Hogesnelheidsmachines Uitgelegd: Kenmerken & Industriële Impact

Wat Zijn Hogesnelheidsmachines?

Zoals de naam suggereert, worden hogesnelheidsmachines in de industrie gebruikt om hogesnelheidsbewerkingsprocessen uit te voeren, een voorbeeld zou de beroemde hogesnelheidsbewerkingscentrum zijn. Het idee van hogesnelheidsbewerking werd oorspronkelijk ontwikkeld door Duitse uitvinders, namelijk Dr. Carl Salmon in de jaren '20. Het idee ontstond toen de uitvinder ontdekte dat de warmte die gegenereerd werd tussen het werkstuk en het snijgereedschap een piek bereikte bij een bepaalde kritieke snelheid van de spindel bij het werken met een specifiek werkstukmetaal.

Eenvoudig gezegd: hogesnelheidsbewerking is het proces waarin lichte, lage-druk sneden snel worden gecreëerd, wat ideaal is voor het maken van gietvormen met ingewikkelde holtegeometrieën en kernen, en structurele componenten in de luchtvaartindustrie. Deze snelle sneden leiden tot een algehele toename van de materiaalverwijderingssnelheid. Technisch gezien kan elk van de operaties, of in combinatie, worden gedefinieerd als een hogesnelheidsbewerkingsoperatie:

• Operatie met een hoge spindelsnelheid (n).
• Operatie met een hoge verwijderingssnelheid (Q).
• Operatie met een hoge voedsnelheid (vf).
• Operatie met een hoge snijsnelheid (vc).

Men zegt dat tot op de dag van vandaag, machinegereedschappen en processors beter, sneller en sterker gemaakt worden dan ooit, en constant met een snelle pace vrijgegeven worden, elk van welke de ander overtreft. Zo'n fenomeen gaat hand in hand met het feit dat zowel onderdelenfabrikanten als machinewerkplaatsen in staat zijn om nieuwe manieren te vinden om de productiviteit te verbeteren van de gewenste machinegereedschappen en processen.

Materiaalkeuzes voor Hogesnelheidsmachines

Zoals vermeld, is hogesnelheidsbewerking met name wijdverspreid in de luchtvaartindustrie, alsook de vorm/stempel-sector. In het licht hiervan, zijn de meest voorkomende typen metalen die je in hogesnelheidsbewerkingsprocessen zult zien: stalen, roestvrij staal, aluminium en titanium, wat de meest geschikte soorten metalen zijn voor de respectieve toepassingen.

Omdat al deze metalen uniek zijn op hun eigen manier, definieert elk hogesnelheidsbewerking anders. Bijvoorbeeld, titanium metalen worden specifiek gebruikt tijdens de afwerkingsfase van hogesnelheidsbewerking. De surface feet per minute (SFM) kan verdrievoudigen terwijl de voeding hetzelfde blijft. Bovendien blijft de omwentelingen per minuut (RPM) laag tijdens de ruwe fasen, maar kan stijgen tijdens de afwerkingsfase.

Voordelen van Hogesnelheidsmachines

In tegenspraak met de populaire mening, is een van de grootste voordelen van hogesnelheidsbewerking dat het de levensduur van de apparatuur daadwerkelijk verhoogt door de veel minder stress die toegepast wordt op zowel het snijgereedschap als de machine zelf. Dit betekent dat veel minder belasting ook naar de machine zelf gericht wordt, en gereedschapsslijtage minder waarschijnlijk wordt vergeleken met conventionele bewerkingsprocessen.

Dankzij de verhoogde snelheid en voedsnelheid die gebruikt worden in hogesnelheidsbewerking, wordt het materiaal zo snel gesneden dat tijdens het proces nauwelijks warmte wordt overgedragen. Dit helpt de verwerkingstijd te reduceren (omdat afkoelen en harden minder tijd kost) terwijl ook de hoeveelheid emissies wordt verminderd.

Beperkingen van Hogesnelheidsmachines

Verschillende uitdagingen zijn ook gerezen in werkplaatsen met de toepassing van hogesnelheidsbewerking, wat erg veel te maken heeft met de materiaalselectie, acceptabele geometrieën van werkstukken, beschikbare ruimte in de werkplaats, spindelvermogen, onderdelencomplexiteit, CNC-machines voor hogesnelheidsfrezen, gereedschapslevensduur, en hoe getraind de operators zijn. Al deze factoren zijn essentieel voor hogesnelheidsproductie om soepel te verlopen. En wanneer je een CNC-machine koopt voor je werkplaats, zullen dit de primaire factoren zijn om te overwegen.

Nu is de voornaamste uitdaging dat niet alle materialen ideaal zijn voor hogesnelheidsbewerkingsprocessen. Dus je bent echt beperkt tot degenen die goed geschikt zijn, alsook de zware geharde metalen, waaronder geharde stalen, roestvrij staal, titanium, en gereedschapsstaal. Het basisprincipe hier is dat om de snijgereedschapslevensduur van de machine te behouden, verschillende materialen op de verschillende corresponderende snelheden verwerkt moeten worden.

Een andere bekende factor heeft te maken met de geometrie van werkstukken. De maximale diepte van een onderkant kan gemakkelijk beperkt worden door diegenen met interne sneden, zoals veel fabrikanten waarschuwen. Er is ook gezegd dat CNC-machines die niet gewaardeerd zijn voor hogesnelheidsoperaties kunnen eindigen in het produceren van veel schrootstukken en gebroken machinegereedschappen, wat de reden is waarom veel van deze machines daadwerkelijk compromissen sluiten bij bepaalde RPM's. Daarom is een duidelijke conclusie dat de individuele machinecapaciteit direct geassocieerd is met de prestaties van hogesnelheidsbewerkingsprocessen.

Juiste Bewerkingsstrategieën voor Hogesnelheidsmachines

De eerste en voornaamste taak voor hogesnelheidsbewerking is het selecteren van goed geschikte machinegereedschappen. In overeenstemming met het principe dat de koppel- en pk-vereiste van de machine verandert wanneer het materiaal verandert, moeten machinegereedschappen zorgvuldig geselecteerd worden. Bijvoorbeeld, een machine die geschikt is voor de hogesnelheidsbewerking van aluminium, is misschien niet geschikt met andere materialen. Daarom, bestudeer altijd het vermogen en koppelgrafiek van de machine voordat je een hogesnelheidsbewerkingsoperatie start, om ervoor te zorgen dat de machine in staat zal zijn om de beoogde vereisten aan te kunnen.

Bovendien moeten juiste spanverdunning en hoektechnieken worden toegepast tijdens hogesnelheidsbewerkingsoperaties. Dit omvat typisch hoekstraal voedingscompensatie, trochoïdale freestechnieken en in- en uitrollen. Zoals veel experts hebben opgemerkt, zal het gebruik van juiste technieken je machines van overbelasting bewaren.