Applicazione di utensili da taglio nella fresatura ad alta velocità
La fresatura ad alta velocità (HSM) utilizza velocità di avanzamento elevate e parametri di taglio ridotti. La vibrazione dell'utensile influisce direttamente sulla qualità della superficie lavorata. Pertanto, è molto importante mantenere una forza di taglio uniforme ed evitare vibrazioni dell'utensile durante la finitura della fresatura ad alta velocità.
1) Una buona coassialità favorisce una distribuzione uniforme del carico sul tagliente;
2) Una maggiore sovrapposizione del tagliente è vantaggiosa per ottenere caratteristiche di forza di taglio uniformi (angolo dell'elica e numero di scanalature maggiori);
3) La lunghezza di taglio corta favorisce l'ottenimento di una migliore rigidità;
4) La sezione trasversale dell'anima è la migliore e la concentrazione di sollecitazione nell'intaglio è la più piccola.
Quando si utilizza la fresatura ad alta velocità per lavorare materiali ad alta durezza, il carico sul tagliente aumenterà, il che genererà più calore per attrito, e l'angolo di spoglia dell'utensile deve essere ridotto. Quando il materiale è molto duro e il materiale dell'utensile è molto fragile, può anche portare a uno smusso negativo.
Se la precisione di lavorazione è molto elevata, come condizione di base, la dimensione dell'utensile di finitura dovrebbe soddisfare rigidi requisiti di tolleranza.
Materiale e rivestimento:
Il materiale dell'utensile deve essere più duro del materiale da lavorare. Più duro è il materiale dell'utensile, minore è l'usura dell'utensile e maggiore è la durata dell'utensile.
Durante il processo di taglio, la temperatura locale è molto elevata ed è necessario garantire che il materiale dell'utensile abbia resistenza all'ossidazione. Le grandi fluttuazioni del carico termico e i requisiti per la resistenza all'ossidazione dei materiali degli utensili rendono necessario rivestire definitivamente gli utensili in metallo duro a grana fine. Ad esempio, l'uso di TiN, TiCN e TiAlCN può esercitare meglio le prestazioni della lavorazione ad alta velocità. Utilizzando la struttura a nano strati, CBN e PKD, è anche possibile ottenere prestazioni più elevate.
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Applicazione del portautensili nella fresatura ad alta velocità
A causa dell'elevata velocità del mandrino richiesta nella fresatura ad alta velocità, è preferibile utilizzare i sistemi di portautensili HSK-A e HSK-E.
Poiché la flangia del portautensile è installata sulla testa del mandrino, il portautensile ha un chiaro supporto meccanico nella direzione Z, quindi non entrerà nel mandrino a causa dell'aumento della forza centrifuga a velocità più elevate.
Equilibrio dinamico e coassialità
Per ottenere una fresatura stabile ad alta velocità, è importante bilanciare dinamicamente l'utensile e il dispositivo portautensile e verificarne la coassialità secondo i requisiti. È inoltre necessario considerare il limite di velocità di rotazione correlato alla qualità dell'equilibrio dinamico.
Un sistema di utensili rotanti con scarso equilibrio dinamico o scarsa coassialità porterà a:
• Qualità superficiale molto scadente
• Vita utensile molto bassa
• Scarsa stabilità e sicurezza di lavorazione
• Può danneggiare il mandrino di fresatura
Squilibrio e deviazione dalla coassialità ideale causati da improvvisi cambiamenti nel processo di lavorazione, il risultato è visibile molto chiaramente nel seguente diagramma schematico:
La deviazione della coassialità è piccola e la rugosità teorica è piccola
Maggiore deviazione della coassialità, maggiore rugosità teorica
L'equilibrio dinamico ha un'influenza importante sulle prestazioni dinamiche dell'intero sistema rotante. Quando sbilanciato, c'è un oggetto eccentrico che ruota. Questo oggetto eccentrico può indurre la forza centrifuga, che aumenta esattamente con l'aumento della velocità. Pertanto, lo squilibrio del dispositivo portautensile nelle lavorazioni ad alta velocità ha conseguenze negative particolarmente evidenti. Si consiglia di utilizzare l'interfaccia HSK-E.
Applicazione della tecnologia di bloccaggio degli utensili per la fresatura ad alta velocità:
• Mandrino e dado
• Connessione termorestringente
Poiché le buone caratteristiche di smorzamento del portautensile con mandrino possono portare buoni risultati al processo di sgrossatura, può raggiungere rigidità e ripetibilità estremamente elevate, essenziali per ottenere una superficie del pezzo perfetta.
Il portautensile termoretraibile può ottenere una coassialità molto accurata (deviazione inferiore a 0,003 mm) e trasmettere una coppia elevata.
Struttura di progetto di vari portautensili di diametro ridotto:
La coppia trasmessa dipende dalla struttura costruttiva del dispositivo di bloccaggio. La struttura del design è diversa, possono essere molto diverse.
