Wie Hochgeschwindigkeits-CNC-Bearbeitung moderne Fertigungsexzellenz vorantreibt

Was macht Hochgeschwindigkeits-CNC-Bearbeitung so verbreitet?

Die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie kann die Bearbeitungsqualität und -effizienz erheblich verbessern und ist zu einem unvermeidlichen Trend in der Entwicklung der aktuellen Maschinenbauindustrie geworden, insbesondere in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie, Formenbauindustrie und anderen Bereichen. Sie wurde breit angewendet, und die Ergebnisse sind sehr signifikant. Was macht Hochgeschwindigkeits-CNC-Bearbeitung so verbreitet? Sie fragen sich vielleicht – dieser Artikel analysiert und diskutiert hauptsächlich die technische Anwendung der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie im Maschinenbau für Sie.

Heutzutage hat die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie die Kombinationsmaschine allmählich ersetzt. Sie hat höhere Effizienz und stärkere technische Funktionalität. Sie ist zu einer der Hauptbearbeitungsausrüstungen für flexible Produktionslinien unter dem Hintergrund von High-Tech-Technologie geworden, was die Flexibilität des mechanischen Fertigungsprozesses weiter fördert. Gleichzeitig verkürzt sie auch die Entwicklungszyklen verschiedener mechanischer Produkte erheblich.

4 Merkmale der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitung

Die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie weist die Merkmale hoher Qualität, hoher Effizienz, geringen Verbrauchs und Fortschrittlichkeit auf und ist eine moderne mechanische Automatisierungsfertigungstechnologie. Die bereitstellbare Vorschubgeschwindigkeit und Schnittgeschwindigkeit sind von traditioneller Schneidtechnologie unerreicht. Gleichzeitig hat sich ihr Schneidmechanismus qualitativ verändert, und die Gesamtqualität des Schneidens zeigt einen kontinuierlichen und stetigen Aufwärtstrend. Die technischen Vorteile der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitung spiegeln sich hauptsächlich in den folgenden vier Punkten wider.

Erhöhte Schnittgeschwindigkeit

Die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie hat eine hohe Schnittgeschwindigkeit, die 3- bis 8-mal höher ist als die herkömmliche konventionelle Schnittgeschwindigkeit. Darüber hinaus wurde auch die Leerlaufgeschwindigkeit der Werkzeugmaschine verbessert, was die Leerlaufzeit der Nicht-Schneideinrichtungen reduziert und die Bearbeitungseffizienz mechanischer Geräte wie Automobilformen erheblich verbessert.

Hochgeschwindigkeitspräzisionsbearbeitung

Da die CNC-Hochgeschwindigkeitsschneidetechnologie eine beträchtliche Schnittgeschwindigkeit aufweist, verringert sich ihre Schneidkraft im Durchschnitt um etwa 30 %, insbesondere die radiale Schneidkraft nimmt stärker ab, was der technischen Bearbeitung von dünnwandigen oder steifigkeitsarmen Teilen zugutekommt. Im Allgemeinen ist die Gesamtgenauigkeit des CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologiesystems relativ hoch, einschließlich der Systempositionier- und Spannpräzision sowie der Wiederholpositioniergenauigkeit des Werkzeugs, die eine gute Präzisionserhaltung aufweisen. Daher hat das Werkzeugsystem in diesem System relativ hohe Genauigkeitsanforderungen, was die dynamische und statische Stabilität des Systems insgesamt während des Hochgeschwindigkeitsschneidens aufrechterhalten kann, um den technischen Anforderungen von Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsbearbeitung gerecht zu werden.

Bearbeitung thermisch verformungsanfälliger Teile

Bei der Implementierung der Hochgeschwindigkeitsschneidetechnologie können allgemein 95 % bis 98 % oder mehr der Schneidewärme nicht rechtzeitig an das Werkstück übertragen werden, sondern werden von den Spänen abgeführt, sodass das Werkstück die meiste Zeit kalt bleibt. Daher ist die Technologie effektiver für Teile, die zu thermischer Verformung neigen. Natürlich sollte auch das Problem des thermischen Verformungsfehlers berücksichtigt werden, das die Hochgeschwindigkeits-Hochpräzisions-CNC-Bearbeitungstechnologie beeinflussen kann, insbesondere die Auswirkungen auf den Bearbeitungsprozess von Werkzeugmaschinen und anderen mechanischen Geräten. Daher sollte eine Fehlerkompensationstechnologie gewählt werden, um den thermischen Verformungsfehler der Werkzeugmaschine zu eliminieren. Diese Technologie hat hohe Kompensationsgenauigkeit, starke Robustheit und hervorragende wirtschaftliche Vorteile.

Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien

Titanlegierungen, Nickelbasislegierungen etc. sind schwer zu bearbeiten. Aufgrund ihrer Gesamtfestigkeit, Härte und Schlagfestigkeit neigen sie während der Bearbeitung zur Aushärtung, was zu hohen Schneidetemperaturen führt. Langfristig sind Werkzeuge starkem Verschleiß ausgesetzt. Wenn Hochgeschwindigkeitsschneidetechnologie verwendet wird, können die oben genannten Probleme überwunden, die Produktivität der Maschinenfertigung verbessert und die Oberflächenqualität von Produkten wie Formen optimiert werden.

Passende Werkzeuge für CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie

Die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie ist fortgeschritten, komplex und systematisch und stellt höhere Anforderungen an viele Indikatoren wie Werkzeugmaschinen, Werkzeughalter, Werkzeuge, Steuerungssysteme, CAD/CAM-Software etc. für die Technologieanwendung.

Derzeit wird die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie hauptsächlich in Verbindung mit Mikroelektroniktechnologie, CNC-Technologie und neuer Materialstruktur-Grundlagentechnologie entwickelt.

1. Hohe Steifigkeit der Werkzeugmaschine

Die Steifigkeit des Werkzeugmaschinensystems ist hoch. Im Prozess der Fräsmaschinen ist es notwendig, einen Hochgeschwindigkeitsantrieb bereitzustellen, um die CNC-Hochgeschwindigkeitsschneidetechnologie maximal zu nutzen. Die Schnellvorschubgeschwindigkeit des Antriebs muss 40 m/min betragen, und die 3D-Konturbearbeitungsgeschwindigkeit beträgt ebenfalls ca. 10 m/min. Gleichzeitig muss dem Frässystem eine Beschleunigung von 0,4 m/s² und eine Verzögerung von 0,3 m/s² bereitgestellt werden.

2. Strenge Anforderungen an den Werkzeughalter

Die Steifigkeit des Werkzeughalters und der Spindel muss hoch sein. Allgemein wird eine Systemdrehzahl von 10.000–50.000 U/min gefordert. Dies basiert hauptsächlich auf der Spindel, die Luft komprimiert und das System kühlt, um den axialen Spalt zwischen Werkzeughalter und Spindel auf 0,00762 mm zu kontrollieren.

3. Kohärenz der CNC-Maschine

Die Zuverlässigkeit des Bearbeitungsprozesses muss hoch sein, und ein hochwertiges Prozessmodell ist entscheidend für die Integration der Beziehung zwischen Schnittbedingungen und Werkzeugstandzeit. Es kann die Auslastungseffizienz der Werkzeugmaschine effektiv verbessern und sicherstellen, dass die CNC-Hochgeschwindigkeitsschneidetechnologie auch unter unbemanntem Betriebszustand hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit aufweist.

Anforderungen an ein CNC-Bearbeitungswerkzeug

Die technische Anwendung der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie bei Werkzeughaltern und Werkzeugen konzentriert sich hauptsächlich auf geometrische Genauigkeit und Spannwiederholbarkeit. Im Prozess des CNC-Hochgeschwindigkeitsschneidens wird das System durch starke Vibrationen und Zentrifugalkraft beeinflusst, was es veranlasst, die Anforderungen an Steifigkeit und Hochgeschwindigkeitsdynamikausgleich für Werkzeugschaft und Werkzeugbearbeitung zu verbessern, um sicherzustellen, dass der Schneidwerkzeugschaft hochwertig, sicher und zuverlässig ist. Im Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsprozess unterscheidet sich die Werkzeugauswahl erheblich vom gewöhnlichen Schneiden, da das Grundmerkmal "hohe Geschwindigkeit" berücksichtigt werden muss. Derzeit ist der gängigere HSK-Hochgeschwindigkeitswerkzeughalter ein Hochgeschwindigkeitswerkzeughalter mit thermischer Ausdehnung und Kaltkontraktion-Spannungseigenschaften, der sehr gut für den CNC-Hochgeschwindigkeitsschneideprozess im Maschinenbau geeignet ist.

Im Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsprozess muss das Werkzeug externen Lasten standhalten: hohe Temperaturen, hohen Druck, Reibung, Stöße, Vibrationen etc. Die technologische und wirtschaftliche Leistung des Werkzeugs müssen berücksichtigt werden, und dies sind die Hauptfaktoren für die Erreichung der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Bei der Auswahl des Materialprozesses für CNC-Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeuge sollte auch die Hochgeschwindigkeitsschneidemethode berücksichtigt werden.

Fallbeispiel der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitung

Die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie wird in der Automobilmaschinenbauindustrie breit angewendet. Im Folgenden wird hauptsächlich der Anwendungsprozess der CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie für den Motorvorderdeckel in der Auto-Außenhautform und die Grundparameter der Auto-Außenhautformbearbeitung vorgestellt.

Die Formbearbeitung von Automobil-Außenhautteilen umfasst generally große Abmessungen, und da es sich um ein 3D-Profil handelt, ist die Struktur relativ komplex, sie erfordert hohe Bearbeitungsgenauigkeit und einen großen Schneidebedarf, sodass CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie eingesetzt werden kann. Nehmen Sie das Flanschwerkzeug für den Vorderdeckel eines Automobilmotors als Beispiel. Sein Werkstückmaterial ist CH-1, die Werkzeughärte beträgt HB330, und seine Außenmaße betragen 2000 mm × 1400 mm × 400 mm. Zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung wird beschichtetes Hartmetall-Werkzeugmaterial verwendet. Die Bearbeitungszeit für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung des Flanschwerkzeugs des Motorvorderdeckels beträgt ca. 24 Stunden, und die Oberflächenrauheit kann auf ca. 1 µm kontrolliert werden, sodass kein manuelles Schleifen erforderlich ist, nur Östeinpolieren. Dann Zusammenarbeit mit dem Fitter zur Nachbearbeitung (3 h), insgesamt 27 h. Im Vergleich zur traditionellen Schneidebetriebszeit wird die Betriebszeit um ca. 83 % reduziert, und die Bearbeitungseffizienz wird signifikant verbessert.

Fazit

Die CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechnologie ist zu einer der wichtigsten Kerntechnologien im Bereich Maschinenbau geworden, besonders geeignet für Luft- und Raumfahrt sowie Automobilformenbauindustrie mit extrem hohen technologischen Anforderungen. In der Zukunft wird die Forschung an dieser Technologie weiter vertieft, um sicherzustellen, dass dieser Bereich der praktischen Anwendung weiter voranschreitet.