Обзор технологий: система жесткого точения

Jun 07, 2023

Жесткая токарная обработка твердосплавной волоки на токарном станке Hembrug Mikroturn 100. Станки Хембруг

Инструменты из карбида вольфрама используются в производстве пресс-форм и штампов, а также при штамповке, волочении и экструзии. Эта оснастка чрезвычайно износостойка и часто характеризуется сложными контурами, к которым предъявляются самые высокие требования к форме и качеству поверхности.

Из-за сложности обработки этих заготовок их традиционно обрабатывают шлифованием алмазными кругами. Однако, поскольку перед производителями стоит задача снизить затраты, улучшить качество и минимизировать время наладки, рассматривается возможность высокоточной токарной обработки.

Высокоточная токарная обработка — очень гибкий процесс. Его легко настроить и переключить, и он может сочетать операции внутреннего и наружного диаметра в одном зажиме. Также возможно достижение высоких скоростей съема металла.

Сложные контуры программируются, а затем производятся на станке, специально предназначенном для жесткой токарной обработки, с использованием позиционирования суппортов с ЧПУ.

Во время шлифования заготовка нескольких сложных форм часто требует выполнения нескольких наладок. Для обработки каждого контура необходимы колеса определенной формы, что требует замены колес. При небольших размерах партии это значительно увеличивает время производства.

Гибкий производственный процесс чистовой обработки твердосплавного инструмента теперь возможен за счет сочетания динамически жесткого и точного токарных станков с инструментами с алмазными пластинами. Оптимизация станка и оснастки является ключом к успешной обработке карбида вольфрама с той же точностью, что и шлифование.

Карбид вольфрама может иметь твердость 80HRC. Например, закаленная сталь имеет твердость от 58 до 65 HRC. Обработка этого материала на обычном токарном станке приводит к вибрации, поскольку эти станки обычно имеют минимальные демпфирующие характеристики.

Повышенные силы резания, необходимые для отрыва материала от заготовки, у карбида вольфрама выше, чем у закаленной стали. Эти более высокие силы резания создают значительное обратное давление на направляющие и подшипники шпинделя. Обычные токарные станки не обязательно рассчитаны на такие силы, и может произойти преждевременный износ направляющих, даже при резке закаленной стали, не говоря уже о твердосплавных сплавах. Это приводит к снижению способности детали сохранять свой размер, точности формы и качества поверхности, а также к повышенному износу инструмента.

Hembrug Machine Tools, Харлем, Нидерланды, входит в состав испанской машиностроительной группы Danobat и специализируется на производстве высокоточных токарных станков. Компания также имеет обширный опыт обработки заготовок из карбида вольфрама с очень жесткими допусками, где необходима субмикронная точность.

Более 50 лет назад компания отошла от традиционных методов изготовления токарных станков и разработала гидростатические подшипники скольжения и шпинделя.

Эта фильера была изготовлена ​​за 30 минут по сравнению со старым процессом шлифования, длившимся восемь часов, с аналогичными результатами по точности.

Эта собственная технология применяется как к подшипникам направляющих, так и к подшипникам шпинделя в станках компании Mikroturn.

Эта технология обеспечивает демпфирующие свойства и создает динамическую жесткость, независимую от скорости, что необходимо для минимизации вибраций на кончике инструмента. По мнению компании, эти характеристики необходимы для обеспечения хорошей целостности поверхности и длительного срока службы инструмента. Отсутствие контакта металла с металлом между движущимися элементами машины обеспечивает отсутствие износа платформы.

Такая конструкция и конструкция станка, а также станина из натурального гранита требуют более высоких инвестиционных затрат по сравнению с обычным прецизионным токарным станком. Однако преимуществом является более длительный срок службы инструмента и меньшее количество необходимых регулировок станка, а также постоянная повторяющаяся точность от детали к детали благодаря стабильности. Причем, по словам производителя, качество заготовки соответствует допускам шлифования.

В дополнение к этим основным требованиям к станку также необходимо использовать оптимизированный инструмент.