При фрезеровании еще одним важным, но часто упускаемым из виду фактором является биение инструмента. Вообще говоря, если биение превышает 0,01 мм (1/7 диаметра человеческого волоса), срок службы инструмента может сократиться вдвое. Очень важно максимально уменьшить биение инструмента при использовании фрез с очень малыми характеристиками. Для некоторых фрез малого диаметра биение в 0,01 мм удвоит нагрузку от стружки, действующую на один зуб, что приведет к ускоренному износу режущей кромки фрезы. Хотя в некоторых обрабатывающих цехах используются дорогие станки и высококачественные инструменты, они используют недорогие патроны для инструментов с низкой точностью, что является важной причиной многих проблем при обработке. Высокоточные инструментальные патроны (включая патроны с горячей установкой, гидравлические патроны и т. д.) могут практически устранить негативное влияние биения инструмента.
Используйте мультифункциональное ПО для программирования
Программное обеспечение для создания УП необходимо для поддержания постоянной нагрузки на стружку. По сравнению с системой программирования более низкого уровня, высокопроизводительная кулачковая система может использовать больше точек данных для определения траектории инструмента. Этот тип кулачковой программы также может контролировать врезание и вырезание инструмента, чтобы сила резания, действующая на лезвие, поддерживалась на разумном уровне. Хотя высококачественное программное обеспечение CAM обычно дороже, его преимущества могут окупить более высокую первоначальную стоимость покупки.
Функция системы управления станком также играет важную роль в эффективном фрезеровании. Чтобы эффективно реализовать стратегию высокоскоростного фрезерования, станок должен обладать большой вычислительной мощностью, чтобы заранее прогнозировать и плавно обрабатывать быстрые изменения параметров обработки, заданных кулачковой программой. При высокоскоростном фрезеровании для отслеживания и выполнения сложных команд движения станка требуется, чтобы система управления и сервопривод станка обрабатывали большое количество блоков кода на высокой скорости, но старый контроллер и сервер могут не соответствовать этому требованию.
Управление сроком службы инструмента
Что касается стойкости инструмента при высокоскоростном фрезеровании, если тщательно учитывать нагрузку стружки, биение инструмента и другие проблемы (например, жёсткость станка), можно получить неожиданные результаты. При фрезеровании закаленной стали правильное применение фрезы может продлить срок службы инструмента. Конечно, определение срока службы инструмента также является одним из факторов, которые следует учитывать. Требования заказчика к качеству поверхности матрицы могут ограничить срок службы фрезы до замены инструмента.
Высокая температура резания отрицательно влияет на срок службы инструмента. Следовательно, при высокоскоростном фрезеровании использование небольшой глубины резания может увеличить время выхода фрезы из резания, так что режущая кромка может быть охлаждена, тем самым продлевая срок службы инструмента. При фрезеровании материалов заготовок с твердостью более 48 HRC, чтобы избежать термического удара инструмента, для замены охлаждающей жидкости обычно можно использовать воздушно-струйное охлаждение или масляный туман/воздушный туман. Хотя в некоторых случаях поток охлаждающей жидкости может смыть стружку и избежать вторичной резки, струйное охлаждение, несомненно, является лучшим вариантом, поскольку оно устраняет необходимость выдерживать резкие и изменения температуры инструмента.
Выберите подходящие режущие инструменты
Как и тенденция развития всей отрасли, к пресс-формам предъявляются все более высокие требования к точности размеров, и эти требования отражаются на режущих инструментах, используемых для обработки форм и их деталей. Несколько лет назад типичный допуск радиального размера фрезы со сферическим концом составлял 10 мкм. Сейчас она близка к 5 мкм. Для деталей, обработанных шаровой концевой фрезой с низкой точностью формовки, трудно добиться высокой точности посадки. В промышленности по производству пресс-форм со строгими требованиями к точности (например, погрешность несоответствия пресс-формы для экструзии жидкого силикона снижается до 2 мкм). Очень важно избегать ошибок, вызванных инструментами.
Поскольку при фрезеровании закаленных материалов выделяется большое количество тепла, многие твердосплавные концевые фрезы, используемые для твердого фрезерования, используют термобарьерное покрытие (например, покрытие AlTiN). Чтобы улучшить термостойкость и прочность, в этих фрезах обычно используется микрокристаллическая твердосплавная матрица высокой твердости (содержание кобальта 8%), а режущая кромка имеет отрицательный передний угол для предотвращения разрушения кромки. При тонком фрезеровании можно использовать фрезы из кубического нитрида бора (CBN), а концевые фрезы с лезвиями очень подходят для чернового фрезерования.
Микрофреза может обрабатывать микроэлементы, которые раньше можно было реализовать только с помощью электроэрозионной обработки. В настоящее время доступны фрезы диаметром всего 0,1 мм, и даже такая маленькая фреза может эффективно применяться для высокоскоростного фрезерования, если используется меньшая длина канавки.
Комплексный баланс различных факторов
Чтобы максимизировать эффективность производства и качество обработки фрезерования закаленной стали, мы должны комплексно применять прецизионные инструменты, современное программное обеспечение CAM, высокопроизводительные станки, высокоточные инструментальные цанги и принимать другие меры (например, замену охлаждающей жидкости). Поставщики инструментов, станков и материалов заготовок обычно готовы предоставить свой собственный опыт и навыки, чтобы помочь обрабатывающему цеху достичь реального баланса процессов и достижения целей производительности.