Τέσσερις τεχνικές για τη διαδικασία κοπής φρεζαρίσματος CNC

 

Για τα μέρη άλεσης του CNC, η ποιότητα του τελικού τεμαχίου είναι ζωτικής σημασίας. Στην κοπή με άλεση CNC, η επιλογή των εργαλείων κοπής και ο αποτελεσματικός προσδιορισμός των παραμέτρων κοπής είναι βασικές πτυχές. Για να διασφαλιστεί ότι η διαδικασία μηχανικής κατεργασίας πληροί τα πρότυπα, οι προγραμματιστές πρέπει να κατανοήσουν με ακρίβεια τις βασικές αρχές της επιλογής εργαλείων και του προσδιορισμού των παραμέτρων κοπής. Ταυτόχρονα, τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας κατεργασίας κάθε μέρους θα πρέπει επίσης να έχουν μεγάλη σημασία.

 

 

 

Πώς να επιλέξω εργαλεία κοπής για άλεση CNC

 

Τα μηχανήματα άλεσης CNC έχουν υψηλές απαιτήσεις για την υποστήριξη εργαλείων κοπής. Τα εργαλεία πρέπει να έχουν υψηλή ακρίβεια, υψηλή αντοχή και υψηλή ακαμψία και πρέπει να είναι εύκολο να εγκατασταθούν και να προσαρμοστούν. Διαφορετικά εργαλεία κοπής έχουν κάτοχους εργαλείων και σχήματα κεφαλής εργαλείων με διαφορετικά μήκη. Κατά την επιλογή εργαλείων, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη παράγοντες όπως η ικανότητα σύσφιξης της μηχανής άλεσης, τα χαρακτηριστικά υλικού του τεμαχίου και η μέθοδος κατεργασίας. Κατά την ικανοποίηση άλλων προϋποθέσεων, οι βραχύτεροι κάτοχοι εργαλείων θα πρέπει να επιλέγονται όσο το δυνατόν περισσότερο για να μεγιστοποιηθεί η ακαμψία των εργαλείων, να πληρούν τις απαιτήσεις ακρίβειας κατεργασίας και να επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.

 

 

1. Κοινοί τύποι κοπτικών φρεζαρίσματος

Λόγω της ποικιλομορφίας των υλικών και των σχημάτων των τεμαχίων εργασίας, οι κόπτες άλεσης έρχονται επίσης σε διάφορους τύπους και μορφές. Επί του παρόντος, οι κόπτες άλεσης συνήθως ταξινομούνται με βάση το σχήμα του υλικού, της δομής ή του εργαλείου.

 

Με βάση το υλικό, οι κόπτες φρεζαρίσματος μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε εργαλεία χάλυβα υψηλής ταχύτητας, εργαλεία χάλυβα κράματος, εργαλεία διαμαντιών, κεραμικά εργαλεία και εργαλεία νιτριδίου από κυβικά βόριο [1]. Τα διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετική σκληρότητα και ακαμψία, καθιστώντας τα κατάλληλα για την κατεργασία τεμαχίων διαφορετικών υλικών.

 

Με βάση τη δομή, οι κόπτες φρεζαρίσματος μπορούν να χωριστούν σε ολοκληρωμένους κοπτήρες και κόπτες τύπου ένθετου, με κόπτες τύπου ένθεσης περαιτέρω ταξινομημένους σε τύπους συγκολλημένου και ευρετηρίου.

 

Με βάση το σχήμα της κεφαλής εργαλείων, οι κόπτες φρεζαρίσματος μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε μύλους με σφαίρες, μύλους επίπεδων επιπέδων, κωνικούς μύλους, κόπτες t-slot κ.λπ.

 

2. Παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή κοπής άλεσης

Η άλεση CNC είναι μια πολύ περίπλοκη λειτουργία. Κατά την επιλογή ενός κόπτη φρεζαρίσματος, πρέπει να ληφθούν υπόψη η απόδοση και τα χαρακτηριστικά του υλικού κατεργασίας. Για παράδειγμα, η επιλογή εργαλείων ποικίλλει για μη σιδηρούχα μέταλλα, σιδηρούχα μέταλλα, σύνθετα υλικά και υλικά πολυμερούς. Επιπλέον, πρέπει να ληφθούν υπόψη χαρακτηριστικά όπως σκληρότητα, σκληρότητα, ακαμψία και αντίσταση στη φθορά του υλικού [2].

 

Επιπλέον, δεδομένου ότι η άλεση του CNC βασίζεται στις δυνατότητες του εργαλείου, η επιλογή εργαλείων θα πρέπει επίσης να εξετάσει τα χαρακτηριστικά του μηχανήματος. Ο στόχος είναι να ελαχιστοποιηθεί ο αριθμός των χρησιμοποιούμενων εργαλείων και η ολοκλήρωση πολλαπλών διαδικασιών σε μια ενιαία ρύθμιση.

 

 

3. Κοινές εφαρμογές των κοπτικών φρεζαρίσματος CNC

End Mills - Κατάλληλο για μηχανική κατεργασία προεξοχών ή αυλακώσεων σε επιφάνειες εργασίας. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αφαίρεση, το φινίρισμα και τον καθαρισμό του κάτω.

 

Keyway Cutters - Όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι ιδανικά για την επεξεργασία διαφόρων υποδοχών και κλειδιών σε τεμάχια εργασίας.

 

Κομψτήρες μύτης μπάλας - κατάλληλα για λεπτή επιφάνεια με μικρά βάθη κοπής. Λόγω του χαμηλού ρυθμού απομάκρυνσης υλικού τους, γενικά δεν χρησιμοποιούνται για μεγάλα σχήματα.

 

Face Mills - που χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μηχανική κατεργασία μεγάλων επίπεδων τεμαχίων.

 

4. Αρχές για την επιλογή εργαλείων στην πράξη

Γενικά, η επιλογή των κοπτικών άλεσης θα πρέπει να ακολουθήσει τις αρχές της εύκολης εγκατάστασης και προσαρμογής, εξασφαλίζοντας την ακρίβεια κατεργασίας και την επέκταση της ζωής του εργαλείου. Κάτω από την προϋπόθεση της διασφάλισης της ποιότητας και της αποτελεσματικότητας της μηχανικής κατεργασίας, οι βραχύτεροι κάτοχοι εργαλείων θα πρέπει να επιλέγονται όποτε είναι δυνατόν για να βελτιωθεί η ακαμψία των εργαλείων και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.

 

Το γεωμετρικό σχήμα του τεμαχίου είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην επιλογή εργαλείων. Διαφορετικά σχήματα τεμαχίων απαιτούν διαφορετικούς τύπους κοπτικών φρεζαρίσματος και σχήματα κεφαλής εργαλείων. Η ακατάλληλη επιλογή μπορεί να επηρεάσει σοβαρά την ποιότητα της μηχανικής κατεργασίας, ενδεχομένως να οδηγήσει σε μεγάλο αριθμό ελαττωματικών προϊόντων και να οδηγήσει σε σημαντικές απώλειες.

 

 

II Προσδιορισμός παραμέτρων κοπής σε άλεση CNC

 

Στην άλεση του CNC, η κατεργασία των τεμαχίων εργασίας επιτυγχάνεται με κοπή προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Διαφορετικές παραμέτρους κοπής επηρεάζουν σημαντικά την ταχύτητα μηχανικής κατεργασίας, την ποιότητα και τη διάρκεια ζωής των εργαλείων. Οι κύριες παραμέτρους κοπής περιλαμβάνουν την ταχύτητα κοπής, το βάθος της κοπής και το πλάτος της κοπής. Διαφορετικές καταστάσεις απαιτούν διαφορετικές παραμέτρους κοπής, με ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας και επιφανειακό φινίρισμα ως πρωτογενή κριτήρια.

 

Οι επιστημονικοί υπολογισμοί θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό παραμέτρων κοπής για να επιτευχθεί ισορροπία μεταξύ της ποιότητας της μηχανικής επεξεργασίας, της απόδοσης και της μείωσης της φθοράς των εργαλείων.

 

 

1. Προσδιορισμός της ταχύτητας κοπής

Η επιλογή ταχύτητας κοπής εξαρτάται από παράγοντες όπως η σκληρότητα του τεμαχίου, το υλικό εργαλείων και η ζωή των εργαλείων. Κατά τη διάρκεια της ακατέργαστης κατεργασίας, η ταχύτητα κοπής θα πρέπει να μειωθεί κατάλληλα, καθώς το βάθος κοπής είναι συνήθως μεγάλο. Εάν η ταχύτητα κοπής είναι πολύ υψηλή, θα δημιουργήσει υπερβολική θερμότητα, μείωση της διάρκειας ζωής του εργαλείου. Αντίθετα, σε τελικές λειτουργίες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί υψηλότερη ταχύτητα κοπής για να εξασφαλιστεί η απόδοση της ακρίβειας επιφάνειας και της μηχανικής κατεργασίας.

 

2. Προσδιορισμός του ρυθμού τροφοδοσίας

Ο ρυθμός τροφοδοσίας είναι ένας κρίσιμος δείκτης της αποτελεσματικότητας της μηχανικής κατεργασίας, αναφερόμενος στο βάθος κοπής ανά λεπτό, που γενικά κυμαίνεται από 100 έως 200 mm/min. Όταν χρησιμοποιείτε εργαλεία χάλυβα υψηλής ταχύτητας ή εκτελώντας κατεργασία με βαθιές οπές, ο ρυθμός τροφοδοσίας θα πρέπει να μειωθεί ανάλογα, συνήθως διατηρείται μεταξύ 20 mm/min και 50 mm/min.

 

3. Προσδιορισμός του βάθους κοπής

Ο προσδιορισμός του βάθους κοπής (τόσο αξονική όσο και ακτινική) επηρεάζει την επιχειρησιακή ασφάλεια και τη μακροζωία του εργαλείου και του μηχανήματος. Το υπερβολικό βάθος κοπής μπορεί να οδηγήσει σε συντριβές εργαλείων, βλάπτοντας το εργαλείο ή το μηχάνημα. Ωστόσο, η επιλογή του μέγιστου ανεκτού βάθους κοπής μέσα σε ένα ασφαλές εύρος μπορεί να μειώσει τον αριθμό των απαιτούμενων περασμάτων και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής.

 

 

III CNC ΚΟΙΝΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

 

1. Τραυματική κατεργασία

Ο πρωταρχικός στόχος της ακατέργαστης μηχανικής κατεργασίας είναι η μεγιστοποίηση της απομάκρυνσης υλικού ανά μονάδα χρόνου. Η ακατέργαστη κατεργασία στοχεύει να φέρει το σχήμα και το μέγεθος του τεμαχίου όσο το δυνατόν πιο κοντά στο τελικό προϊόν. Συνήθως, μετά από ακατέργαστη κατεργασία, το τεμάχιο εργασίας επιτυγχάνει ένα ημι-εκ των υστέρων περίγραμμα. Η χρήση εργαλείων μεγαλύτερης διαμέτρου βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής και μειώνει τη φθορά των εργαλείων. Οι μηχανές άλεσης CNC ελέγχουν ταυτόχρονα δύο από τους τρεις άξονες συντεταγμένων, επιτυγχάνοντας τον έλεγχο 2D.

 

2. Ημι-φινίρισμα

Σε αντίθεση με την ακατέργαστη κατεργασία, η ημι-τελειώματα επικεντρώνεται στην ισορροπία μεταξύ αποτελεσματικότητας και ποιότητας. Ο στόχος είναι να παραχθεί μια ομαλή επιφάνεια με ομοιόμορφο αποζημίωση αποθεμάτων κατά την προετοιμασία για την ολοκλήρωση των εργασιών. Το υπερβολικό υλικό θα πρέπει να αφαιρεθεί για να εξασφαλιστεί μια επίπεδη επιφάνεια που πληροί τα πρότυπα ακριβείας.

 

3. Καθαρισμός γωνίας

Ο καθαρισμός της γωνίας επικεντρώνεται στην επίτευξη της ομοιομορφίας και της συνοχής της επιφάνειας του καλουπιού και όχι της ταχύτητας. Ο στόχος είναι να απομακρυνθεί η περίσσεια υλικού κατά την προετοιμασία για το φινίρισμα. Τα εργαλεία μικρής διαμέτρου είναι συχνά απαραίτητα, απαιτώντας πολλαπλά περάσματα για την κάλυψη των απαιτήσεων. Ωστόσο, η διάμετρος του εργαλείου δεν πρέπει να υπερβαίνει τη διάμετρο του εργαλείου τελείωσης.

 

4. Φινίρισμα

Το φινίρισμα είναι το τελικό βήμα κατεργασίας, που απαιτεί τη συμμόρφωση με το μέγεθος, την τραχύτητα της επιφάνειας και τις απαιτήσεις ακρίβειας σχήματος στα σχέδια. Ένα συγκεκριμένο αποζημίωση αποθεμάτων συνήθως αφήνεται να σταθεροποιήσει τις δυνάμεις κοπής, να ελαχιστοποιήσει τα σφάλματα κατεργασίας και να εξασφαλίσει υψηλή ποιότητα επιφάνειας.

 

Η συνιστώμενη σειρά τελικής είναι:

• Μη μηχανική κατεργασία του εξωτερικού περιγράμματος
• Η μηχανική κατεργασία ανυψωμένα χαρακτηριστικά
• Η μηχανική κατεργασία και οι επιφάνειες Freeform
• Κατεργασμένες περιοχές με εσοχές
• Βοηθητικές επιφάνειες κατεργασίας

 

Κατά τη διάρκεια της υψηλής ταχύτητας φινίρισμα των πυρήνων και των κοιλοτήτων μούχλας, τα σημεία επαφής εργαλείων πρέπει να προσαρμόζονται ανάλογα με την κλίση της επιφάνειας και την ακτίνα ακτίνων εργαλείων. Εάν η μηχανική επεξεργασία σύνθετων επιφανειών, η ολοκλήρωση του σε ένα μόνο πέρασμα μειώνει τους χρόνους απόσυρσης του εργαλείου και διατηρεί την επιφάνεια του καλουπιού.Επιπλέον, η κατεύθυνση της τροφοδοσίας θα πρέπει να υποβληθεί σε αψίδα για να εξασφαλιστεί μια συνεχής, ομαλή επιφάνεια κοπής. Η διακοπή της μέσης κοπής θα πρέπει να αποφεύγεται για να αποφευχθούν μικρές παραμορφώσεις ή εσοχές, οι οποίες θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ακρίβεια και την ποιότητα της επιφάνειας.

 

 

IV αποτελεσματικές βελτιώσεις στις διαδικασίες κοπής φρεζαρίσματος CNC

 

1. Βελτίωση της ακατέργαστης κατεργασίας

Χρησιμοποιώντας το λογισμικό προσομοίωσης κατεργασίας - υπολογίστε με ακρίβεια την περιοχή κοπής και τον ρυθμό απομάκρυνσης υλικού για να εξισορροπήσετε το φορτίο και τη φθορά των εργαλείων, ενώ παράλληλα ενισχύετε την ποιότητα κατεργασίας.

 

Επιλέγοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις κοπής - προτιμάτε την καταχώρηση/έξοδο εργαλείων για να αποφύγετε την κατακόρυφη βύθιση κατά την κατεργασία των κοιλοτήτων. Η σπειροειδής κοπή (όπως φαίνεται στο σχήμα 1) μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το φορτίο του εργαλείου.

 

Χρησιμοποιώντας την άλεση ανόδου για μεγάλη απομάκρυνση των αποθεμάτων - μειώνει τη δύναμη κοπής, βελτιώνει την ακεραιότητα της επιφάνειας και ελαχιστοποιεί την παραγωγή θερμότητας.

Η αποφυγή των ξαφνικών αλλαγών κατεύθυνσης τροφοδοσίας - εμποδίζει τις σταγόνες ταχύτητας κοπής, αποφεύγει την υπερκατανάλωση και μειώνει τους κινδύνους ασφαλείας.

 

1.1 Βελτίωση ημι-τελειωμάτων

Η διατήρηση ενός σωστού βήματος κοπής και ανοχής είναι ζωτικής σημασίας. Θα πρέπει να ακολουθηθεί μια σταθερή εντολή εισόδου για την ελαχιστοποίηση της βλάβης του εργαλείου. Η διασφάλιση της συνεχούς κοπής βοηθά στην αποφυγή συχνών αποσπάσεων εργαλείων ή αλλαγών.

 

1.2 Βελτίωση της εκκαθάρισης γωνίας

Το ανομοιογενές αποζημιώσεις αποθεμάτων σε περιοχές με εσοχή επηρεάζει τη σταθερότητα κοπής και την τελική ακρίβεια. Θα πρέπει να εφαρμοστεί μια καλά σχεδιασμένη διαδικασία εκκαθάρισης γωνίας για την αποτελεσματική απομάκρυνση της υπερβολικής υλικού.

 

1.3 Βελτίωση του φινιρίσματος

Η βελτιστοποίηση των προγραμμάτων κοπής (όπως φαίνεται στο σχήμα 2) βοηθά στην αποφυγή υπερβολικών αποσπάσεων εργαλείων ή κατακόρυφων βυθίσεων, αποτρέποντας την επιφανειακή βλάβη. Η άλεση της ανάβασης θα πρέπει να χρησιμοποιείται για τη μείωση των συρόμενων προβλημάτων. Οι διαδρομές κοπής θα πρέπει να βελτιστοποιηθούν για να ελαχιστοποιηθούν η παραμόρφωση και, εάν είναι απαραίτητο, να αυξηθεί ο αριθμός των περασμάτων για να επιτευχθεί η καλύτερη ποιότητα επιφάνειας.