Розуміння термодеформації в обробці

Термодеформація під час обробки відбувається, коли теплогенерується процесом різання викликає заготовку і інструмент для розширення нерівномірно, що веде до мірних неточностей і слабкої обробки поверхні. Основні джерела тепла тертя на інструменті-чипсу і пластичної деформації матеріалу, що ріжуча. Як швидкість різання і підвищення потужності живлення, тому робить теплове навантаження. У високоточних додатках навіть кілька мікронів теплового розширення може відштовхнути частину від толерантності. Фактори, такі як теплопровідність, геометрія інструменту, охолоджуюча програма і жорсткість машини, що впливає на скільки тепло накопичується і як точність. Розуміння цих основ дозволяє інженераматорам просто генерувати програмне

Як CAM програмні Mitigates теплові ефекти

Сучасні CAM-системи пропонують люкс функцій, спеціально розроблених для контролю теплогенерації та розподілу тепла. При симуляції процесу видалення матеріалів перед початком різання оператори можуть визначити потенційні гарячі плями та корегувати стратегії відповідно. Ключові можливості включають аналіз стану реального часу, контроль за допомогою інструменту, моделювання охолоджуючого матеріалу та інтеграцію з скінченним елементом (FEA). До наступних розділів деталі найбільш ефективні CAM‐driven підходи до мінімізації теплової деформації.

1. Оптимізовані параметри різання через CAM

Перша лінія захисту від теплового зростання встановлює правильні параметри різання. Програмне забезпечення CAM може обчислювати рекомендовані швидкості, живлення та глибини різання на основі інструментального матеріалу, заготовки матеріалу та машинних характеристик. Зниження радіальної взаємодії (покроювання) та використання меншої глибини розрізу безпосередньо знижує тепло на зуб. Однак просто уповільнення може пошкодити продуктивність. Замість CAM дозволяє збалансовані параметри, які підтримують витрати видалення матеріалів при збереженні навантаження на чіп, достатньо легко уникнути зайвого тертя. Сучасні CAM системи також обліковуються для розтягування чіпа, автоматично регулюючи ставки живлення, щоб підтримувати постійний товщину чіпа, як засіб, що бере на себе різну кількість матеріалу. Це запобігає локалізацію локалізованих перегріву або перегріву.

2. Розширені стратегії

Геометрія інструментальної системи має глибокий вплив на теплогенерацію. Традиційні лінійні інструментальні засоби часто викликають інструмент для відбухання в одній області, концентрування тепла. CAM-генеровані стратегії, такі як трохоїдне фрезерування, адаптивне очищення, а очистка фрезерування зберігає інструмент переміщення і зберігає постійний кут залучення. Трохоїдне фрезерування, зокрема, використовує круговий рух з невеликим радіусом радіального, зменшення теплоусадки і що дозволяє більш глибоким зрізам без теплової шкоди. Адаптивний інструментарій використовують алгоритми для зміни інструментального об'єму, що залишається з попередніх переходів, що значно підвищується в різанні стратегії і за рахунок. За рахунок розширення.

3. Планування та застосування охолоджуючої речовини

Хоча охолоджуюча рідина фізично застосовується на машині, програмне забезпечення CAM тепер може імітувати прохолодну доставку і прогнозувати її ефективність. Висока стійкість охолоджувача через шпиндель, крізь керма охолоджуючого, і паводка / екстримуер (EP) добавки можуть бути всі, щоб забезпечити рідину досягає зони різання. CAM може також планувати приладопатії, щоб дозволити краще охолоджуючий доступ - наприклад, використовуючи запис шелікса замість занурення, коли інструмент повинен проникнути оптимальну термічну порожнину. При симуляції потоку і тепловідведення оператори можуть вирішити, чи використовувати повені охолоджуючі, миючі, або кріогенні охолоджуючі засоби. Деякі CAM-опагуючі, зберігаючи, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08, M08,

4. Термозняття в КАМ

Навіть з ідеальними умовами різання, деяке теплове буде залишатися. Програмне забезпечення CAM може включати термо компенсацію, застосовуючи модель передбачуваного розширення для інструментальної установки. Наприклад, якщо заготовка очікується, щоб виростити 0.02 мм в певній області через спекотний замочування, CAM може згасити приладопатію, за допомогою цього кількості, щоб після охолодження частини закінчилося на коректному розмірі. Цей підхід найкраще працює при поєднанні з внутрішньопроцесорним вимірюванням і моніторингом температури. Багато CAM-системи тепер пропонуються "термальні компенсації помилок", які регулюють живлення і швидкості в режимі реального часу на основі комп'ютерних датчиків зворотного зворотного зв'язку. Хоча це більш поширено на рівні післяопера CAM-процесора CAM-процесорна теплоємність, вона залежить від точного навантаження.

5. Аналіз фінітів елемента (FEA)

Для критичних частин CAM‐integrated FEA дозволяє повністю теплово-механічне моделювання. Програмні моделі заготовки геометрії, інструментальної системи, ріжучих сил і прохолодних додатків для прогнозування розподілу температури протягом циклу обробки. Цей зворотний зв'язок дозволяє інженерам виявити ділянки, де термо деформація, ймовірно, відштовхує функції від толерантності, а потім модифікувати інструментальний CAM і додати цикли опуклості, щоб дати частину охолодження. FEA також може імітувати залишкову навантаження після грубого затемнення, що часто є найбільшим джерелом спотворення в тонко-малинових частинах. За допомогою CAM і FEA виробники можуть практично виключити шестереження і кривих терорів і зменшити рівень кривих кривих кривих і зменшити рівень брухтів.

Кращі практики та практичні поради щодо використання CAM для контролю теплової деформації

  • Використовувати постійні захоплюючі системи: Уникайте повного розслаблення або глибоких радіальних зрізів. Стратегії, такі як trochoidal фрезерування і адаптивне грубе змикання, зберігають інструмент, що займається послідовним кутом (типово 10–30% діаметра інструменту в радіальній взаємодії).
  • Plan грубо і оздоблювальні послідовності: Виконувати шорстке за допомогою шорстких ‐специфічних інструментів, які залишають рівномірну припуск (наприклад, 0.5–1 мм). Дозволити частину охолонути між шорсткими і оздоблювальним, програмування «холодного» віддаю або швидким повітряним вибуховим циклом.
  • Виберіть правильну стратегію охолоджуючого засобу: Для матеріалів з низькою теплопровідністю (наприклад, титаніум), використовуйте високотемпературний, крізь керма охолоджувача. Для алюмінію, холодоаген часто досить холодний, але необхідно спрямований безперервно. Симулятор покриття в CAM, щоб уникнути сухих плям.
  • Monitor tool wear: CAM може відстежувати використання інструменту і рекомендувати заміну після певного ряду циклів. Інструмент дуелі значно більше тепла. Інтеграція даних з верстата в CAM для динамічного планування.
  • Використовувати моделі заданого температур: Навіть без FEA багато CAM-пакетів можуть оцінити підвищення температури на різці за допомогою емпіричних формул. Використовуйте ці цифри, щоб встановити максимальний час різання на зону перед розбиттям охолодження.
  • Orientation and fixture model: CAM може моделювати заготовку та затискання затискачів. При скомульгуванні теплового розширення можна побачити, якщо частина буде піднімати застібку або зрушити. Регульувати інструментапат, щоб вирізати найчутніші ділянки, останні, коли частина досягла теплової рівноваги.
  • Поточна теплова зворотна зворотна зв'язка: Сучасні машини з ЧПУ можуть вихідні дані датчика температури. Підключіть це до CAM для адаптивного перенапруження живлення. Якщо температура двигуна хребта або температура охолоджуючого повітря піднімається за поріг, програма CAM‐generated NC включає в себе умовне зменшення живлення.

Матеріал -Спеціальні характеристики

Алюміній

Алюмінієвий має високу теплопровідність, але також високий коефіцієнт теплового розширення. Тонкі алюмінієві деталі з тонким стіновим покриттям особливо схильні до спотворення від тепла. CAM-стратегії для алюмінію повинні сприяти трофеїдному шорсткості з невеликими радіальними зусиллями і високою швидкістю шпиндель, щоб тримати чіпи невеликими. Не обов'язковою є використання ковтки для зменшення теплогенерації на виході з інструменту.

Сталеві та нержавіючі сталі

Сталева має меншу теплопровідність, ніж алюмінієвий, тому теплоконцентровані поблизу зони різання. КАМ повинен тримати інструмент, який займається стійким кутом - вадами переривається ріжучі , які дозволяють інструмент охолонути, а потім ретерентер. Використовуйте мінливі інструменти спіралі і наносити через ручний охолоджувач при можливому. Для нержавіючої сталі, зменшити витрати живлення і використовувати більш високий охолоджувач тиску, щоб уникнути охолодження роботи, який сам виробляє додаткове тепло.

Титанові та високотемпературні сплави

Ці матеріали неординарні для теплозбірки, оскільки вони зберігають тепло і мають погану теплопровідність. КАМ необхідно використовувати надзвичайно консервативну радіальну взаємодію (5–10% діаметра інструменту) і дуже високий охолоджуючий тиск. Трохоїдні інструментальні засоби ідеальні. КАМ необхідно також змусити мінімальну товщину чіпа, щоб уникнути тертя, що генерує тепло без різання. Передотримуючи початкові точки введення знижує раптове завоювання.

Зовнішні ресурси для подальшого читання

Щоб поглибити своє розуміння, зверніться до наступних авторитетних джерел:

Висновок

Термодеформація - це коли-небудь є основною ризиком у точному механічному обробці, але це не є неприпустимим завданням. За допомогою ембракції повного потенціалу сучасного програмного забезпечення CAM - від оптимізації параметрів та розширених інструментів для охолодження імітації та інтеграції ОЗЕ - виробники можуть різко зменшити похибки теплооб'єднаних. Ключ - переходити за межі обробки CAM як мереативний генератор інструментів і замість його використання в якості комплексної системи управління термічними. При поєднанні з строгими матеріальними стратегіями та кращими практиками, CAM дозволяє послідовно змінювати якість частини, коротший цикл часу і знизити рівень скребта. Як машинні інструменти та датчики стають більш підключеними, майбутнє CAM-повідно-повідно-опові методи, які будуть включатимуть реально в режимі реального часу, що в режимі реального часу, ймовірно, що можуть включатимелювання