Введення
Високошвидкісна обробка - одна з сучасних технологій, яка, порівняно із звичайним різанням, дозволяє збільшити ефективність, точність і якість механообработки. Її відмінна особливість - висока швидкість різання, при якої значно збільшується температура в зоні утворення стружки, матеріал оброблюваної деталі стає м'якше, і сили різання зменшуються, що дозволяє інструменту рухатися з великою робочою подачею.
Перше офіційне пояснення явища HSM було запропоновано Карлом Саломоном в 1931 році (патент № 523594, April 1931, Німеччина). Він визначив, що при деякій швидкості різання, яка є в кілька разів вище, ніж при звичайній механообработке, теплопередача від стружки до інструменту починає зменшуватися, а це робить можливою обробку заготовок на більш високих швидкостях. Він також експериментально визначив область високошвидкісної обробки для різних матеріалів.
Ефект високошвидкісної обробки обумовлюється структурними змінами матеріалу (Через пластичних деформацій, здійснюваних з великою швидкістю) у місці відриву стружки. При підвищенні швидкості деформацій сили різання спочатку ростуть, а потім, з досягненням певної температури в зоні освіти стружки, раптом починають істотно знижуватися. Саме чудове, що час контакту ріжучої кромки з заготовкою і стружкою так мало, а швидкість відриву стружки настільки висока, що більша частина тепла, що утворюється в зоні різання, видаляється разом із стружкою, а заготівля та інструмент просто не встигають нагріватися.
ВСО досягла сьогодні великих успіхів і внаслідок великої різноманітності застосовуваних інструментів має велику гнучкість щодо геометричних параметрів заготовок і їх матеріалу. І вже зараз існує чимало деталей, які неможливо отримати класичними способами, тому доводиться використовувати високошвидкісну обробку, що володіє достатньою економічною ефективністю і гнучкістю.
У світовому верстатобудуванні сьогодні спостерігається стійка тенденція створення верстатів, призначених для високошвидкісної обробки. Досягнення в галузі технології створення ріжучого інструменту дозволили ефективно застосовувати високошвидкісну обробку в різних галузях машинобудування. На наш погляд, провідні світові виробники ріжучого інструменту підійшли до якомусь межі якості. І тепер все більшого значення набуває технічна підтримка, тобто здатність компанії-продавця призвести оптимальний підбір інструменту під конкретні технологічні потреби замовника.
1. Перспективи розвитку САМ-систем
Провідні світові виробники обладнання та ріжучого інструменту першими запропонували рішення для використання нової технології. Розробники САМ спочатку не поспішали визнати необхідність нових стратегій у процесах різання, однак ринок змусив їх розвивати можливості САМ в напрямку відповідності принципам HSM. При цьому з'явилися такі питання:
• Які потенційні проблеми розвитку САМ для HSM?
• Яка ринкова затребуваність нових CAM-розробок?
• Які нові стратегії, відмінні від стандартних методів обробки, повинні бути створені для HSM, щоб задовольнити виробників обладнання та інструмента?
• Чи може CAM-система оптимізувати траєкторію інструмента для збереження постійних зусиль різання і великий робочої подачі при постійній швидкості різання?
Існуючі CAM-системи поки ще не враховують різноманіття форм оброблюваних деталей і вплив інерції, що виникає в процесі механообработки, а також не вирішують проблеми, пов'язані безпосередньо з особливостями конструкції верстатів. На сьогоднішній день розробники САМ запропонували лише загальні вирішення специфічних проблем, з'являються при обробці кожної конкретної деталі.
Наприклад, щоб отримати УП, придатні для HSM, часто доводиться реконструювати геометрію деталі. Під цим розуміється створення деякої нової геометрії з метою отримання оптимальної траєкторії інструменту. Іноді розробникам УП доводиться вручну допрацьовувати дані, отримані за допомогою САМ. Однак, незважаючи на всі обмеження, сучасний ринок активно освоює найважливіше досягнення в теорії різання.
Треба відзначити, що CAM-системи сьогодні бурхливо удосконалюються, щоб задовольнити специфічні потреби у створенні нових стратегій руху інструменту. Сучасна CAM-система повинна забезпечувати наступні основні критерії розробки УП для HSM:
• сталість умов різання із збереженням постійної товщини стружки;
• створення пари по радіусу гострих кутів траєкторії для підтримання найкращих умов різання з мінімальними втратами робочої подачі;
• плавне з'єднання кінців траєкторії при позиціонуванні;
• максимальна швидкість відпрацювання УП системою ЧПУ. У зв'язку з цим CAM-система повинна вміти створювати проходи з маленьким кроком, що виконуватимуться на дуже великих робочих подачах. Для цього повинні бути виключені різкі повороти, так як функція попереднього перегляду...
