7 ключових проблем у процесі токарної обробки з ЧПУ та ефективні рішення

Ідеальна програма обробки повинна не тільки забезпечувати виробництво якісних деталей, які відповідають вимогам креслень, але й повністю використовувати функціональні переваги Верстат з ЧПУ . Будучи високоефективним автоматизованим обладнанням, верстати з ЧПК зазвичай досягають у 2-3 рази більшої ефективності, ніж звичайні верстати. Щоб повністю використати цю перевагу, перед програмуванням необхідно провести комплексний аналіз процесу заготовки, вибравши економічний і розумний план процесу на основі конкретних умов обробки. Неправильний дизайн процесів обробки з ЧПК є значним фактором, що впливає на якість обробки, ефективність виробництва та контроль витрат. Ця стаття, заснована на виробничій практиці, досліджує загальні проблеми процесу токарної обробки з ЧПУ та їх відповідні рішення.

I. Відділ операцій обробки з ЧПК

При обробці деталей на Верстати з ЧПК , операції мають тенденцію бути зосередженими, і, наскільки це можливо, усі операції повинні виконуватися в одній установці. Розподіл операцій зазвичай здійснюється за двома принципами:

· Принцип забезпечення точності

Завдяки перевагі концентрації операцій при обробці з ЧПК, чорнова та чистова обробка зазвичай виконуються в рамках однієї установки, щоб забезпечити загальну точність деталей. Однак, коли термічна деформація або деформація поворотної сили суттєво впливає на точність, чорнову та чистову обробку слід розділити, щоб уникнути кумулятивних помилок.

· Принцип підвищення ефективності виробництва

Щоб зменшити кількість змін інструменту та заощадити час на зміну інструменту, обробку ділянок, які вимагають того самого інструменту, слід завершити перед переходом на інший інструмент. Крім того, слід звести до мінімуму переміщення інструменту в режимі холостого ходу, спланувавши траєкторію інструменту для досягнення найкоротшого маршруту під час обробки кількох ділянок одним інструментом.

У реальному виробництві операції обробки з ЧПК часто поділяють на основі типу інструменту або поверхонь обробки, щоб збалансувати точність і ефективність.

II. Вибір опорної точки інструменту

Програми ЧПК описують рух інструменту відносно деталі. Під час точіння форма поверхні заготовки визначається контуром поворотної кромки, але програмування зазвичай описує лише траєкторію вибраної репрезентативної точки на інструменті, відомої як контрольна точка інструменту. Теоретично можна вибрати будь-яку точку на інструменті, але для зручності програмування та забезпечення точності вибір слідує певним правилам:

· Для торцевих фрез точкою відліку є перетин осі інструменту та нижньої поверхні інструменту;

· Для кульових млинів це центр кулі;

· Для дрилів це наконечник свердла;

· Для токарних інструментів це гіпотетична вершина інструменту або центр дуги вершини інструменту.

Вибираючи опорну точку інструменту, виберіть точку, яку легко виміряти та яка відповідає заданій точці довжини інструменту; він повинен стосуватися розмірів, які вимагають високої точності або які важко виміряти; обрана точка повинна безпосередньо відображати граничне положення інструменту в командах руху програми. Програмісти повинні підтримувати послідовні звички вибору та уникати частих змін.

III. Кінцеве положення інструменту при багатошаровому точінні

При обробці зовнішньої циліндричної поверхні з великим припуском, що вимагає багатошарових витків, кінцеве положення кожного витка має бути розумно організовано, щоб уникнути раптового перевантаження інструменту в кінцевій точці. Як правило, кінцева точка кожного повороту поступово втягується на невелику відстань, щоб запобігти миттєвому удару по головній токарній кромці, тим самим подовжуючи термін служби інструментів для чорнової обробки. Якщо всі поворотні шари закінчуються в одному осьовому положенні, то інструмент прецизійного токарного верстата з ЧПУ схильний до прискореного зношування або пошкодження через стрибки навантаження.

IV. Явище 'проходження пружини' та регулювання компенсації інструменту

Тонкостінні заготовки, особливо ті, що виготовлені з матеріалів, які важко обробляти, часто демонструють «прохід пружини» під час обробки, що спричиняє зміни розмірів, такі як збільшення зовнішнього діаметра або зменшення внутрішнього діаметра. Це явище в основному є результатом пружної деформації заготовки і тісно пов'язане з глибиною повороту під час обробки. Використовуючи метод 'рівної глибини повороту', значення компенсації інструменту можна регулювати шляхом пробних поворотів, щоб компенсувати помилки розмірів, спричинені пружною деформацією. Метод передбачає виконання пробного повороту на половину запланованої глибини повороту, вимірювання відхилення розмірів, відповідне налаштування компенсації інструменту, а потім продовження кінцевої обробки для забезпечення точності розмірів.

V. Проблеми руйнування стружки при токарній обробці

токарна обробка з ЧПУ автоматизована; погана продуктивність руйнування стружки серйозно перешкоджає стабільній обробці. Пріоритет має бути наданий покращенню здатності самого інструменту до руйнування стружки та вибору розумних параметрів точіння, щоб уникнути безперервної довгої стрічкової стружки. Ідеальна стружка помірної довжини, спіральна або сегментована, що полегшує евакуацію та збір стружки. Якщо стружколомлення є недостатнім, можна влаштувати програмні паузи, щоб примусово дробити стружку, або стружколоми можна використовувати для покращення контролю стружки. При використанні затиснутих змінних пластин, стружколом і пластину можна натиснути одночасно затискною пластиною, щоб покращити руйнування стружки. Для внутрішнього точіння поворот передньою стороною інструменту вниз може покращити відведення стружки.

VI. Вибір індексованих форм вставки

Обробка з ЧПК висуває підвищені вимоги до інструментів, вимагаючи високої жорсткості, точності, стабільності розмірів, довговічності, відмінної продуктивності руйнування стружки та евакуації, а також легкої установки та налаштування. Звичайні матеріали для токарних верстатів з ЧПУ включають швидкорізальну сталь і наддрібнозернистий карбід із широким використанням затиснутих змінних пластин.

Серед поворотних токарних пластин найбільшого поширення набули ромбоподібні з загальними кутами 80°, 55° і 35°.

· Алмазна вставка 80° забезпечує гарний баланс між міцністю, розсіюванням тепла та довговічністю, придатна для торцювання, зовнішнього точіння, внутрішніх отворів і покрокової обробки з високою точністю позиціонування, ідеальною для токарної обробки з ЧПУ.

· Алмазна пластина 35° має малий кут наконечника, що зменшує перешкоди, і підходить для складних профілів і обробки канавок.

VII. Шлях інструменту для канавок

Для обробки глибоких канавок зазвичай використовують довбальні інструменти. Якщо ширина інструменту дорівнює ширині канавки, один прохід може завершити поворот; якщо інструмент вужчий, потрібні кілька проходів. Розумна послідовність повороту полягає в тому, щоб спочатку повернути центр, потім ліву та праву сторони. Це дозволяє уникнути труднощів, викликаних невідповідністю радіусів між кутами інструменту та нижніми кутами канавок, і вирівнює навантаження на інструмент, щоб подовжити термін служби інструменту. Затиснуті інструменти для нарізання канавок повинні використовувати прямі траєкторії повороту та уникати бічних рухів.

Висновок

Програми обробки з ЧПК — це файли інструкцій, які керують усім автоматизованим процесом обробки. Програма включає не лише етапи процесу деталі, але й параметри точіння, траєкторії інструменту, розміри інструменту та рухи верстата. Якість плану процесу безпосередньо впливає на ефективність машини та якість деталей. Тому особливу увагу слід приділяти проектування процесу у виробничій практиці, щоб забезпечити ефективність і високоякісна обробка з ЧПУ.