Sammendrag av CNC maskineringserfaring

På grunn av kompleksiteten til CNC-maskinering-som involverer variabler som maskinverktøy, materialer, skjæreverktøy, skjæremetoder og parameterinnstillinger- krever det en betydelig mengde tid å nå et høyt nivå av ferdigheter på dette feltet (enten i faktisk maskinering eller programmering). Følgende er et sammendrag av praktisk erfaring samlet av ingeniører over lange produksjonsperioder. Den dekker aspekter som maskineringsprosesser, operasjonstrinn, valg av verktøyparametere og prosessovervåking, og er ment for din referanse.

(1) **Verktøy-basert sekvensering:** Operasjoner er delt inn i henhold til skjæreverktøyene som brukes. Et enkelt verktøy fullfører alle mulige funksjoner på delen før det andre eller tredje verktøyet brukes til å fullføre de gjenværende funksjonene. Denne tilnærmingen reduserer antall verktøyendringer, minimerer ikke-skjærende (luft-kutt) tid og reduserer unødvendige posisjoneringsfeil.

(2) **Funksjons-basert sekvensering:** For deler med omfattende maskineringskrav kan arbeidet deles opp basert på strukturelle egenskaper-som interne egenskaper, utvendige profiler, buede overflater eller flate overflater. Vanligvis blir flate overflater og lokaliseringsflater maskinert før hull; enkle geometriske former maskineres før komplekse; og funksjoner med lavere presisjonskrav maskineres før de som krever høyere presisjon.

(3) **Groving og etterbehandlingssekvensering:** For deler som er utsatt for deformasjon, bør grovbearbeiding og etterbehandling generelt skilles. Dette er fordi korrigerende tiltak (som re-justering) kan være nødvendig etter grovbearbeiding for å løse eventuelle resulterende deformasjoner.
Oppsummert, når man deler operasjoner, må man fleksibelt vurdere faktorer som delens struktur og produksjonsevne, maskinverktøy, omfanget av CNC-bearbeiding som kreves, antall oppsett og anleggets produksjonsorganisasjon. Valget mellom å konsentrere operasjoner (færre oppsett) og spre operasjoner (flere oppsett) bør baseres på den spesifikke situasjonen, samtidig som man alltid tilstreber en rasjonell tilnærming.

Maskineringssekvensen bør bestemmes basert på delens struktur, tilstanden til råmaterialet (emnet), og kravene til posisjonering og fastspenning, med hovedfokus på å sikre at arbeidsstykkets stivhet ikke kompromitteres. Sekvensen bør generelt følge disse prinsippene:

(1) Maskinering i et foregående trinn må ikke forstyrre posisjoneringen og fastspenningen som kreves for det påfølgende trinnet; operasjoner som involverer generell-maskinverktøy kombinert mellom trinnene, må også tas i betraktning.

(2) Maskin innvendige funksjoner og hulrom før maskinering av ytre konturer.

(3) Operasjoner som deler de samme posisjonerings- og klemmemetodene eller det samme skjæreverktøyet bør ideelt sett utføres fortløpende for å minimere antall re-posisjonering, verktøy-bytte og klemme-justeringsoperasjoner.

(4) For flere operasjoner utført under ett enkelt oppsett, planlegg de som har minst innvirkning på arbeidsstykkets stivhet først.

(1) Tilstrebe å forene datumene som brukes for design, produksjonsprosesser og programmeringsberegninger.

(2) Minimer antall oppsett; sikte på å bearbeide alle nødvendige overflater etter en enkelt posisjoneringsoperasjon.

(3) Unngå opplegg som krever manuelle justeringer mens maskinen er i gang.

(4) Sørg for at armaturets design er åpent og tilgjengelig; posisjonerings- og klemmemekanismer må ikke forstyrre verktøybanen (f.eks. forårsake kollisjoner). Hvis interferens er uunngåelig, bør du vurdere å bruke en skrustikke eller en bunnplate med skru-nedklemming.

1. Verktøyets-innstillingspunkt kan plasseres på selve arbeidsstykket, forutsatt at det er et datumtrekk eller en overflate som allerede er presisjons-bearbeidet. Men hvis verktøyets-innstillingspunktet blir ødelagt under den første operasjonen, kan det bli umulig å finne det for påfølgende operasjoner. Derfor, under den første operasjonen, etablere en relativ verktøy-innstillingsposisjon på et sted med et fast dimensjonsforhold til posisjoneringsdatumet; dette gjør at det opprinnelige verktøyets-innstillingspunktet kan gjenopprettes basert på deres relative posisjoner. Denne relative verktøyinnstillingsposisjonen- er vanligvis plassert på maskinbordet eller armaturet. Utvelgelsesprinsippene er som følger:
1) Enkel å justere.
2) Praktisk for programmering.
3) Lavt verktøy-innstillingsfeil.
4) Praktisk for inspeksjon under maskinering.

2. Opprinnelsen til arbeidsstykkets koordinatsystem settes av operatøren; den bestemmes via verktøyinnstilling etter at arbeidsstykket er klemt og gjenspeiler posisjonsforholdet (avstanden) mellom arbeidsstykket og maskinverktøyets nullpunkt. Når det er etablert, forblir arbeidsstykkets koordinatsystem generelt fast. Arbeidsstykkets koordinatsystem og programmeringskoordinatsystemet må være innrettet; det vil si at de må falle sammen under bearbeiding.

Verktøybanen refererer til banen og retningen til verktøyets bevegelse i forhold til arbeidsstykket under CNC-bearbeiding. Å velge en rasjonell maskineringsvei er avgjørende, siden den er nært knyttet til delens maskineringsnøyaktighet og overflatekvalitet. Følgende punkter bør vurderes når du bestemmer verktøybanen:
1) Sørg for at delen oppfyller kravene til maskineringsnøyaktighet.
2) Tilrettelegge numeriske beregninger og redusere programmeringsarbeidet.
3) Søk den korteste maskineringsveien og minimer "luft-skjæretid for å forbedre maskineringseffektiviteten.
4) Minimer antall programblokker.
5) Sørg for at kravene til overflateruhet til arbeidsstykkeprofilen er oppfylt; den endelige profilen skal maskineres kontinuerlig i siste passering.
6) Vurder nøye verktøyets inn- og tilbaketrekningsveier (inn- og utkjøring) for å minimere verktøymerker forårsaket av pause ved profilen (hvor plutselige endringer i skjærekraften kan føre til elastisk deformasjon) og for å unngå å ripe opp arbeidsstykket ved å dykke verktøyet vertikalt inn i profiloverflaten.

Når arbeidsstykkejustering og programfeilsøking er fullført, går prosessen inn i det automatiske bearbeidingsstadiet. Under automatisk maskinering må operatøren overvåke skjæreprosessen for å forhindre kvalitetsproblemer eller andre ulykker forårsaket av unormale skjæreforhold.

Overvåking av skjæreprosessen involverer først og fremst følgende aspekter:
1. Overvåking av bearbeidingsprosessen: Grovbearbeiding fokuserer på rask fjerning av overflødig materiale fra arbeidsstykkets overflate. Under automatisk maskinering følger verktøyet en forhåndsbestemt bane basert på innstilte skjæreparametere. Operatøren bør observere endringer i skjærebelastningen via belastningsmåleren og justere skjæreparametere basert på verktøyets belastningsstatus for å maksimere maskinverktøyets effektivitet.

2. Overvåking av skjærelyder under prosessen: Ved automatisk skjæring er lyden som produseres når verktøyet griper inn i arbeidsstykket, vanligvis stabil, kontinuerlig og skarp, ledsaget av jevn maskinbevegelse. Ettersom prosessen skrider frem, kan det oppstå ustabilitet på grunn av faktorer som harde inneslutninger i arbeidsstykket, verktøyslitasje eller verktøyavbøyning. Denne ustabiliteten manifesterer seg som endringer i skjærelyden-som støyen fra verktøyet som påvirker arbeidsstykket-og maskinvibrasjoner. Kutteparametere og -forhold bør justeres umiddelbart; hvis justeringer viser seg å være ineffektive, bør maskinen settes på pause for å inspisere tilstanden til verktøyet og arbeidsstykket.

3. Overvåking av etterbehandlingsprosessen: Etterbehandling fokuserer på å sikre dimensjonal nøyaktighet og overflatekvalitet, vanligvis med høye skjærehastigheter og matingshastigheter. Vær oppmerksom på virkningen av oppbygde-kanter på den bearbeidede overflaten. For hulromsbearbeiding må man også sikre seg mot overskjæring og verktøyavbøyning i hjørner. For å løse disse problemene: Juster først kjølevæskesprayposisjonen for å sikre optimal kjøling av den bearbeidede overflaten; for det andre, overvåk kvaliteten på den maskinerte overflaten og juster skjæreparametere for å minimere kvalitetssvingninger. Hvis justeringer ikke gir betydelig forbedring, stopp maskinen for å bekrefte gyldigheten til det originale programmet.
Spesiell forsiktighet må utvises med hensyn til verktøyets posisjon ved pause eller stopp av maskinen for inspeksjon. Å stoppe maskinen mens verktøyet aktivt skjærer-og får spindelen til å stoppe brått-kan etterlate verktøymerker på arbeidsstykkets overflate. Ideelt sett bør maskinen stoppes først etter at verktøyet har løsnet fra skjæresonen.

1. For planfresing bør ikke-omslipbare karbidplatefreser eller endefreser velges. Generelt foretrekkes en maskineringsstrategi med to-passeringer: den første passeringen bør være en grovoperasjon ved bruk av en planfres, som går kontinuerlig over arbeidsstykkets overflate. Den anbefalte skjærebredden for hver pass er 60–75 % av verktøyets diameter.

2. Endfreser og endefreser av hardmetall-innsats brukes først og fremst til å bearbeide bosser, spor og boks-åpningsflater.

3. Kule-endefreser og runde-innsatsfreser (også kjent som bull-nesefreser) brukes ofte til å bearbeide buede overflater og profiler med variable trekkvinkler. Kule-endefreser brukes for det meste til halv-bearbeiding og etterbehandling, mens karbid-runde-innsatsfreser vanligvis brukes til grovbearbeiding.

Maskineringsprogramarket er en komponent i CNC-maskinprosessdesignet og fungerer som et sett med instruksjoner som operatøren må følge. Den gir spesifikke detaljer om maskineringsprogrammet, med sikte på å klargjøre programinnholdet, arbeidsholding og posisjoneringsmetoder, verktøyene som er valgt for hver maskineringsoperasjon, og eventuelle spesifikke forholdsregler.

Maskineringsprogramarket skal inneholde: CAD/CAM-filnavn, emnenavn, skisse for bearbeiding, programnavn, verktøy som brukes for hvert program, maksimal skjæredybde, bearbeidingstype (f.eks. grovbearbeiding eller etterbehandling), estimert bearbeidingstid osv.

Etter å ha bestemt bearbeidingsprosessen, må følgende være forstått før programmering:

1. Arbeidsstykket klemmemetode;

2. Størrelse på emnet (for å bestemme bearbeidingsomfanget eller om flere oppsett er nødvendig);

3. Arbeidsstykkemateriale (for å velge passende skjæreverktøy);

4. Tilgjengelig verktøybeholdning (for å unngå å modifisere programmet på grunn av manglende verktøy under bearbeiding, eller for å klargjøre nødvendige verktøy på forhånd hvis det er nødvendig).

Prinsippet for å stille inn sikkerhetshøyden er generelt å plassere den over den høyeste overflaten av noen "øyer" (hevede trekk). Alternativt kan innstilling av programmeringsnullpunktet på høyeste overflate også minimere risikoen for verktøykollisjoner.

Siden forskjellige verktøymaskiner gjenkjenner forskjellige adressekoder og NC-programformater, må riktig etter{0}}behandlingsformat velges for den spesifikke verktøymaskinen som brukes for å sikre at det genererte programmet kjører riktig.

Programoverføringsmetoder kan kategoriseres i CNC og DNC. I CNC-metoden overføres programmet via et medium (som f.eks. en diskett, båndleser eller kommunikasjonskabel) til maskinverktøyets minne for lagring, og hentes deretter fra minnet under bearbeiding. Siden minnekapasiteten er begrenset, brukes DNC-metoden for store programmer; fordi DNC lar maskinverktøyet lese programmet direkte fra kontrolldatamaskinen (effektivt streaming av data under drift), er den ikke begrenset av minnekapasitetsgrenser.