Page 45 - machining_titanium_rus_metric

Высокоскоростное фрезерование титана

К высокоскоростному фрезерованию (HSM) относятся следующие операции:
• фрезерование с большой скоростью резания,
• фрезерование с большой частотой вращения шпинделя,
• фрезерование с большой подачей.
Все упомянутые скорости взаимосвязаны. Увеличение частоты вращения шпинделя ФРЕЗЕРОВАНИЕ ТИТАНА
n автоматически приводит к увеличению скорости подачи Vf, увеличение скорости
резания Vc требуется соответствующего увеличения частоты вращения шпинделя n.
Поскольку скорость резания изменяется прямо пропорционально диаметру
вращающегося инструмента, обеспечение одинаковой Vc для фрез разных диаметров
требует разной частоты вращения шпинделя.
В контексте данного руководства более правильному пониманию HSM соответствует
высокая частота вращения шпинделя.
При фрезеровании титана скорости резания значительно ниже, чем при фрезеровании
стали. Современные материалы и новые технологии обработки привели к росту
средних скоростей резания и высокие значения Vc и n для титана могут выглядеть
как «нормальные» значения для стали.
Есть несколько факторов, которые увеличивают частоту вращения шпинделя n:
• малый диаметр инструмента,
• малый эффективный диаметр,
• трохоидальное фрезерование.

Малый эффективный диаметр de относится к фасонному фрезерованию (особенно
сферической фрезой) с малой глубиной резания. В таблице 28 и на Рис. 23 показаны
возможные случаи расчета эффективного диаметра для сферических фрез.

Пример
Твердосплавная концевая сферическая фреза диаметром 8 мм обрабатывает наклонную
поверхность титановой заготовки. Угол наклона α=12°, припуск на обработку за проход
a=0.1 мм. Материал заготовки отожженный Ti-6Al-4V, сплав концевой фрезы – IC908.
Найти частоту вращения шпинделя n.

Исходя из данных таблицы 28 эффективный диаметр
2
de=(8-2 х 0.1) х sin12°+2х√((8x0.1-0.1 ) х cos12°=3.36 (мм).
Базовая скорость резания V0=65 м/мин, таблица 8.
Упростим и предположим, что скорость резания одинакова (Vc=V0).
Частота вращения шпинделя n=(1000 х 65)/(π х 3.36)=6158 (об/мин).

Эффективный диаметр
Фасонные фрезы (сферическая фреза, тороидальная фреза и т. д.) имеют фасонный,
непрямой профиль режущей кромки, а режущий диаметр зависит от глубины резания.
В фасонном фрезеровании эффективный диаметр — это самый большой режущий диаметр.
Как правило, он соответствует диаметру, измеренному на осевой глубине резания.

Необходимая скорость резания должна быть рассчитана с учетом эффективного диаметра.
Его игнорирование может привести к существенным ошибкам в режимах и снижению
производительности.

Примечание. Для равной скорости резания, которая соответствует номинальному диаметру
инструмента d = 8 мм, частота вращения шпинделя 2586 об/мин. Для номинального диаметра
найденная частота вращения обеспечивает скорость резания 154,8 м/мин. Использование
этой виртуальной скорости в качестве характеристики рассматриваемой операции
вводит в заблуждение, поскольку реальная скорость резания значительно ниже.

43