Výskum procesu obrábania grafitu 2

Pri vysokorýchlostnom obrábaní grafitu sa v dôsledku tvrdosti grafitového materiálu, prerušenia tvorby triesok a vplyvu vysokorýchlostných rezných charakteristík počas procesu rezania vytvára striedavé rezné napätie a vznikajú určité rázové vibrácie. Nástroj je náchylný na odieranie čela a bočnej plochy. Oder vážne ovplyvňuje životnosť nástroja, takže nástroj používaný na vysokorýchlostné obrábanie grafitu vyžaduje vysokú odolnosť proti opotrebovaniu a nárazu.

Nástroje s diamantovým povlakom majú výhody vysokej tvrdosti, vysokej odolnosti proti opotrebovaniu a nízkeho koeficientu trenia. V súčasnosti sú nástroje s diamantovým povlakom najlepšou voľbou na spracovanie grafitu.

Nástroje na obrábanie grafitu si tiež musia zvoliť vhodný geometrický uhol, ktorý pomáha znižovať vibrácie nástroja, zlepšovať kvalitu obrábania a znižovať opotrebovanie nástroja. Výskum nemeckých vedcov o mechanizme rezania grafitu ukazuje, že odstraňovanie grafitu počas rezania grafitu úzko súvisí s uhlom sklonu nástroja. Rezanie s negatívnym uhlom sklonu zvyšuje tlakové napätie, čo je prospešné pre podporu drvenia materiálu, zlepšenie účinnosti spracovania a zabránenie tvorbe veľkých úlomkov grafitu.

Medzi bežné typy konštrukcií nástrojov na vysokorýchlostné rezanie grafitu patria čelné frézy, guľové frézy a zaoblovacie frézy. Čelné frézy sa všeobecne používajú na obrábanie povrchov s relatívne jednoduchými rovinami a tvarmi. Guľové frézy sú ideálne nástroje na obrábanie zakrivených povrchov. Zaoblovacie frézy majú vlastnosti guľových fréz aj zaoblených fréz a možno ich použiť na obrábanie zakrivených aj rovných povrchov.

Parametre rezania

Výber primeraných parametrov rezania pri vysokorýchlostnom rezaní grafitu má veľký význam pre zlepšenie kvality a efektivity spracovania obrobku. Keďže proces rezania pri vysokorýchlostnom obrábaní grafitu je veľmi zložitý, pri výbere parametrov rezania a stratégií spracovania je potrebné zvážiť štruktúru obrobku, vlastnosti obrábacieho stroja, nástroje atď. Existuje mnoho faktorov, ktoré sa opierajú najmä o veľký počet experimentov s rezaním.

Pri grafitových materiáloch je potrebné zvoliť parametre rezania s vysokou rýchlosťou, rýchlym posuvom a veľkým množstvom nástroja v procese hrubého obrábania, čo môže účinne zlepšiť účinnosť obrábania; ale pretože grafit je počas procesu obrábania náchylný na odštiepenie, najmä na hranách atď. V týchto polohách sa ľahko vytvára zubatý tvar, rýchlosť posuvu by sa mala v týchto polohách primerane znížiť a nie je vhodné rezať veľké množstvo noža.

Pri tenkostenných grafitových dieloch sú príčiny odštiepenia hrán a rohov spôsobené najmä rezným nárazom, uvoľnením noža a elastického noža a kolísaním reznej sily. Zníženie reznej sily môže znížiť odolnosť noža a guľkového noža, zlepšiť kvalitu povrchového spracovania tenkostenných grafitových dielov a znížiť odštiepenie a lámanie rohov.

Otáčky vretena vysokorýchlostného obrábacieho centra s grafitmi sú vo všeobecnosti vyššie. Ak to výkon vretena obrábacieho stroja umožňuje, výberom vyššej reznej rýchlosti sa môže účinne znížiť rezná sila a výrazne sa zlepšiť účinnosť spracovania. Pri výbere otáčok vretena by sa malo množstvo posuvu na zub prispôsobiť otáčkam vretena, aby sa zabránilo príliš rýchlemu posuvu a veľkému množstvu nástroja, ktoré by mohlo spôsobiť odštiepenie. Rezanie grafitu sa zvyčajne vykonáva na špeciálnom obrábacom stroji s grafitmi, pričom otáčky stroja sú vo všeobecnosti 3000 až 5000 ot./min. Rýchlosť posuvu je vo všeobecnosti 0,5 až 1 m/min. Pre hrubovanie zvoľte relatívne nízku rýchlosť a pre dokončovanie vysokú rýchlosť. Pri vysokorýchlostných obrábacích centrách s grafitmi je rýchlosť obrábacieho stroja relatívne vysoká, vo všeobecnosti medzi 10 000 a 20 000 ot./min. Rýchlosť posuvu je vo všeobecnosti medzi 1 a 10 m/min.

Vysokorýchlostné obrábacie centrum grafitu

Pri rezaní grafitu vzniká veľké množstvo prachu, ktorý znečisťuje životné prostredie, ovplyvňuje zdravie pracovníkov a ovplyvňuje obrábacie stroje. Preto musia byť obrábacie stroje na spracovanie grafitu vybavené dobrými zariadeniami na ochranu pred prachom a jeho odstraňovanie. Keďže grafit je vodivé teleso, aby sa zabránilo vniknutiu grafitového prachu vznikajúceho počas spracovania do elektrických komponentov obrábacieho stroja a spôsobeniu bezpečnostných nehôd, ako sú skraty, elektrické komponenty obrábacieho stroja by mali byť podľa potreby chránené.

Vysokorýchlostné obrábacie centrum pre grafit využíva vysokorýchlostné elektrické vreteno na dosiahnutie vysokej rýchlosti a zníženie vibrácií obrábacieho stroja, preto je potrebné navrhnúť konštrukciu s nízkym ťažiskom. Podávací mechanizmus väčšinou využíva vysokorýchlostný a vysoko presný prevod s guľôčkovou skrutkou a je navrhnutý protiprachový mechanizmus [7]. Rýchlosť vretena vysokorýchlostného obrábacieho centra pre grafit je zvyčajne medzi 10 000 a 60 000 ot./min, rýchlosť posuvu môže byť až 60 m/min a hrúbka obrábanej steny môže byť menšia ako 0,2 mm, kvalita obrábania povrchu a presnosť obrábania dielov sú vysoké, čo je v súčasnosti hlavná metóda na dosiahnutie vysokoúčinného a vysoko presného obrábania grafitu.

Vďaka širokému používaniu grafitových materiálov a vývoju technológie vysokorýchlostného spracovania grafitu sa postupne zvyšuje počet vysokovýkonných zariadení na spracovanie grafitu doma aj v zahraničí. Obrázok 1 zobrazuje vysokorýchlostné obrábacie centrá grafitu vyrobené niektorými domácimi a zahraničnými výrobcami.

OKK GR400 využíva nízko položené ťažisko a mostíkovú konštrukciu, aby sa minimalizovali mechanické vibrácie obrábacieho stroja; používa presné skrutkové a valčekové vedenie C3, aby sa zabezpečilo vysoké zrýchlenie obrábacieho stroja, skrátil čas spracovania a pridali sa ochranné kryty proti striekajúcej vode. Plne uzavretá plechová konštrukcia horného krytu stroja zabraňuje vniknutiu grafitového prachu. Prachotesné opatrenia, ktoré používa Haicheng VMC-7G1, nepredstavujú bežne používanú metódu vysávania, ale formu vodnej clony a je nainštalované špeciálne zariadenie na odlučovanie prachu. Pohyblivé časti, ako sú vodiace lišty a skrutkové tyče, sú tiež vybavené krytmi a výkonným škrabacím zariadením, aby sa zabezpečila dlhodobá stabilná prevádzka obrábacieho stroja.

Z parametrov špecifikácií grafitového vysokorýchlostného obrábacieho centra v tabuľke 1 vyplýva, že otáčky vretena a rýchlosť posuvu obrábacieho stroja sú veľmi vysoké, čo je charakteristické pre vysokorýchlostné obrábanie grafitu. V porovnaní so zahraničím sa domáce grafitové obrábacie centrá v špecifikáciách obrábacích strojov len málo líšia. Vďaka montáži, technológii a dizajnu obrábacích strojov je presnosť obrábania relatívne nízka. Vzhľadom na rozšírené používanie grafitu vo výrobnom priemysle priťahujú grafitové vysokorýchlostné obrábacie centrá čoraz väčšiu pozornosť. Navrhujú a vyrábajú sa vysokovýkonné a vysokoúčinné grafitové obrábacie centrá. Optimalizovaná technológia spracovania sa používa na plné využitie ich vlastností a výkonu a zlepšenie grafitu. Účinnosť spracovania a kvalita dielov majú veľký význam pre zlepšenie technológie obrábania grafitu v našej krajine.

zhrnúť

Tento článok sa zaoberá najmä procesom obrábania grafitu z hľadiska charakteristík grafitu, procesu rezania a štruktúry vysokorýchlostného obrábacieho centra s grafitmi. Vzhľadom na neustály vývoj technológie obrábacích strojov a nástrojov si technológia vysokorýchlostného obrábania grafitu vyžaduje hĺbkový výskum prostredníctvom rezacích testov a praktických aplikácií na zlepšenie technickej úrovne obrábania grafitu v teórii aj praxi.