При увеличении скорости вращения температура начинает повышаться. Но, если скорость в дальнейшем увеличивать, можно достичь определённой точки, в которой температура и нагрузки наоборот снижаются. Именно в такой скоростной области осуществляется ВСО. Но это возможно только на сверхсовременном оборудовании, которое должно отвечать требованиям, описанным далее.

Теория применения высоких режимов резания во время механической обработки металлов возникла достаточно давно. Однако только с появлением современных станков с системой ЧПУ, у которых частота вращения шпинделя достигает 60000 об/мин, а непосредственно скорость рабочей подачи как минимум за 5000 мм/мин – это стало реальностью.

Экспериментально установлено, что с увеличением скорости резания температура постепенно возрастает и достигает максимального значения. Во время дальнейшего увеличения скорости резания происходит падение температуры, при этом крутящий момент, который необходим для выполнения резания также снижается. Это в свою очередь означает, что существует некая область сверхвысоких скоростей обработки, где процесс резания происходит спокойно, а непосредственно режущий инструмент не подвергается каким-либо катастрофическим нагрузкам. На сегодняшний день для каждого инструмента и соответственно каждого обрабатываемого материала данная область определяется исключительно – опытным путем.

Как правило, работа в условиях ВСО располагает целым рядом нюансов и предъявляет достаточно особые требования к инструменту, управляющей программе и оборудованию в целом.

При работе в данном режиме:

• первое – станок должен обязательно иметь частоту вращения шпинделя не меньше 15 000 об/мин, а подачу не меньше 2 500 мм/мин;
• второе – станок должен успевать за программой (т. е. быстро и ускорять и соответственно замедлять рабочую подачу). При этом крайне желательно, чтобы данный станок обладал высокой жесткостью, а также имел эффективные средства для качественного удаления стружки.

Режущий инструмент – это главный «ограничитель» скорости обработки. Режущая часть инструмента для ВСО, как правило, имеет специальное износостойкое покрытие. Особое внимание нужно уделить патрону, потому что малейшая погрешность установки способно вызывать биение, которое на подобных скоростях вращения шпинделя – особо опасное. Вылет инструмента должен быть максимально минимальным.

 Особенности программирования

В случае ВСО, как правило, шаг и глубина обработки гораздо меньшие, чем, например, при обычном фрезеровании. Траектория перемещений должна быть плавной без каких-либо резких смен скорости подачи и тем более направления. Линейные перемещения довольно-таки часто заменяют на петлеобразные, используя при этом трохоидальную траекторию. Поэтому врезание инструмента в металл обязательно должно проходить или по спирали или же под небольшим углом, но ни в коем случае – не вертикально. Все это, конечно же, делается, чтобы условия резания не изменялись, а также для существенного уменьшения нагрузки на рабочий инструмент и соответственно исключения его поломки.

Потому как УП для ВСО содержит достаточно много перемещений, то соответственно ее размер вполне способен превышать размер рядовой программы обработки, причем в десятки или даже сотни раз. Система ЧПУ станков должна успевать отрабатывать кадры, а также для подготовки к следующим перемещениям обладать достаточно большим программным буфером. Если же система значительного объема памяти непосредственно для хранения программ – не имеет, то в таком случае не обойтись без режима DNC. При этом предъявляются весьма особые требования по скорости, надежности к персональному компьютеру, линии связи и коммуникационному программному обеспечению.

Необходимо учесть, что для обработки всей детали в целом – не следует увлекаться методом ВСО. В большинстве случаев, черновая обработка выполняется на обыкновенных режимах «грубым» инструментом. Солидная САМ система должна обязательно иметь инструменты дообработки, средства для определения излишков материала, а также возможность сравнить результаты обработки непосредственно с исходной моделью. Используя разные программные фильтры и оптимизаторы, которые производят анализ перемещений в УП, существенно можно сократить размер программы, тем самым сделать ее наиболее подходящей именно для метода ВСО.

 Какие преимущества от использования ВСО?

Минимальная глубина и шаг фрезерования в сочетании с крупными значениями рабочей подачи и соответственно оборотов шпинделя, что во время чистовой обработки существенно повышает качество поверхности и значительно сокращает машинное время. В свою очередь это позволяет исключить ручную доводку, к примеру, при производстве пресс-форм. При ВСО возможно применять инструмент меньшего размера, а также фрезеровать такие острые углы и мелкие детали, которые в другом случае довелось бы получать электроэрозионной обработкой.

Касательно черновой обработки, то положительная эффективность от ВСО не так очевидна и проявляется исключительно при обработке деталей незначительного размера или же высокой твердости при достаточной загрузке станка!