Výzkum procesu obrábění grafitu 2

Při vysokorychlostním obrábění grafitu se v důsledku tvrdosti grafitového materiálu, přerušení tvorby třísek a vlivu vysokorychlostních řezných charakteristik během procesu řezání vytváří střídavé řezné napětí a vznikají určité rázové vibrace. Nástroj je náchylný k oděru čela a hřbetu. Oděr vážně ovlivňuje životnost nástroje, takže nástroj používaný pro vysokorychlostní obrábění grafitu vyžaduje vysokou odolnost proti opotřebení a rázům.

Nástroje s diamantovým povlakem mají výhody vysoké tvrdosti, vysoké odolnosti proti opotřebení a nízkého koeficientu tření. V současné době jsou nástroje s diamantovým povlakem nejlepší volbou pro zpracování grafitu.

Nástroje pro obrábění grafitu musí také zvolit vhodný geometrický úhel, který pomáhá snižovat vibrace nástroje, zlepšovat kvalitu obrábění a snižovat opotřebení nástroje. Výzkum německých vědců v oblasti mechanismu řezání grafitu ukazuje, že odstraňování grafitu během řezání grafitu úzce souvisí s úhlem sklonu nástroje. Řezání s negativním úhlem sklonu zvyšuje tlakové napětí, což je prospěšné pro podporu drcení materiálu, zlepšení účinnosti zpracování a zabránění tvorbě velkých úlomků grafitu.

Mezi běžné typy konstrukcí nástrojů pro vysokorychlostní řezání grafitu patří stopkové frézy, kulové frézy a koutové frézy. Stopkové frézy se obecně používají pro opracování povrchů s relativně jednoduchými rovinami a tvary. Kulové frézy jsou ideálními nástroji pro opracování zakřivených povrchů. Koutové frézy mají vlastnosti kulových fréz i stopkových fréz a lze je použít pro zakřivené i rovné povrchy. Pro opracování.

Parametry řezání

Výběr vhodných řezných parametrů při vysokorychlostním řezání grafitu má velký význam pro zlepšení kvality a efektivity zpracování obrobku. Vzhledem k tomu, že proces řezání grafitu při vysokorychlostním obrábění je velmi složitý, je třeba při volbě řezných parametrů a strategií zpracování zvážit strukturu obrobku, vlastnosti obráběcího stroje, nástroje atd. Existuje mnoho faktorů, které se opírají především o velký počet řezných experimentů.

U grafitových materiálů je nutné zvolit řezné parametry s vysokou rychlostí, rychlým posuvem a velkým množstvím nástroje v procesu hrubého obrábění, což může účinně zlepšit účinnost obrábění; grafit je však náchylný k odštípnutí během procesu obrábění, zejména na hranách atd. V těchto pozicích se snadno tvoří zubatý tvar, a proto by měla být rychlost posuvu v těchto pozicích odpovídajícím způsobem snížena a není vhodné používat velké množství nástroje.

U tenkostěnných grafitových dílů jsou příčiny odštípnutí hran a rohů způsobeny především řezným nárazem, uvolněním nože a pružného nože a kolísáním řezné síly. Snížení řezné síly může snížit řeznou sílu nože a střelného nože, zlepšit kvalitu opracování povrchu tenkostěnných grafitových dílů a snížit odštípnutí a lámání rohů.

Otáčky vřetena vysokorychlostních obráběcích center s grafitem jsou obecně vyšší. Pokud to výkon vřetena obráběcího stroje umožňuje, může volba vyšší řezné rychlosti účinně snížit řeznou sílu a výrazně zlepšit efektivitu obrábění. Při výběru otáček vřetena by se mělo množství posuvu na zub přizpůsobit otáčkám vřetena, aby se zabránilo příliš rychlému posuvu a velkému množství nástroje, které by mohlo způsobit vyštěpování. Řezání grafitu se obvykle provádí na speciálním obráběcím stroji s grafitem, otáčky stroje jsou obvykle 3000 ~ 5000 ot/min a rychlost posuvu je obvykle 0,5~1 m/min, přičemž pro hrubování zvolte relativně nízkou rychlost a pro dokončování vysokou rychlost. U vysokorychlostních obráběcích center s grafitem je rychlost obráběcího stroje relativně vysoká, obvykle mezi 10 000 a 20 000 ot/min, a rychlost posuvu je obvykle mezi 1 a 10 m/min.

Vysokorychlostní obráběcí centrum pro grafit

Při řezání grafitu vzniká velké množství prachu, který znečišťuje životní prostředí, ovlivňuje zdraví pracovníků a ovlivňuje obráběcí stroje. Proto musí být obráběcí stroje na zpracování grafitu vybaveny dobrými zařízeními na ochranu proti prachu a jeho odstraňování. Vzhledem k tomu, že grafit je vodivé těleso, měly by být elektrické součásti obráběcího stroje chráněny, aby se zabránilo vniknutí grafitového prachu vznikajícího během zpracování do elektrických součástí obráběcího stroje a způsobení bezpečnostních nehod, jako jsou zkraty.

Vysokorychlostní obráběcí centrum pro grafit využívá vysokorychlostní elektrické vřeteno, aby bylo dosaženo vysoké rychlosti a aby se snížily vibrace obráběcího stroje, je nutné navrhnout konstrukci s nízkým těžištěm. Posuvný mechanismus většinou využívá vysokorychlostní a vysoce přesný kuličkový šroubový převod a je navržen protiprachový systém [7]. Otáčky vřetena vysokorychlostního obráběcího centra pro grafit se obvykle pohybují mezi 10 000 a 60 000 ot./min, rychlost posuvu může dosáhnout až 60 m/min a tloušťka stěny obráběného materiálu může být menší než 0,2 mm. Kvalita opracování povrchu a přesnost opracování dílů jsou vysoké, což je v současnosti hlavní metodou pro dosažení vysoce účinného a vysoce přesného zpracování grafitu.

S širokým používáním grafitových materiálů a rozvojem technologie vysokorychlostního zpracování grafitu se postupně zvyšuje počet vysoce výkonných zařízení pro zpracování grafitu v tuzemsku i v zahraničí. Obrázek 1 ukazuje vysokorychlostní obráběcí centra pro grafit vyráběná některými domácími i zahraničními výrobci.

Stroj OKK GR400 využívá nízko položené těžiště a mostovou konstrukci pro minimalizaci mechanických vibrací obráběcího stroje; používá přesné šroubové a válečkové vedení C3 pro zajištění vysokého zrychlení obráběcího stroje, zkrácení doby obrábění a je doplněn ochrannými kryty proti stříkající vodě. Plně uzavřená plechová konstrukce horního krytu stroje zabraňuje vniknutí grafitového prachu. Prachotěsná opatření použitá u stroje Haicheng VMC-7G1 nepředstavují běžně používanou metodu vysávání, ale jedná se o vodní clonu s těsněním a speciálním zařízením pro odlučování prachu. Pohyblivé části, jako jsou vodicí lišty a šroubové tyče, jsou také vybaveny kryty a výkonným škrabacím zařízením pro zajištění dlouhodobého stabilního provozu obráběcího stroje.

Z parametrů specifikace vysokorychlostního obráběcího centra s grafitem v tabulce 1 je patrné, že otáčky vřetena a rychlost posuvu obráběcího stroje jsou velmi vysoké, což je charakteristické pro vysokorychlostní obrábění grafitu. Ve srovnání se zahraničím se domácí obráběcí centra s grafitem liší ve specifikacích obráběcích strojů jen málo. Vzhledem ke konstrukci obráběcích strojů, technologii a konstrukci je přesnost obrábění relativně nízká. Vzhledem k širokému používání grafitu ve výrobním průmyslu přitahují vysokorychlostní obráběcí centra s grafitem stále větší pozornost. Jsou navržena a vyrobena vysoce výkonná a vysoce účinná obráběcí centra s grafitem. Optimalizovaná technologie zpracování se používá tak, aby plně využila své vlastnosti a výkon a zlepšila grafit. Účinnost zpracování a kvalita dílů mají velký význam pro zlepšení technologie obrábění grafitu v naší zemi.

shrnout

Tento článek se zabývá především procesem obrábění grafitu z hlediska vlastností grafitu, řezného procesu a struktury vysokorychlostního obráběcího centra pro grafit. Vzhledem k neustálému vývoji technologie obráběcích strojů a nástrojů vyžaduje technologie vysokorychlostního obrábění grafitu hloubkový výzkum prostřednictvím řezných testů a praktických aplikací, aby se zlepšila technická úroveň obrábění grafitu v teorii i praxi.