Pemesinan Berkelajuan Tinggi (HSM) ialah teknologi penting yang digunakan secara meluas dalam teknologi pengilangan moden. Dengan menggunakan teknologi pengilangan HSM, adalah mungkin bukan sahaja untuk mengisar pelbagai bahan lembut dan keras, tetapi juga untuk mencapai ketepatan bahan kerja yang sangat baik. Artikel ini menerangkan keperluan HSM untuk alatan dan pemegang.
1. Keperluan HSM untuk alat pemotong
1. Geometri
Getaran alat secara langsung menjejaskan kualiti permukaan yang diperolehi oleh pemesinan. Oleh itu, adalah amat penting untuk mengekalkan daya pemotongan seragam pada alat semasa penamat HSM untuk mengelakkan getaran alat.
Pengaruh ciri geometri bersebelahan alat pada daya pemotongan:
• Kepekatan yang baik memudahkan pengagihan beban yang sekata pada bahagian canggih
• Bertindih kelebihan canggih untuk ciri daya pemotongan seragam (sudut heliks yang lebih besar dan bilangan seruling)
• Panjang pemotongan pendek untuk ketegaran yang lebih baik (diameter aci dikurangkan sedikit berbanding dengan dinding mesin yang curam)
• Keadaan keratan rentas teras terbaik dengan kepekatan tegasan minimum pada takuk
Bahan berkekuatan tinggi boleh diproses menggunakan HSM, yang bermaksud rintangan terhadap ubah bentuk meningkat dengan kekerasan bahan yang akan diproses. Beban yang meningkat pada bahagian canggih memerlukan reka bentuk yang stabil bagi geometri canggih. Walau bagaimanapun, lebih banyak haba geseran akan dihasilkan di kawasan bebas permukaan bahan kerja di bawah kelajuan pemotongan tinggi, yang bermaksud bahawa sudut kelegaan alat mesti dikurangkan. Oleh itu, meningkatkan kestabilan canggih hanya boleh dicapai dengan mengurangkan sudut serong. Dalam kes di mana bahan itu sangat keras dan bahan alat rapuh, ia juga boleh mengakibatkan sudut serong negatif.
Jejari yang sesuai dengan tepat dikisar pada hujung bilah untuk mengelakkan keadaan panas merah atau pecahan tepi separa apabila dipanaskan secara tiba-tiba.
Sekiranya ketepatan bentuk bahan kerja diperlukan sangat tinggi, jejari bahagian bola alat penamat yang digunakan mempunyai kesan langsung ke atas ketepatan bentuk bahan kerja yang akan diproses. Oleh itu, sebagai syarat asas, adalah sangat penting untuk menggunakan alat dengan toleransi jejari yang sangat ketat (dalam julat mikron) semasa penamat bahagian yang sangat halus.
2. Bahan dan Salutan
Bahan alat mestilah lebih keras daripada bahan yang akan dimesin. Semakin besar perbezaan kekerasan antara bahan bahan kerja dan bahan alat, semakin sedikit haus alat dan semakin lama hayat alat. Oleh kerana suhu tempatan yang tinggi, ia juga perlu memastikan bahawa bahan alat tahan terhadap pengoksidaan.
Turun naik yang besar dalam beban terma dan keperluan untuk rintangan pengoksidaan bahan alat membawa kepada keperluan akhirnya untuk salutan pada badan alat tungsten karbida berbutir halus.
Sistem salutan yang dicuba dan diuji seperti TiN, TiCN dan TiAlCN dengan cepat mencapai hadnya dalam pemprosesan HSM. Oleh itu, sistem salutan berbilang komponen telah dibangunkan, berdasarkan nitrida dengan kandungan aluminium yang tinggi, dalam kombinasi dengan unsur lain seperti yttrium, vanadium atau tantalum. Prestasi yang lebih tinggi juga boleh dicapai menggunakan struktur lapisan nano, CBN dan PKD.
2. Keperluan HSM untuk pemegang alat
Disebabkan oleh kelajuan gelendong yang tinggi yang diperlukan dalam pemesinan HSM, sebaiknya gunakan sistem pemegang alat HSK-A dan HSK-E. Oleh kerana bebibir pemegang alat dipasang pada kepala gelendong, pemegang alat mempunyai sokongan mekanikal yang ditentukan dalam arah Z, jadi pada kelajuan yang lebih tinggi ia tidak diseret ke dalam gelendong kerana peningkatan daya emparan.
Ralat asas mungkin telah berlaku dalam fasa penyediaan proses, menyebabkan kurang getaran dan kawalan proses selamat menjadi mustahil. Untuk mencapai pemesinan HSM yang stabil, adalah penting untuk mengimbangi dan menyemak penjajaran alat dan pemasangan pemegang alatan seperti yang diperlukan. Had kelajuan putaran yang dikaitkan dengan jisim tidak seimbang juga mesti dipertimbangkan.
Sistem alat putar yang tidak seimbang atau tidak sejajar akan mengakibatkan:
• kualiti permukaan yang sangat buruk
• hayat alatan yang sangat rendah
• Kestabilan dan keselamatan proses yang lemah
• Kemungkinan kerosakan pada gelendong pengilangan
Ketidakseimbangan dan sisihan daripada kepekatan ideal yang disebabkan oleh perubahan mendadak dalam proses boleh dilihat dengan jelas dalam rajah skema di bawah:
Tiada sisihan berbanding ketumpuan sempurna: kekasaran teori yang lebih kecil
Sisihan daripada ketumpuan sempurna: kekasaran teori yang lebih besar
Jisim imbangan mempunyai pengaruh penting ke atas prestasi dinamik keseluruhan sistem berputar.
Ketidakseimbangan adalah bersamaan dengan mempunyai objek sipi berputar. Jasad sipi ini boleh mendorong daya emparan yang meningkat secara kuadratik dengan kelajuan putaran. Ini bermakna ketidakseimbangan yang sama mendorong 441 kali lebih banyak daya emparan pada gelendong pada 42,000 rpm seperti pada gelendong pada 2,000 rpm (212=441). Oleh itu, ketidakseimbangan susunan pemegang alat dalam pemesinan berkelajuan tinggi mempunyai kesan buruk yang ketara.
Menggunakan teknologi pengapit alat dalam HSM, anda boleh menggunakan pemegang alat dengan:
• Collet dan
• Pengurang
Sistem alternatif seperti penyambung Weldon tidak disyorkan kerana ia mempunyai kelemahan yang ketara dalam pemprosesan HSM.
Disebabkan oleh sifat redaman yang baik bagi pemegang alat yang dikumpul yang memberikan hasil yang baik semasa proses pengasaran, bersama-sama dengan sendi mengurangkan tahap ketegaran dan kebolehulangan yang sangat tinggi boleh dicapai. Ini penting untuk mendapatkan permukaan bahan kerja yang sempurna. Menggunakan pengurang membolehkan anda mencapai kepekatan yang sangat tepat (kurang daripada 0.003 mm sisihan) dan tork pemindahan yang tinggi.
Struktur reka bentuk pelbagai pemegang alat pengurangan: tork penghantaran bergantung pada struktur reka bentuk peralatan pengapit; struktur reka bentuk yang berbeza, mereka mungkin sangat berbeza.
