Gia công tốc độ cao-là gì?

Phụ thuộc vào người bạn hỏi.

Một số người coi nó giống như một thuật ngữ tiếp thị-tốc độ-cao” trên bảng thông số kỹ thuật và tính phí nhiều hơn. Những người khác tranh luận sôi nổi về ngưỡng RPM chính xác. Câu trả lời hữu ích nằm ở đâu đó ở giữa.

Gia công-tốc độ cao hay HSM thường có nghĩa là cắt ở tốc độ nhanh hơn từ 5 đến 10 lần so với tốc độ được coi là bình thường đối với một vật liệu nhất định. Nhưng "bình thường" tiếp tục thay đổi khi các công cụ và máy móc được cải tiến, do đó định nghĩa cũng thay đổi theo nó. Hai mươi năm trước, 8.000 vòng/phút là tốc độ nhanh. Bây giờ, các VMC cấp độ đầu vào-đã đạt được điều đó mà không cần cố gắng.

Chuyện Salomon

Khá nhiều bài viết về HSM đều đề cập đến Carl Salomon và bằng sáng chế ở Đức năm 1931 của ông. Đây là phiên bản ngắn: anh ấy đã thực hiện các thử nghiệm cắt nhôm bằng máy nghiền xoắn ốc ở tốc độ vô lý trong thời gian-lên tới 16.500 m/phút trong một số thử nghiệm-và nhận thấy rằng nhiệt độ cắt không cứ tăng mãi. Nó đạt cực đại ở một số tốc độ tới hạn, sau đó giảm xuống khi bạn đi nhanh hơn.

Tại sao điều này lại quan trọng? Bởi vì nó gợi ý một chế độ trong đó việc cắt nhanh hơn thực sự tạo ra ít nhiệt hơn trong phôi. Và đối với bất kỳ ai gia công các bộ phận không thể chịu được biến dạng nhiệt-tường mỏng, dung sai chặt chẽ, hình học phức tạp-thì đó là một vấn đề lớn.

Nhiệt đi đâu?

Đây là những gì xảy ra ở tốc độ cắt cao, ít nhất là theo sách giáo khoa: phoi hình thành và rời đi nhanh đến mức nó mang theo phần lớn nhiệt cắt đi theo nó. Một số nguồn đưa ra những con số như 90% hoặc 95%. Thành thật mà nói, việc đo lường chính xác điều này là khó và tỷ lệ phần trăm phụ thuộc vào vật liệu, hình dạng dụng cụ, chất làm mát và một loạt các biến số khác.

Điều dễ quan sát hơn: ở các thông số HSM thích hợp, các con chip nóng lên-đôi khi trên thép bị đổi màu xanh lam hoặc nâu-trong khi bộ phận đó vẫn tương đối mát. Bạn có thể cảm nhận được điều này. Chạy cắt thử, dừng máy, chạm vào phôi. Nó sẽ không làm bạn bị bỏng, mặc dù chip có thể.

Đối với công việc làm khuôn, điều này rất quan trọng vì các lỗ sâu răng có đủ loại đặc điểm ghét nhiệt. Xương sườn mỏng. Túi sâu. Những bức tường gần như không có bản nháp. Hãy gia công những thứ này theo cách thông thường và chúng sẽ phát triển trong quá trình cắt, sau đó co lại khi chúng nguội và kích thước của bạn sẽ kết thúc ở một nơi mà bạn không mong muốn. Gia công chúng ở điều kiện HSM và chúng luôn ổn định về kích thước hơn.

Ít nhất đó là lý thuyết. Kết quả thực sự phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Tôi đã thấy các cửa hàng đầu tư vào thiết bị HSM mà vẫn gặp phải các vấn đề về nhiệt vì khả năng gia công của họ không đủ cứng hoặc họ không điều chỉnh chiến lược cắt của mình hoặc hàng tá lý do khác.

Phần dụng cụ không ai muốn trả tiền

Bạn không thể thực hiện HSM với dụng cụ cầm tay thông thường. Đây là lúc các cửa hàng gặp rắc rối-họ mua trục xoay-tốc độ cao và cố gắng sử dụng công cụ CAT40 hoặc BT30 hiện có của họ.

 

Bài toán vật lý

 

Vấn đề là lực ly tâm. Ở tốc độ 15.000 hoặc 20.000 vòng/phút, lỗ trục chính giãn nở do tải ly tâm. Cán dụng cụ chắc chắn không mở rộng theo cùng một cách. Độ côn vừa vặn lỏng lẻo. Runout tăng lên. Đột nhiên, trục xoay tốc độ cao-đắt tiền của bạn lại tạo ra kết quả kém hơn so với chiếc máy cũ của bạn.

Cách khắc phục là HSK-một thiết kế của Đức (Hohl-Schaft-Kegel, chuôi côn rỗng) đã trở thành tiêu chuẩn ISO vào giữa những năm 90. Cấu trúc rỗng cho phép cán mở rộng cùng với trục xoay và nó tiếp xúc đồng thời với cả côn và mặt. Lực kẹp tăng lên khi tốc độ tăng thay vì giảm xuống.

Điều mà không ai nói trước với bạn: chuyển sang HSK có nghĩa là thay thế toàn bộ cũi dụng cụ của bạn. Mọi chủ sở hữu, mọi ống kẹp, mọi phần mở rộng. Cộng với các trục, cộng với các bộ cài đặt trước nếu chúng không tương thích. Nó cộng lại nhanh chóng. Và sau đó, bạn cần những người biết cách xử lý công cụ HSK đúng cách-nó có độ chính xác cao hơn-so với công cụ côn dốc.

Lập trình là một nửa trận chiến

-Trục xoay tốc độ cao sẽ không đạt được mục đích gì nếu đường chạy dao liên tục buộc phải giảm tốc độ. Đây có lẽ là điểm khác biệt lớn nhất giữa việc mua khả năng HSM và việc thực sự sử dụng nó.

Lập trình khuôn mẫu-cũ đã tạo ra hàng nghìn đoạn đường nhỏ để tạo thành các đường cong gần đúng. Bộ điều khiển xử lý từng cái một. Ở thức ăn thông thường, tốt. Tại nguồn cấp dữ liệu HSM, điều khiển không thể theo kịp. Máy chạy chậm lại, bắt kịp, tăng tốc, lại chậm lại. Bạn nhận được chuyển động giật và dấu vết trên bề mặt.

Tuy nhiên, sự hỗ trợ của NURBS khác nhau giữa các hệ thống CAM và bộ điều khiển máy. Và việc thiết lập nó một cách chính xác cần có những kiến ​​thức mà không phải lập trình viên nào cũng có. Tôi biết các cửa hàng đang sử dụng thiết bị HSM đắt tiền với CAM lỗi thời, tạo ra các đường chạy dao phân đoạn-dòng, tự hỏi tại sao họ không nhìn thấy kết quả như mong đợi.

Chiến lược cắt cũng thay đổi. Gia công thô thông thường thực hiện các vết cắt nặng ở tốc độ tiến dao chậm-chôn dao cắt, đẩy mạnh. Gia công thô HSM cần có sự tương tác xuyên tâm nhẹ ở bước tiến cao. Máy cắt vẫn chịu tải nhưng không bao giờ bị quá tải. Lực lượng ở mức thấp. Những bức tường mỏng không bị lệch. Dụng cụ nhỏ không bị vỡ.

Để thực hiện được điều này, cần phải có phần mềm CAM hỗ trợ-các đường dẫn công cụ tương tác liên tục và các lập trình viên hiểu được khi nào nên sử dụng chúng. Máy gần như là phần dễ dàng.

Đối với cửa hàng khuôn mẫu

Cho dù bất kỳ vấn đề nào trong số này đều phụ thuộc vào những gì bạn đang xây dựng.

Khuôn phức tạp-các đường phân khuôn phức tạp, bề mặt quang học, lõi mỏng, các cơ cấu đóng-đóng chặt-được hưởng lợi nhiều nhất. Thời gian bạn dành để lắp và đánh bóng trên bàn sẽ chuyển thành thời gian trục xoay, có thể dự đoán được và lặp lại nhiều hơn. Bề mặt hoàn thiện của máy được cải thiện đủ để công việc thủ công giảm đáng kể. Sự phụ thuộc vào EDM giảm đi vì bạn có thể phay các tính năng trước đây cần điện cực.

Khuôn đơn giản với dung sai rộng rãi? Việc hoàn vốn ít rõ ràng hơn. Gia công thông thường có thể hoạt động tốt.

Hầu hết công việc ép phun đều rơi vào khoảng giữa. Câu hỏi đặt ra không phải là liệu HSM có hoạt động hay không-đã được xác lập. Câu hỏi đặt ra là liệu sự kết hợp công việc của bạn có phù hợp với việc đầu tư vào thiết bị, công cụ, phần mềm và đào tạo hay không. Đó là cách tính khác nhau đối với mỗi cửa hàng.

Tôi sẽ nói một điều: khoảng cách giữa các cửa hàng có khả năng HSM thực sự và các cửa hàng không có khả năng này ngày càng lớn. Kỳ vọng về thời gian dẫn đầu tiếp tục thắt chặt. Thông số kỹ thuật bề mặt ngày càng đòi hỏi khắt khe hơn. Những khách hàng có công việc phức tạp đang tập trung vào những nhà cung cấp thực sự có thể thực hiện công việc đó. Áp lực đó có áp dụng với bạn hay không tùy thuộc vào vị thế thị trường của bạn.

Không có câu trả lời phổ quát. Nhưng nếu bạn đang mất báo giá cho những công việc phức tạp hoặc số lao động phù hợp của bạn không ngừng tăng lên hoặc khách hàng liên tục yêu cầu hoàn thành nhanh hơn những công việc phức tạp-thì đó là những dấu hiệu đáng chú ý.