже рекомендация, что глубина резания не должна превышать 10%
диаметра фрезы. Но с разработкой новых многозубых фрез для черновой
обработки закаленных сталей изготовители инструмента рекомендуют
традиционные глубины резания при сохранении малых шагов (рис. 3). В этом
случае можно говорить о тонких сечениях среза. Имея возможность вести
лезвийную обработку закаленных сталей, можно обеспечить качество
поверхности, соизмеримое с электроэрозионной обработкой. Это позволяет
пересмотреть структуру производственного процесса изготовления
формообразующих элементов пресс-форм и штампов (рис. 4).
Рис. 2. Режимы резания для традиционной и высокоскоростной обработки
Рис. 3. Высокоскоростная обработка
Рис. 4. Упрощение производственного процесса изготовления
формообразующих элементов оснастки (пресс-формы, штампы)при
использовании ВСО.
Главный эффект ВСО заключается не в сокращении машинного
времени за счет интенсификации режимов резания, а в общем упрощении
производственного процесса и в повышении качества обработки. Условием
успеха в высокоскоростной обработке может стать правильный выбор всех
составляющих факторов, участвующих в этом процессе: станок, система
ЧПУ, режущий инструмент, вспомогательный инструмент с системой
закрепления инструмента, система программирования, квалификация
технолога программиста и оператора станка с ЧПУ. Пренебрежение хотя бы
одним из этих составляющих способно свести на нет все предыдущие
усилия.
Станок
Современный станок для ВСО имеет скорость вращения шпинделя
12_25 тыс. оборотов в минуту и оснащен средствами температурной
стабилизации шпинделя. Некоторые фирмы предлагают станки со скоростью
вращения до 40 тыс. оборотов в минуту. Скорости подач 40_60 м/мин,
скорость быстрых перемещений — до 90 м/мин. Станки отрабатывают малые
перемещения (от 5 до 20 мкм) и имеют повышенную жесткость и температурную компенсацию. Именно прогресс в области станкостроения
позволил осуществить ВСО. Ограничителем ВСО может стать система ЧПУ,
если она не имеет высокой скорости обработки кадров. Для достижения
высокого качества поверхности программа для ВСО содержит очень малые
перемещения. Так, например, во время отработки технологии
высокоскоростной обработки на фирме Delcam был отмечен дефект в виде
периодических следов остановки фрезы (рис. 5) на станке Matsuura MC_800VF (выпуска 90_х годов) с системой ЧПУ Yasnac i80M. Анализ
программ (рис. 6) показал, что система ЧПУ не успевает отрабатывать кадры
программы при заданной подаче. Максимальную подачу, которую способна
обеспечить система ЧПУ, можно определить по формуле:
Fmax = (Длина перемещения в кадре) / (Время обработки кадра) * 60
Из приведенного отношения следует, что при перемещениях 0,01 мм и
времени обработки кадра 2 мс максимальная подача ограничена значением
0,3 м/мин. Перевод обработки на более современный станок Bridgeport снял
эту проблему. Современная система ЧПУ должна «смотреть вперед» со
скоростью от 100 до 200 кадров в секунду, чтобы успеть сделать расчеты для
торможения на подходе к углу и разгона после поворота.
Рис. 5. Следы фрезы в местах остановки
Рис. 6. Траектория инструмента при зачистке
Дата: 2019-02-02, просмотров: 182.
