Твёрдое фрезерование, шлифование или проволочная электроэрозия: выбор маршрута чистовой обработки на 55-62 HRC
Когда деталь выходит за примерно 50 HRC, остаётся всего три практических способа довести её до окончательного размера: фрезеровать, шлифовать или эродировать. Предприятия выбирают между ними каждый день, и этот выбор меняет и цену, и срок на величину, затмевающую всё остальное в предложении.
Вот как это решение принимается на практике.
В чём силён каждый процесс
Твёрдое фрезерование снимает материал режущей кромкой определённой геометрии, из CBN или твёрдого сплава с покрытием, на обрабатывающем центре. Это единственный из трёх процессов, который даёт произвольную 3D-геометрию за одну установку. Полости, сопряжения, рёбра, фасонные поверхности: всё это снимается одним шпинделем.
Шлифование использует абразивный круг. Оно выигрывает по плоскостности, параллельности, круглости и лучшей шероховатости поверхности. Объём оно снимает медленно и требует простой геометрии: плоские поверхности, цилиндры, простые профили.
Проволочная электроэрозия разрушает материал искрой, поэтому твёрдость для неё не имеет значения. Она создаёт острые внутренние углы, недоступные вращающемуся инструменту, и не создаёт силы резания, что важно для тонких или хрупких сечений. Она делает только линейчатые поверхности и работает медленно.
Сравнение
| Твёрдое фрезерование | Шлифование | Проволочная электроэрозия | |
|---|---|---|---|
| Свобода геометрии | Высокая: полноценная 3D | Низкая: плоскости, цилиндры | Средняя: только линейчатые поверхности |
| Реалистичный допуск | ±0.01 mm, ±0.005 mm на указанных элементах | ±0.002 mm и лучше | ±0.005 mm |
| Реалистичная шероховатость | Ra 0.4-0.8 | Ra 0.1-0.4 | Ra 0.8-1.6 после резки |
| Радиус внутреннего угла | Ограничен радиусом инструмента | Ограничен кругом | До радиуса проволоки (~0.1 mm) |
| Сила резания | Умеренная | Низкая | Нет |
| Съём объёма | Быстрый | Медленный | Очень медленный |
| Установки | Обычно одна | Часто несколько | Одна, плюс начальное отверстие |
Правила, которые решают выбор
Острые внутренние углы требуют электроэрозии. Внутренний угол 0.2 mm нельзя выфрезеровать: нет фрезы такого размера с жёсткостью, способной пережить закалённую сталь. Если на чертеже такой угол есть, этот элемент пойдёт на проволочный станок, а остальная деталь планируется вокруг этого.
Плоскостность и параллельность лучше примерно 0.01 mm требуют шлифования. Твёрдое фрезерование хорошо держит размер, но оставляет едва заметный гребешковый след и чувствительно к тепловому росту. Если на чертеже плоскостность 0.005 mm на длине 200 mm, эта поверхность шлифуется, и точка.
3D-контуры требуют твёрдого фрезерования. Полость пресс-формы с плавными поверхностями это не шлифовальная и не электроэрозионная работа, если только Вы не готовы прошивать электродом, а значит, сначала изготавливать электрод, что само по себе отдельная обработка.
Большой объём требует твёрдого фрезерования. Шлифовать уступ глубиной 4 mm на закалённом блоке значит сжечь и деталь, и круг. Выфрезеруйте почти до размера, а последние 0.05 mm прошлифуйте, если этого требует поверхность.
Гибридный маршрут обычно самый дешёвый
Инстинкт выбрать один процесс на всю деталь это то, что завышает предложения. На практике самый дешёвый план почти всегда смешанный:
- Твёрдо фрезеровать всё до 0.05 mm от размера.
- Шлифовать только две-три поверхности, несущие критический допуск.
- Проволочной электроэрозией обрабатывать только элементы, недоступные никакой фрезе.
Так быстрый процесс берёт основную массу материала, точный процесс небольшое число поверхностей, которым он нужен, а дорогой процесс элементы, у которых нет альтернативы. Предприятие, дающее цену таким образом, обычно с большим отрывом выигрывает у предприятия, предлагающего «шлифовать всё», на одном и том же чертеже. О том, как это задать, см. гибридный маршрут.
Что это меняет на Вашем чертеже
Отметьте, какие поверхности несут реальный допуск. Общий класс допусков на все размеры заставляет предприятие предполагать шлифование везде, потому что это единственный способ гарантировать результат. Отметьте три поверхности, и остальное откроется для фрезерования.
Сделайте то же самое с шероховатостью. Ra 0.4 на уплотнительной поверхности это требование; Ra 0.4 на всех поверхностях плиты штампа это полировальная операция, которую Вы не заказывали и за которую заплатите.
Если Вы не уверены, какой маршрут нужен детали, отправьте чертёж и напишите об этом: предприятию, владеющему всеми тремя процессами, ответ обычно очевиден, а спросить ничего не стоит.