Nos últimos anos, a tecnologia de corte de alta velocidade tem sido cada vez mais amplamente usada em países desenvolvidos, como Europa e Estados Unidos. Tomando o processamento de moldes como exemplo, um grande número de máquinas-ferramentas de corte de alta velocidade estão gradualmente substituindo equipamentos de processamento elétrico para executar processamento de precisão eficiente em cavidades de moldes. Atualmente, a fabricação e o processamento de moldes domésticos são baseados principalmente em usinagem comum e EDM. O processo é pesado, ineficiente e tem um ciclo longo. Parece cada vez mais incapaz sob a tendência de atualizações de produtos cada vez mais aceleradas no mercado atual. A tecnologia de corte de alta velocidade tem uma perspectiva de aplicação brilhante na redução dos ciclos de fabricação de moldes e na redução de custos devido à sua alta velocidade, alta qualidade e capacidade de diretamente aço temperado de processo.
A tecnologia de corte de alta velocidade pode ser rastreada até a teoria de corte de alta velocidade proposta pelo Dr. Carl Salomon da Alemanha na década de 1930. Comparado com o corte tradicional, o corte de alta velocidade tem maior velocidade de corte e eficiência de processamento; e a qualidade da superfície após o processamento é alta, e materiais endurecidos com uma dureza de 50-60HRC podem ser processados diretamente para atingir "corte em vez de retificação".
Comparado com o EDM no processamento de moldes tradicional, o corte de alta velocidade economiza o processo de design e processamento do eletrodo, e a precisão do processamento é significativamente melhorada. O trabalho de polimento e retificação dos instaladores é bastante reduzido ou mesmo eliminado, e a eficiência do processamento é bastante melhorada. As estatísticas mostram que, para moldes de complexidade média, o corte de alta velocidade pode reduzir o ciclo de processamento em pelo menos 40% ou até mais. Mesmo para algumas superfícies de cavidades de moldes com formas particularmente complexas (como ranhuras profundas e fendas estreitas), o EDM ainda é necessário, e a fresagem de alta velocidade também pode ajudar a obter eletrodos de grafite EDM de maior qualidade.
Estudo da rugosidade superficial de matrizes em corte de alta velocidade
A rugosidade da superfície é um indicador muito importante da qualidade da superfície do molde. O efeito do corte de alta velocidade na rugosidade da superfície pode ser concluído por meio de experimentos. Condições experimentais: o material de corte é aço do molde 3Cr2Mo, o material da ferramenta é cerâmica SG4, o diâmetro da ferramenta é 100 mm, o ângulo de deflexão principal é 75°, o ângulo de ataque axial e o ângulo de ataque radial são ambos 0°, lâmina única. O experimento observa o efeito na rugosidade da superfície alterando a velocidade de corte, a velocidade de avanço, a profundidade de corte axial e radial.
Pode ser visto a partir dos resultados experimentais que: com o aumento da velocidade de corte, a rugosidade tende a diminuir. Quando a velocidade atinge 1000 mm/min, a rugosidade da superfície atinge o valor mínimo, e o efeito de retificação é totalmente alcançado. No processo de corte de alta velocidade, o tempo de contato e extrusão entre a ferramenta e a peça de trabalho é encurtado devido ao aumento da velocidade de corte, e a deformação plástica da peça de trabalho é reduzida.
Alta velocidade de corte também não é propícia à formação de aresta postiça, então melhor qualidade de superfície pode ser obtida. Por outro lado, a alta velocidade do fuso também torna a frequência de excitação da máquina-ferramenta durante o corte muito alta, o que é muito maior do que a frequência natural do sistema de processo, reduzindo a possibilidade de ressonância, o que é propício para melhorar a precisão do processamento e a qualidade da superfície. No experimento, quando a velocidade de corte excede 1000 mm/min, Ra mostra uma tendência ascendente novamente, que é causada principalmente pela retificação da ferramenta.
Em relação à velocidade de corte, o aumento da velocidade de avanço, profundidade de corte axial e profundidade de corte radial no corte de alta velocidade fará com que a rugosidade da superfície tenda a aumentar. Portanto, pode-se concluir do experimento que, ao selecionar parâmetros de corte para corte de alta velocidade real, uma velocidade de corte mais alta deve ser selecionada, e uma velocidade de avanço e profundidade de corte menores são mais propícias para melhorar a rugosidade da superfície.
Tecnologia de corte de alta velocidade para moldes
Ao determinar a tecnologia de processamento do molde, o método de corte deve considerar os requisitos de corte de alta velocidade. Tente usar fresamento descendente. No fresamento descendente, a espessura do cavaco gerada quando a ferramenta apenas corta a peça de trabalho é a maior e, em seguida, diminui gradualmente. No fresamento reverso, é exatamente o oposto, então o atrito entre a ferramenta e a peça de trabalho é maior no fresamento reverso, e o calor gerado na lâmina é maior do que no fresamento descendente. A força radial também é bastante aumentada, o que reduz a vida útil da ferramenta.
Ao processar o molde, evite o método de alimentação vertical descendente direta. O uso de alimentação oblíqua ou alimentação espiral é mais adequado para as necessidades de processamento de alta velocidade da cavidade do molde. O método de alimentação oblíqua é aumentar gradualmente a profundidade de corte axial para o valor de profundidade de corte axial definido. A força de fresagem é gradualmente aumentada e o impacto na ferramenta e no fuso é pequeno, o que pode reduzir significativamente o fenômeno de lascamento da lâmina. A alimentação espiral começa no topo da peça de trabalho e desce em espiral para dentro da peça de trabalho. Devido ao método de processamento contínuo adotado, é relativamente fácil garantir a precisão do processamento e não há mudança repentina na velocidade, portanto, pode ser processado em uma velocidade mais alta.
A configuração do caminho da ferramenta no corte de alta velocidade apresenta requisitos mais altos para a configuração do caminho da ferramenta. No corte de alta velocidade, como a velocidade de corte e a velocidade de avanço são muito rápidas, se o caminho da ferramenta não for razoável, é muito fácil causar uma mudança repentina na carga de corte durante o processo de corte, o que trará impacto ao processamento, danificará a qualidade do processamento, danificará a ferramenta e até mesmo o equipamento. Esse dano é muito mais sério do que no corte comum. Portanto, no corte de alta velocidade, o caminho da ferramenta correspondente deve ser selecionado de acordo com diferentes objetos e formas de processamento, e alta velocidade e alta eficiência não devem ser buscadas cegamente.
No processamento de cavidades de molde, a maioria das trajetórias de movimento da ferramenta não são linhas retas simples, mas movimentos curvos. Neste momento, o efeito de inércia trazido pelo movimento de alta velocidade deve receber atenção especial. Quando a direção de corte muda, a mudança é gradual em vez de repentina. Por exemplo, ao cortar os cantos da cavidade do molde, tente usar a transição de arco para tornar a direção suave. Ao mesmo tempo, se você puder reduzir adequadamente a velocidade de avanço, o efeito será melhor. Tal configuração pode reduzir o impacto no sistema e evitar danos à ferramenta ou peça de trabalho causados por corte excessivo.
No método de processamento tradicional de cantos de cavidade, o corte em linha reta é geralmente usado. Ao se aproximar do canto, a velocidade do movimento diminui e a reversão do avanço é concluída ao mesmo tempo. Durante este período, o movimento da ferramenta é descontínuo, e muito atrito e calor serão gerados no processo intermitente; após definir o canto para a transição do arco, o movimento de interpolação do arco da máquina-ferramenta CNC é um processo contínuo, e não haverá movimento intermitente da ferramenta, reduzindo assim o comprimento e o tempo de contato entre a ferramenta e a peça de trabalho, e evitando a qualidade da superfície do molde devido ao superaquecimento.
No corte de alta velocidade, a trajetória da ferramenta deve ser mantida estável e mudanças bruscas de velocidade devem ser evitadas. Porque a aceleração ou desaceleração brusca causará mudanças instantâneas na espessura do corte, o que levará a mudanças na força de corte, tornando o processamento instável, reduzindo assim a qualidade do processamento da peça de trabalho. Muitos softwares CAM modernos fornecem a função de otimizar a velocidade de corte, portanto, é necessário selecionar a velocidade de corte apropriada e estratégias de aceleração e desaceleração de acordo com as necessidades para reduzir o impacto das mudanças de velocidade no processamento.
O uso de corte de alta velocidade no processamento de cavidades de moldes pode melhorar muito a eficiência de processamento da fabricação de moldes e tem uma boa perspectiva de promoção para a indústria de moldes doméstica. Na aplicação real do corte de alta velocidade, diferentemente do processamento tradicional, é necessário selecionar parâmetros de corte razoáveis de acordo com os requisitos específicos do molde e as características do corte de alta velocidade e combinar com a tecnologia de processamento apropriada para dar total aproveitamento às vantagens do corte de alta velocidade.
