Công nghệ gia công cao tốc

HSM đã đượcnghiên cứu trong một thời giandài(từ những năm đầu của thế kỷ 20). -Những nghiên cứu đầu tiênvềgia công cao tốcđã được thực hiện bởiCarlSalomonnăm 1931. -Ngày27 Tháng Tư 1931,FriedrichKruppAGđãđược cấpbằng sáng chếcủa Đức về “method of machining metal or of materials behaving similarly when being machined with cutting tools”. Dựatrêncác nghiên cứucắt gọt kim loạiđược thực hiện bởiCarl.Salomon vớithép,kim loại màuvàánh kimởtốc độcắt:440m/phút(thép);1.600m/phút(đồng),2.840m/phút (đồng)và lênđến16.500m/phút (nhôm)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ gia công cao tốc-HSM đã được nghiên cứu trong một thời gian dài (từ những năm đầu của thế kỷ20).-Những nghiên cứu đầu tiên về gia công cao tốc đã được thực hiệnbởi Carl Salomon năm 1931.-Ngày 27 Tháng Tư 1931, Friedrich Krupp AG đã được cấp bằng sáng chế của Đứcvề “method of machining metal or of materials behaving similarly when beingmachined with cutting tools”. Dựa trên các nghiên cứu cắt gọt kim loại được thựchiện bởi Carl. Salomon với thép, kim loại màu và ánh kim ở tốc độ cắt: 440 m / phút (thép); 1.600 m /phút (đồng),2.840 m / phút (đồng) và lên đến 16.500 m / phút (nhôm).-Định nghĩa đầu tiền về gia công cao tốc được đưa ra bởi Carl. Salomon (1931):(HSM-High Speed Machining) .“The first definition of HSM was proposed by CarlSalomon in 1931. He has assumed that at a certain cutting speed which is 5 –10times higher then in conventional machining, the chip tool interface temperature willstart to decrease”.-Trước khi có sự phát triển mạnh của công nghệ CNC , dụng cụ cắt và côngnghệ vật liệu thì các máy gia công cao tốc còn nhiều h ạn ch ế. Hiện nay, cácmáy gia công cao tốc (HSM-High Speed Machining) đều là các máy CNC, vàđược sử dụng nhiều hơn.-Gia công cao tốc (Speed Machining-HSM) là một trong những phương pháp giacông hiện đại. So với các phương pháp cắt gọt truyền thống thì gia công cao tốcgiúp nâng cao năng suất, độ chính xác và chất lượng chi tiết gia công .- Máy gia công cao tốc không có bộ điều khiển CNC :máy phay cao tốc, tiện cao tốc... - Máy gia công cao tốc CNC : trung tâm tiện cao tốc; trung tâm phay cao tốc; trung tâm gia công cao tốc; máy tiện cao tốc CNC; máy phay cao tốc CNC….- Tốc độ trục chính trong gia công cao tốc là hơn 15.000 vg/ph. Ngoài ra các yếu tố khácnhư chế độ gia công, vật liệu dao cắt cũng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình gia côngcao tốc. Dải tốc độ cắt trong gia công cao tốc cho các vật liệu khác nhau được trình bày ởhình dưới.3.1> Động cơ:- Động cơ dẫn động hành trình chạy dao : Để đạt được tốc độ cắt cao và gia công chínhxác thì động cơ chạy dao phải có: công suất lớn, tốc độ cao, khả năng đáp ứng điều khiển(vị trí và tốc độ) nhanh chóng. Thường dùng động cơ AC servo hoặc DC servo công suất l ớn( có nghĩa là dòng điện và điện áp làm việc cao, có khi lên đến vài trăm V).- Động cơ dẫn động trục chính: phải có tốc độ quay cao ( có thể đạt hơn 10.000 vòng/phút)và công suất lớn. Động cơ thường dùng là loại servo motor cao tốc, hi ện đại hơn là loạiđộng cơ tích hợp (tích hợp giữa động cơ và trục chính).3.2> Trục chính: Tr-Độ cứng vững của trục chính phải cao.-Trục chính phải có tính chống mòn cao và độ ổn định nhiệt cao.-Tr-Các ổ đỡ phải chịu được số quay vòng cao-Kích thước ổ, kiểu ổ, số ổ, kiểu bôi trơn ổ và vật liệu làm ổ yêu cầuphải được kiểm tra gắt gao cho máy công cụ gia công cao tốc. Kiểu ổ đỡlai hoặc hoàn toàn bằng ceramic là cần thiết cho gia công cao tốc.-Trục chính và thiết gá đặt (phôi hoặc dao) phải có đồng tâm cao và cânbằng rất tốt (khi tiện cao tốc đòi hỏi phôi-thiết bị kẹp phôi-trục chính cósự cân bằng cao): Khi số vòng quay tăng thì lực li tâm sẽ tăng nhanh. Sựmất cân bằng trong hệ thống cũng như sự không đồng tâm sẽ làm gia tănglớn lực li tâm, gây rung động máy …. Do đó hệ thống gá đặt, trục chínhphải có độ đồng tâm cao và cân bằng tốt trong gia công cao t ốc.3.3> Khung máy và các hệ thống hỗ Khungtrợ như che chắn máy, hệ thống bôitrơn,làm mát,… ,…-Khung máy phải có độ cững vững caođể chịu được ứng suất sinh ra khi giacông cao tốc.-Thiết bị che chắn máy và các cửa sổphải được làm bền nhằm đảm bảo antoàn khi có sự cố.3.4> Bộ phận dẫn động hành trình chạy dao (vít me bi, thanh trượt, bạc trượt):chịu tác dụng của lực cắt và tải trọng di động.- Phải có độ bền cao, chống mòn tốt và được bôi trơn tốt3.5> Hệ thống cấp dung dịch trơn nguội:3.5> th -Gia công cao tốc yêu cầu phải có hệ thống cung cấp dung dịch trơn ngu ội áp -Giasuất cao để có thể làm mát dao một cách hiệu quả. Ở tốc độ quay cao, ở xungquanh dao cắt xuất hiện vùng gió xoáy nên phương pháp làm nguội truyền thốngkhông thể làm nguội hiệu quả. Yêu cầu dung dịch trơn nguội phải sạch hơn so vớithông thường nên hệ thống cấp dung dịch trơn nguội phải có khả năng lọc tốt.Trong nhiều trường hợp người ta sử dụng gia công cao tốc khô để loại trừ các rắcrối do hệ thông cấp dung dịch trơn nguội không đạt yêu cầu.3.6>Bộ điều khiển CNC:3.6> -Bộ điều khiển CNC phải có khả năng xử lý đủ nhanh và chính -Bxác.xác.*Trên thế giới: Gia công cao tốc được sử trong nhiều lĩnh vực công nghiệp:-Công nghiệp ôtô: để sản xuất ra các bộ phận của ô tô.- Các chi tiết trong thiết bị y tế.-Công nghiệp hàng không, vũ trụ: để gia công các chi tiết làm bằng nhôm với thành mỏng.-Công nghiệp khuôn mẫu: để gia công tinh với độ chính xác các chi tiết làm bằng v ật li ệucứng như khuôn dập, khuôn rèn, khuôn nhựa.-Công nghiệp quân sự: sản xuất vũ khí, khí tài và trang thiết bị quân sự ……*Tại Việc Nam: HSM còn ít được sử dụng do giá thành của máy HSM cao, nềncông nghiệp chưa phát triển. Gần đây đã áp dụng HSM trong gia công khuônmẫu, và Công ty TNHH Cơ điện tử Bách Khoa_BKMech đã sản xuất được máyphay cao tốc CNC 3 trục HSM50 (nội địa hóa phần lớn về kết cấu cơ khí, bộ điềukhiển, động cơ và một số chi tiết quan trọng vẫn phải nhập ngoại)-MATRIX-FLYMILL-XCEEDERVideo ...