CNC apdirbimo frezavimas: įrankių tako strategija, medžiagų parametrai ir tvirtinimo sprendimai, lemiantys, ar jūsų dalis pristatoma pagal specifikaciją
Jūsų kišenės gylis yra 18 mm. Plotis yra 4 mm. Siena ilgojoje pusėje yra 1,1 mm. Medžiaga yra 7075-T651. Jūsų DFM apžvalga grįžo su viena žyma: „dėl plyšių proporcijų reikės sumažinti tiekimą ir padidinti pralaidumą – rekomenduokite peržiūrėti, ar sienų geometrija yra funkcionaliai apribota“.
Tą vėliavą verta suprasti prieš ją atstumiant. Dėl 4 mm pločio maksimalus galinės frezos skersmuo yra 3,2 mm, kad būtų išlaikytas pasirinktas kampo spindulys. 3,2 mm galinis frezas 18 mm gylyje veikia, kai ilgio -ir-skersmens santykis yra 5,6:1. Esant tokiam santykiui, įrankis pasislenka veikiant šoninei{10}}apkrovai, o deformacija nėra vienoda, - ji yra didesnė kišenės apačioje nei viršuje, todėl sienelė yra kūginė. Smailėjimas gali būti jūsų lygiagretumo tolerancijos ribose; gali ir ne. Bet kuriuo atveju ciklo laikas padvigubėja, nes padavimo greitis turi sumažėti, kad būtų galima kontroliuoti deformaciją.
Tai yra geometrijos{0}}proceso ryšys, kurisCNC apdirbimo frezavimassprendimai įsijungia. Ne tai, ar mašina gali pasiekti funkciją - ji gali -, bet tai, ar įrankių trajektorijos strategija, įrankių pasirinkimas ir tvirtinimas gali išlaikyti išnašas už kainą, dėl kurios detalę galima gaminti.
Įrankio tako strategija: kai trochoidinis frezavimas pranoksta įprastinį įpjovimą
CNC frezavimas trochoidinis, palyginti su įprastiniu įrankių takunėra abstraktus optimizavimo klausimas. Jis turi konkretų atsakymą, pagrįstą objekto geometrija ir medžiaga.
Įprastas griovelių įpjovimas -, įkišant viso-galinio pločio frezą į kišenę ir sukantis -, įrankis nuolat liečiasi su ruošiniu. Aliuminiui esant vidutiniam gyliui, tai veikia. Problema prasideda, kai plyšys yra siauresnis nei 1,5 × pjaustytuvo skersmuo arba kai gylio -ir -pločio santykis viršija 3:1. Tuo metu drožlių pašalinimas susilpnėja, pjovimo šiluma susikaupia plyšio apačioje, o įrankis pasislenka, nes radialinis sukibimas yra per didelis įrankio standumui ties tuo iškyšos ilgiu.
Trochoidinis frezavimas - apskrito lanko įrankių takai, ribojantys radialinį sukibimą iki 10–20 % frezos skersmens, neatsižvelgiant į griovelio plotį -, išsprendžia visas tris problemas vienu metu. Vieno danties drožlių apkrova išlieka pastovi, nes sujungimo lankas išlieka pastovus. Šiluma pašalinama, nes įrankis išeina iš pjūvio kiekvieno lanko metu. Deformacija mažėja, nes radialinė jėga yra įprasto įpjovimo atvejo dalis. Kompromisas- yra įrankių kelio ilgis: trochoidinė programa nukeliauja didesnį atstumą, kad pašalintų tą patį tūrį. Tačiau 7075-T651 trochoidinis leidžia atlikti viso gylio praėjimą per visą plyšio gylį per vieną operaciją, kai įprastiniam įpjovimui reikia kelių gylio žingsnių ir 30–40 % mažesnio tiekimo.
Praktinis kryžminimo taškas: naudokite trochoidinį, kai plyšio gylio -ir-pločio santykis viršija 2,5:1 arba kai plyšio plotis yra nuo 1,0 × 1,5 × pjoviklio skersmens. Mažiau nei 2,5:1 gylis-iki-pločio atviroje aliuminio plyšyje, įprastiniai įrankių takai yra greitesni. Virš jo, trochoidal sutaupo ciklo laiką ir užtikrina geresnę sienos kokybę -, o tai svarbu, jei lizdo sienelėse yra lygiagretumo arba tiesumo išnaša.
Įgilinamasis frezavimas (插铣) yra trečia parinktis, kuriai būdingas konkretus naudojimo atvejis: didelio-tūrio grublėtumas giliose ertmėse, kur pagrindinis apribojimas yra medžiagos pašalinimo greitis, o ne sienos kokybė. Įgilinamasis frezavimas nukreipia pjovimo jėgas ašine kryptimi, o ne radialiai, o tai reiškia, kad įrankis gali įveikti daug didesnį gylį be deformacijos. Paviršiaus apdaila yra prasta, todėl reikia atlikti apdailą, tačiau 30 mm-gylio korpuso kišenė 7075-T651, kai grubiai pašalinama 80 % tūrio, įleidžiamasis frezavimas sutrumpina grubuliavimo laiką 35–50 %, palyginti su trochoidiniu. Sprendimo taisyklė: jei jums reikia sienos kokybės ant gilaus bruožo, trochoidinės. Jei jums reikia medžiagos pašalinimo greičio plačioje gilioje ertmėje ir vis tiek baigsite frezuoti, pasinerkite.
Medžiaga{0}}Konkretūs frezavimo parametrai: kas iš tikrųjų veikia gamyboje
Žemiau esančioje lentelėje pateikiami gamybos parametraicnc frezavimo proceso parametrai aliuminisir kitos medžiagos, su kuriomis nuolat dirbameCNC apdirbimo frezavimasoperacijos. Tai nėra katalogo vertės -, jos atspindi tai, ką naudojame gerai-prižiūrėtuose 5-ašių ir 3 ašių apdirbimo centruose su aušinimo skysčiu per veleną.
| Medžiaga | Pjovimo greitis (m/min) | Tiekimas vienam dantukui (mm) | Radialinis DOC - Grubavimas | Radialinis DOC - Apdaila | Aušinimo skysčio strategija |
|---|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 400–600 | 0.05–0.12 | 40–60 % nuolatinės srovės | 5–10 % nuolatinės srovės | Potvynis ar rūkas; suspaustas oras gilioms kišenėms |
| 7075-T651 | 350–500 | 0.05–0.10 | 30–50 % nuolatinės srovės | 5–8% nuolatinės srovės | Potvynis; rūkas priimtinas atvirose vietose |
| Ti-6Al-4V | 50–80 | 0.05–0.10 | 10–20 % nuolatinės srovės (trochoidinis) | 3–5% nuolatinės srovės | Per{0}}suklio HPC Didesnis arba lygus 70 barų privalomas |
| 303 Nerūdijantis | 80–120 | 0.04–0.08 | 20–30 % nuolatinės srovės | 5–8% nuolatinės srovės | Potvynis; vengti sauso pjovimo |
| 316L nerūdijantis | 60–100 | 0.03–0.07 | 15–25 % nuolatinės srovės | 3–5% nuolatinės srovės | Aukšto{0}}slėgio potvynis; darbas-greitai sukietėja |
| Inconel 718 | 25–45 | 0.03–0.06 | 5–10 % nuolatinės srovės | 2–3% nuolatinės srovės | Per{0}}verpstės HPC; keraminiai grubinimo įrankiai |
| POM (Delrin) | 200–400 | 0.05–0.15 | 30–50 % nuolatinės srovės | 10–15 % nuolatinės srovės | Suslėgtas oras; išvengti aušinimo skysčio užtvindymo |
| PEEK | 150–300 | 0.04–0.10 | 20–40 % nuolatinės srovės | 5–10 % nuolatinės srovės | Suslėgtas oras; atidžiai tvarkykite lustų evakuaciją |
Dc=pjaustytuvo skersmuo. Parametrai reiškia aštrų, nepadengtą karbidą ant aliuminio ir plastikų; TiAlN-padengtas plienu ir titanu; keramika ant Inconel grubinimo.
Vienas parametras, kuris retai rodomas katalogo duomenyse, bet yra svarbus gamyboje: santykis tarp veleno greičio ir detalės natūralaus dažnio ant plonos{0}}sienos. Jei frezuojate 0,8 mm aliuminio sienelę dideliu suklio greičiu, o siena lūžta arba matosi triukšmo žymės, ne visada reikia sulėtinti greitį. Kartais sulėtėjus, velenas pasiekia harmoninį sienos vibracijos režimo dažnį. Pakeitus suklio greitį ±15 % - bet kuria kryptimi -, triukšmas gali būti pašalintas greičiau nei pakeitus pastūmos greitį. Tai ne teorija; Tai yra reguliavimas, kurį atliekame ant plonasienių aliuminio
Tvirtinimo logika: sąrankos sprendimas, nustatantis plokštumą ir padėties tikslumą
CNC apdirbimo frezavimassudėtingų dalių leistinų nuokrypių neriboja mašinos padėties nustatymo tikslumas - šiuolaikiniai apdirbimo centrai palaiko ±0,003 mm padėties nustatymo pakartojamumą kontroliuojamomis sąlygomis. Kas riboja pasiekiamą toleranciją gamyboje, yra tvirtinimas: kaip standžiai laikoma dalis, kaip nuosekliai liečiasi su atskaitos paviršiais ir ar suspaudimo jėgos sukelia deformaciją, kuri atsipalaiduoja atjungus.
Prizminėms dalims su apdirbtomis ypatybėmis keliuose paviršiuose tvirtinimo seka yra svarbi tiek pat, kiek tvirtinimo būdas. Pirmoji sąranka turėtų apdirbti atskaitos taško paviršius - paviršius, kurie nustatys dalį visoms paskesnėms operacijoms. Jei atskaitos taško paviršiai nėra plokšti ir lygiagretūs vienas kitam neviršijant tolerancijos, reikalingos pasroviui, kiekviena paskesnė sąranka paveldi šią klaidą.
Konkretus tvirtinimo gedimo režimas, kurį matome dažniausiaiCNC frezavimasužduotys pirmame straipsnyje: užfiksavimo žymės ant atskaitos taško paviršių, kurie buvo apdoroti ankstesnėje operacijoje. Kai gnybtas remiasi tiesiai ant užbaigto paviršiaus, vietinis kontaktinis įtempis elastingai deformuoja paviršių - dalis spyruokliuoja atgal po atspaudimo, tačiau deformacija pjovimo metu reiškia, kad toje sąrankoje apdirbamas elementas buvo pastatytas prieš pasislinkusį atskaitos tašką. Rezultatas yra padėties klaida, kuri atrodo kaip mašinos klaida, bet iš tikrųjų yra tvirtinimo klaida. Pataisymas yra prispausti ant atsarginių, neapdorotų paviršių ar iš anksto-apdirbtų aukų pagalvėlių, o ne ant užbaigtų atskaitos paviršių.
Dalims, kurių visi paviršiai yra funkcionalūs - nėra neapdoroto paviršiaus, kad būtų galima tvirtinti -, galima pasirinkti minkštus žandikaulius, apdirbtus prie detalės profilio, vakuuminį tvirtinimą prie pagrindinio atskaitos taško paviršiaus arba sub-plokštę su srieginiais įdėklais, įtaisytus detalės korpuse ir vėliau pašalinus. Kiekvienas metodas turi savo kainą; nė vienas iš jų nėra nemokamas. Tinkamas pasirinkimas priklauso nuo partijos dydžio ir tolerancijos reikalavimų.
Paviršiaus apdaila: kaip nurodyti Ra be per{0}}tolerancijos
CNC frezavimo paviršiaus apdaila Ra specifikacijayra dažniausiai per{0}}sugriežtinta figūrinė išnaša ant apdirbtų dalių. Ra 0,8 µm pasiekiamas naudojant kontroliuojamą frezavimo eigą ir tinka daugumai jungiamųjų paviršių, sandarinimo griovelių ir bendrųjų inžinerinių paviršių. Nurodžius Ra 0,4 µm, pridedamas specialus apdailos praėjimas esant sumažintam tiekimui. Nurodant Ra 0,2 µm ar didesnį, reikia arba perdengimo, arba tikslaus šlifavimo operacijos viršuje, - tai yra atskiras procesas, turintis atskirą sąnaudų ir laiko įtaką.
Frezavimo operacijos Ra reikšmė yra kryptinė: paviršius yra lygesnis statmenai pastūmos krypčiai, nei lygiagrečiai jai, nes pastūmos žymės yra orientuotos išilgai pastūmos krypties. Jei jūsų dalis turi sandarinimo paviršių, kuris liečiasi su tarpikliu, atitinkama Ra yra skersai tiekimo krypties, o ne išilgai jos. Kad CMM-praneštos Ra vertės būtų prasmingos, matavimo kryptis turi atitikti funkcinę kontakto kryptį -, kuri turi būti nurodyta brėžinyje arba patvirtinta parduotuvėje.
| Ra Taikinys | Pasiekiamas procesas | Tipiškas tiekimo greičio sumažinimas, palyginti su Ra 3,2 µm | Pastabos |
|---|---|---|---|
| Ra 3,2 µm | Standartinis finišas | - (pradinė) | Bendrieji nesuderinami{0}}paviršiai |
| Ra 1,6 µm | Finišo pravažiavimas, kontroliuojami parametrai | 20-30% sumažinimas | Dauguma inžinerinių poravimosi veidų |
| Ra 0,8 µm | Specialus užbaigimas, aštrūs įrankiai | 40-50% sumažinimas | Sandarinimo paviršiai, optinis tvirtinimas, slankiojančios detalės |
| Ra 0,4 µm | Lėtas finišas arba skrydis{0}}supjaustytas | 60-70% sumažinimas | Didelio{0}} tikslumo sandarinimas, CMM atskaitos taškai |
| Ra 0,2 µm | Reikalingas šlifavimas arba šlifavimas | Neįmanoma pasiekti vien frezuojant | Veidrodiniai{0}}kokybiški optiniai arba sandarūs paviršiai |
| Ra 0,02 µm | Tikslus perdengimas, MID galimybės lubos | Specializuota apdailos operacija | Itin{0}}tikslūs metrologiniai paviršiai |
Viena detalė, turinti įtakos Ra rodmenims ant aliuminio: pjovimo įdėklo nosies spindulys arba galinės frezos galo geometrija. Didesnis apdailos įrankio kampo spindulys sukuria lygesnį paviršių esant tokiam pačiam pastūmos greičiui, nes šukutės aukštis - smailės, likusios tarp gretimų ėjimų -, yra mažesnis. Rutulinio-galinio frezavimo, užbaigiančio kontūrinį paviršių, Ra yra tiesiogiai proporcinga žingsnio- kvadratui, padalytam iš rutulio spindulio. Sumažinus žingsnį perpus-, šukutės aukštis sumažėja 4 kartus. Štai kodėl aliuminio korpusų kontūrinis paviršiaus apdaila dažnai užtrunka ilgiau nei plokščio paviršiaus apdaila pagal tą pačią Ra specifikaciją.
MID frezavimo galimybė ir DFM procesas
MūsųCNC apdirbimo frezavimasprogramos veikia 3-ašių ir 5-ašių apdirbimo centruose su įrankių trajektorijos strategijomis, parinktomis pagal savybių tipą – trochoidinis giliems siauriems griovams, giluminis grublėtas didelės apimties ertmėms, tuo pačiu metu 5 ašis sudėtiniams kontūriniams paviršiams. Visiems darbams netaikome vieno įrankių juostos šablono; strategija parašyta STEP faile, vienai operacijai.
UžCNC frezavimasmedžiagoms, kurios nėra aliuminio - titanas, nerūdijantis, Inconel, PEEK -, proceso plane yra įrankių keitimo intervalai,-proceso matavimo taškai ir terminio stabilizavimo reikalavimai prieš baigiant apdailą. Užpreciziškai frezuotos detalėskai leistinieji nuokrypiai yra griežtesni nei ±0,01 mm, patikrinimo planas rašomas prieš pjaunant pirmą gabalą, o ne po to.
Atsiųskite savo STEP failą mūsų procesų inžinierių komandauž rašytinę DFM apžvalgą. Mes pažymime geometrijos nesutapimus, prieigos prie įrankių problemas ir tolerancijos riziką, kol programa nėra kotiruojama - grąžinama per 24 valandas, įsipareigojimų nereikia. Dėl dalių, kurios jau gaminamos kitur, dėl kurių atsiranda neatitikimų-, galime peržiūrėti esamą proceso planą ir nustatyti pagrindinę priežastį. Pradėkite nuo bishenprecision.com.
DUK
Kokį kampo spindulį turėčiau nurodyti giliai frezuotoje kišenėje, kad būtų išvengta mažų{0}}įrankio operacijų ir ilgesnio ciklo laiko?
Jei norite kišenės gylio D, nurodykite minimalų vidinio kampo spindulį D/4 - ir, jei konstrukcija leidžia, eikite į D/3. 15 mm-gylio kišenėje – mažiausiai R3,75; R5 geriau. Kampo spindulys lygus mažiausio įrankio, galinčio jį apdirbti, spinduliui. Mažesni įrankiai veikia lėčiau, labiau įsuka ir dažniau lūžta, ypač kai naudojamos didelės pjovimo jėgos. R2 kampas ant 15 mm kišenės priverčia 4 mm galinį frezą esant mažesniems parametrams - vien tų kampų ciklo trukmę padidina 25–40 %. Jei kampo geometrija neturi funkcinių apribojimų, spindulio padidinimas iki R5 brėžinyje nieko nekainuoja ir visiškai pašalinama nedidelė{17}}įrankio problema.
Ar galite išlaikyti ±0,005 mm ant 150 mm aliuminio paviršiaus be šlifavimo operacijos?
Lygumo išnašoje taip - su finišo skrydžiu-ir terminiu stabilizavimu prieš matavimą. Lygiagretumo išnašoje tarp dviejų paviršių taip -, jei abu paviršiai yra apdirbti toje pačioje sąrankoje iš to paties atskaitos taško, todėl lygiagretumas nustatomas pagal mašinos ašies geometriją, o ne iš naujo-fiksuojant. Jei storis yra ±0,005 mm skersai 150 mm, atsakymas priklauso nuo žaliavos lygumo prieš apdirbimą ir šiluminės būsenos matavimo metu. Aliuminis plečiasi 23 µm per 100 mm per laipsnį - 150 mm dalis, išmatuota 2 laipsniais virš etaloninės temperatūros, yra 0,007 mm storesnė, nei yra iš tikrųjų. Apdirbimas pasiekiamas; matavimo sąlygos yra tokios, kai ±0,005 mm tampa sunku nuosekliai patikrinti.
Kada sudėtingoje dalyje turėčiau pereiti nuo 3 ašių į 5 ašių frezavimą?
Kai funkcijų rinkiniui reikia daugiau nei dviejų sąrankų 3-ašių įrenginyje, o tos sąrankos apima pakartotinį-tvirtinimą nuo baigto arba pusiau{4}}užbaigto atskaitos taško paviršiaus. Kiekviename iš naujo{5}}įrenginyje atsiranda atskaitos-perkėlimo klaida -, paprastai 0,005–0,015 mm, priklausomai nuo armatūros konstrukcijos ir pakartojamumo. Dalyje, kurios padėties nuokrypis tarp skirtingų paviršių elementų yra ±0,01 mm, trys pakartotinai{13}}įtaisai sukaupia pakankamai klaidų, kad sukeltų grėsmę tolerancijos biudžetui prieš sukliui įsijungiant. Penkių-ašių apdirbimas vienu metu pašalina pakartotinius{15}}fiksatorius, nes vienoje sąrankoje pasiekiamos sudėtinio-kampo funkcijos. Priemoka už 5-ašį – paprastai 25–40 % didesnis valandinis tarifas nei 3 ašių – dažnai susigrąžinama per sąrankos laiką ir sumažinama dalių, kurių geometrijai kitu atveju reikėtų keturių ar daugiau 3 ašių sąrankų, atliekos.
Koks yra teisingas požiūris, kai frezuotame paviršiuje ant plonos -sienos aliuminio dalies matosi pleškėjimo žymės?
Pirma, atmeskite tvirtinimą: patikrinkite, ar triukšmas atsiranda tik šalia gnybtų vietų, o tai rodo, kad spaustukas sužadina detalės rezonansą, o ne įrankį. Jei visame paviršiuje triukšmas vienodas, problema yra įrankio{1}}ruošinio dinamika. Pabandykite pakeisti suklio greitį ±10–15 % prieš keisdami pastūmą -, suklį nustatydami tokiu greičiu, kad būtų išvengta sienelės rezonansinio dažnio, dažnai yra greitesnis nei pastūmos mažinimas. Jei burbuliukai nesiliauja, padidinkite apdailos įrankio griovelių skaičių (4-griovelių, o ne 2-aliuminio, skirtų šiam naudojimui), kad padidintumėte slopinimą pjovimo zonoje. Jei nė vienas iš šių būdų nepadeda, sienai reikia papildomos tvirtinimo atramos – arba atraminio tvirtinimo elemento, arba užpildytos ertmės metodu, kai kišenė užpildoma vašku prieš plonasienę apdailą.
