درک تعادل حرارتی در ماشین آلات

تغییر شکل حرارتی در طول ماشینکاری زمانی رخ می دهد که گرما تولید شده توسط فرآیند برش باعث می شود قطعه کار و ابزار گسترش نابرابر، منجر به عدم ثبات بعدی و انتهای سطح ضعیف است. منابع اولیه گرما در ابزار ابزار ابزار ابزار - تراشه و شکل پلاستیک از مواد کاهش می یابد، به عنوان سرعت برش و افزایش میزان تغذیه، بنابراین بار حرارتی در کاربردهای حرارتی بالا، حتی یک ابزار توسعه دهنده از مواد را به عنوان یک دستگاه نفوذ اساسی و مقدار زیادی نمی تواند به عنوان یک دستگاه کنترل مواد را به عنوان یک دستگاه های فشرده کند.

چگونه نرم افزار CAM می تواند اثرات حرارتی را کاهش دهد

سیستم های مدرن CAM ارائه می دهد مجموعه ای از ویژگی های به طور خاص طراحی شده برای کنترل تولید گرما و توزیع.با شبیه سازی فرایند حذف مواد قبل از برش شروع، اپراتورهای می توانند نقاط بالقوه داغ را شناسایی کرده و استراتژی های تنظیم شده را بر اساس قابلیت های کلیدی CAM شامل تجزیه و تحلیل وضعیت واقعی، کنترل تعامل ابزار، شبیه سازی خنک کننده و ادغام با تجزیه و تحلیل عنصر محدود (FEA) است.

بهینه سازی پارامترهای از طریق CAM

خط اول دفاع در برابر رشد حرارتی تنظیم پارامترهای برش صحیح است. نرم افزار CAM می تواند سرعت توصیه شده، فیدها و عمق برش را بر اساس مواد ابزار، مواد قطعه کار و ویژگی های ماشین محاسبه کند. کاهش پارامترهای تعامل شعاعی (مرحله) و استفاده از عمق کوچکتر از برش به طور مستقیم کاهش میزان گرما در هر دندان، با این حال به سادگی کاهش می تواند به بهره وری آسیب برساند، به جای CAM، پارامترهای متعادل کننده را قادر می سازد که در هنگام تنظیم حجم مواد به طور خودکار در حالی که باعث می شود.

استراتژی های پیشرفته Toolpath

هندسه ابزارپاتی تأثیر عمیقی بر نسل گرما دارد. ابزار خطی سنتی اغلب باعث می شود ابزار در یک منطقه ساکن شود، تمرکز بر استراتژی های تولید شده CAM مانند trochchchoxy، پاکسازی تطبیقی، و لایه برداری لایه برداری ابزار را برای حرکت و حفظ زاویه تعامل ثابت، به ویژه، استفاده از یک حرکت دایره ای با یک گام کوچک، کاهش حجم عمیق تر و کاهش حجم از آسیب های حرارتی بدون آسیب رساندن به سرعت کاهش می دهد.

۳- شبیه سازی و برنامه ریزی کاربردی Coolant

در حالی که خنک کننده از نظر فیزیکی بر روی دستگاه اعمال می شود، نرم افزار CAM اکنون می تواند تحویل خنک کننده را شبیه سازی کند و اثربخشی آن را پیش بینی کند. خنک کننده با فشار بالا فشار بالا از طریق چرخش، از طریق ابزار خنک کننده و سیل / مواد افزودنی خنک کننده (EP) همه می تواند برای صرفه جویی در بسته های مایع به منطقه برش، همچنین می تواند ابزار برنامه ریزی برای اجازه دسترسی بهتر خنک کننده باشد - برای استفاده از ابزار خنک کننده مایع (به جای استفاده از خاموش کردن)

۴- جبران حرارتی در CAM

حتی با شرایط برش کامل، برخی از گرما باقی خواهد ماند. نرم افزار CAM می تواند جبران حرارتی را با استفاده از مدل توسعه پیش بینی شده به ابزارpath ترکیب کند، به عنوان مثال، اگر انتظار می رود که ساعت کار 0.02 میلی متر در یک منطقه خاص به دلیل خیس شدن گرما رشد کند، CAM می تواند ابزار را با استفاده از آن مقدار جبران کند تا پس از خنک کردن بخش در اندازه صحیح به پایان می رسد این رویکرد بهترین وجه زمانی که با نظارت بر سرعت دقیق تر در دستگاه های پس از پردازش، تنظیم می کند.

تجزیه و تحلیل عنصر Finite (FEA)

برای قطعات بحرانی، CAM-integrated FEA اجازه می دهد تا شبیه سازی کامل حرارتی مکانیکی را مدل کند.این نرم افزار به مدل های کار قطعه هندسه، ابزار، برش نیرو و نرم افزار خنک کننده برای پیش بینی توزیع دما در طول چرخه ماشینکاری اجازه می دهد تا مهندسان مناطق را شناسایی کنند که در آن تغییر شکل حرارتی احتمالا ویژگی های از تحمل و سپس تغییر ابزار یا اضافه کردن چرخه های باقی مانده برای اجازه دادن به بخشی خنک کننده FEA اغلب می تواند به کاهش بخش های تسکین دهنده های خشن و خاموش کردن استرس است.

بهترین تمرین ها و نکات عملی برای استفاده از CAM برای کنترل تخریب حرارتی

  • از ابزار تعامل مداوم استفاده کنید: اجتناب از شکاف کامل یا برش های شعاعی عمیق.استراتژی هایی مانند trochpid فرزان و خشن سازی سازگار ابزار را در یک زاویه ثابت نگه می دارد (معمولا 10 تا 30 درصد از قطر ابزار در تعامل شعاعی).
  • برنامه ریزی سفت و سخت و پایان توالی: انجام خشن در چندین عبور با استفاده از ابزار خاص خشن که ترک یک کمک هزینه (به عنوان مثال، 0.5-1 میلی متر) اجازه می دهد تا بخشی برای خنک کردن بین خشن و پایان، برنامه نویسی "cooldown" ساکن یا یک چرخه سریع هوا.
  • استراتژی خنک کننده مناسب را انتخاب کنید: برای مواد با هدایت حرارتی پایین (به عنوان مثال تیتانیوم)، استفاده از فشار بالا، از طریق ابزار خنک کننده برای آلومینیوم، خنک کننده سیل اغلب کافی است اما باید به طور مداوم هدایت شود.
  • ابزار سنسور: CAM می تواند استفاده از ابزار را ردیابی کند و جایگزینی را پس از تعدادی از چرخه های خاص توصیه کند. ابزار Dull تولید بسیار بیشتر گرما. یکپارچه سازی داده های ابزار زندگی از ماشین به CAM برای برنامه ریزی پویا.
  • از مدل های دمای پیش بینی شده استفاده کنید: حتی بدون FEA، بسیاری از بسته های CAM می توانند افزایش دما را در هر برش با استفاده از فرمول های تجربی برآورد کنند.استفاده از این اعداد برای تنظیم حداکثر زمان برش در هر منطقه قبل از استراحت خنک کننده.
  • جهت گیری و شبیه سازی ثابت: CAM می تواند قطعه کار و برش ثابت را مدل کند، با شبیه سازی انبساط حرارتی، شما می توانید ببینید که آیا بخش از تعمیر و یا تغییر، ابزار را تنظیم می کند تا حساس ترین مناطق را کاهش دهد، زمانی که بخش به تعادل حرارتی رسیده است.
  • بازخورد حرارتی پردازش پس از پردازش: ماشین آلات مدرن CNC می توانند داده های سنسور را خروجی دهند. اتصال این به CAM برای یک پست تغذیه سازگار اگر دمای موتور چرخش یا دمای خنک کننده فراتر از یک آستانه افزایش می یابد، برنامه NC تولید شده CAM شامل کاهش تغذیه مشروط است.

ملاحظات مادی -

آلومینیوم آلومینیوم آلومینیوم

آلومینیوم دارای هدایت حرارتی بالا است، اما همچنین یک ضریب بالا از گسترش حرارتی نازک است. قطعات آلومینیوم به ویژه مستعد تحریف از گرما هستند. استراتژی های CAM برای آلومینیوم باید به دنبال تحریکات با تعامل شعاعی کوچک و سرعت چرخش بالا برای نگه داشتن تراشه های کوچک است.

فولاد و فولاد ضد زنگ

فولاد هدایت حرارتی کمتری نسبت به آلومینیوم دارد، بنابراین گرما نزدیک به منطقه برش متمرکز می شود. CAM باید ابزار را در یک زاویه ثابت نگه دارد - برش های قطع شده را که اجازه می دهد ابزار خنک و سپس دوباره وارد شود، از ابزارهای متغیری که اوکس تولید می کند استفاده کند و در صورت امکان از طریق خنک کننده های ضد زنگ استفاده کند، کاهش نرخ های تغذیه و استفاده از فشار بالاتر برای جلوگیری از سخت کار، که باعث تولید بیشتر می شود.

تیتانیوم و آلیاژ های بالا

این مواد برای ایجاد گرما بدنام هستند زیرا آنها گرما را حفظ می کنند و هدایت حرارتی ضعیف دارند. CAM باید از تعامل بسیار محافظه کارانه (5 تا 10 درصد از قطر ابزار ابزار) و فشار بسیار خنک کننده بالا استفاده کند.و ابزار تروفیوئید ایده آل است. CAM همچنین باید حداقل ضخامت تراشه را مجبور کند تا از مالی جلوگیری کند، که گرما را بدون برش تولید می کند.

منابع خارجی برای خواندن بیشتر

برای عمیق تر کردن درک خود، با منابع معتبر زیر مشورت کنید:

نتیجه گیری

تغییر شکل حرارتی یک خطر همیشه در ماشینکاری دقیق است، اما یک چالش غیرقابل تحمل نیست.با در نظر گرفتن قابلیت های کامل نرم افزار مدرن CAM - از بهینه سازی پارامتر و ابزار پیشرفته برای شبیه سازی خنک کننده و ادغام FEA - ماورها می توانند به طور چشمگیری خطاهای مربوط به حرارت را کاهش دهند. کلید این است که فراتر از درمان CAM به عنوان یک ابزار صرفا و ژنراتور پیشرفته، به جای آن، بهترین روش های دقیق تر، به عنوان یک سیستم بازخورد دقیق تر، استفاده کند.