Геометрия инструмента никогда не бывает простой в таком микро масштабе. Даже самый острый край обычного режущего инструмента будет иметь зазубрины и дефекты, вызванные зерном шлифовального круга, использованного при его изготовлении. Использование такого же размера зернистости на инструменте микро-диаметра сделало бы практически невозможным сохранять острый край. Фактически, на инструментах с наименьшим диаметром размер зерна типичного шлифовального круга будет столь же большим, как и кромка инструмента.
Хорошее формирование стружки требует баланса между скоростями и подачей, но это может быть недостижимо на микроуровне.
Соображения для маленьких инструментов
Современное программное обеспечение и станки для шлифования позволяют выравнивать режущие кромки и создавать режущую часть для микроинструментов. Геометрия микроинструментов обычно включает более новые S-образные режущие торцы, которые более сложны по конструкции, чем традиционные геометрии других режущих инструментов. Кроме того, ограничения по физическому размеру означают, что четыре канавки является максимальным, причем две канавки являются более распространенными. Это связано с тем, что на большинстве станков концевые фрезы диаметром менее 1,0 мм едва достигают максимальной скорости подачи, необходимой для двух канавок, а тем более четырех.
Как только у вас будет оптимальная геометрия режущей части микро-фрезерного инструмента, которая позволит более свободно обрабатывать закаленную сталь вместе с хорошей прочностью режущей кромки, пришло время подумать о способности удерживать и поддерживать кромку на всем сроке службы инструмента. Помните, что тупой инструмент или концевая фреза с неоптимальной геометрией будут просто выдавливать материал, а не резать его. Даже самый маленький недостаток режущей части может быть причиной для сломанной детали при работе на микроуровне. Чтобы решить эту проблему, некоторые производители режущих инструментов изготавливают цельные концевые фрезы с содержанием кобальта от 8 до 9 процентов, чтобы обеспечить хороший баланс между износостойкостью и твердостью.
Износ инструмента - это еще один ключевой аспект микрофрезы, для предотвращения которого требуется не только оптимальная геометрия острия инструмента. При обработке мелких деталей, небольшое биение может быстро вызвать большие проблемы, такие как сокращение срока службы инструмента на 50 процентов. В отличие от стратегий с длинным вылетом инструмента или тяжелой черновой обработки, микромолирование обычно включает небольшую глубину резания и небольшое радиальное зацепление, поэтому оно генерирует незначительные уровни вибрации, чтобы стружка была не велика.
Настоящим виновником брака является отсутствие плавности движения станка, часто из-за того, что ЧПУ не обладает достаточной возможностью упреждающего управления, или из-за плохой стратегии программирования, которая не позволяет поддерживать постоянную нагрузку инструмента. Результатом являются резкие движения оборудования, которые могут вызвать мгновенную поломку инструмента.
Однако, даже если процесс стабилен (надлежащий режущий инструмент, правильные скорости и подача, жесткая настройка и действительно эффективный станок), срок службы инструмента может все еще быть неоптимальным. Одним из решений является использование современных кремниевых покрытий на концевых фрезах для увеличения срока службы режущего инструмента до 50 процентов за счет повышения стойкости инструмента к нагреву и истиранию.Грязные цанговые отверстия, перепады температуры окружающей среды или нестабильность фундамента машины - это другие условия, влияющие на процесс микрообработки.
Постоянная нагрузка на стружку или наличие постоянной скорости подачи на станке является еще одним важным аспектом процесса микрообработки, поскольку его средняя толщина стружки составляет десятые доли тысячных мм.
Хорошее формирование стружки требует баланса между скоростями и подачей, но это может быть обманчивым на микроуровне. К сожалению, многие производители подходят к микрообработке со стратегией резания с высокой скоростью вращения шпинделя, которая может негативно повлиять на образование стружки. Причина в том, что практически невозможно работать с такими скоростями подачи и поддерживать постоянную нагрузку на инстурмент; вместо этого инструмент толкает материал вместо того, чтобы резать его. Даже самые быстрые станки (скорость подачи) не могут ускоряться или замедляться достаточно быстро, чтобы не отставать от скорости шпинделя. Результатом являются плохо сформированные стружки, плохая обработка поверхности и резко уменьшенный срок службы инструмента.
Решение состоит в том, чтобы ускорить и замедлить. Это может звучать как странно, но после того, как программист определит среднюю функциональную скорость подачи методом проб и ошибок, он может отрегулировать скорость шпинделя до соответствующих оборотов в минуту. Это связано с тем, что параметры постоянной нагрузки на стружку различны для разных инструментов, а также для разных деталей. Однако многие компании будут вести журнал или создавать базу данных об успешных обработках деталей, инструментах и параметрах.
Например, программа резки, настроенная на 40000 об / мин при 50 оборотах в минуту, находится в пределах досягаемости ряда продвинутых станков, но из-за коротких траекторий микрофрезы она просто не может перемещаться так быстро. Вместо этого фактическая средняя скорость составляет 25 об / мин, а снижение скорости вращения шпинделя до 20000 об / мин восстанавливает равновесие и постоянную загрузку стружки.
Метод проб и ошибок является вариантом для разработки этих процессов, но производители режущих инструментов, знакомые с широким спектром материалов и режущих инструментов, используемых сегодня, также могут помочь с этими расчетами.
