CNC mašinsko glodanje: strategija putanje alata, parametri materijala i odluke o fiksiranju koje određuju hoće li se vaš dio isporučiti prema specifikaciji

CNC mašinsko glodanje: strategija putanje alata, parametri materijala i odluke o fiksiranju koje određuju hoće li se vaš dio isporučiti prema specifikaciji

Dubina džepa je 18 mm. Širina je 4mm. Zid na dužoj strani je 1,1 mm. Materijal je 7075-T651. Vaša DFM recenzija se vratila sa jednom zastavicom: "proporcije utora će zahtijevati smanjeno uvlačenje i povećane prolaze - preporučujemo da pregledate ako je geometrija zida funkcionalno ograničena."

Tu zastavu vrijedi razumjeti prije nego što je gurnete. Širina od 4 mm prisiljava maksimalni prečnik krajnjeg glodala od 3,2 mm kako bi se održao radijus ugla koji ste pozvali. Završno glodalo od 3,2 mm na dubini od 18 mm radi u omjeru dužine -prema- prečnika 5,6:1. U tom omjeru, alat se deformiše pod bočnim-opterećenjem, a otklon nije ujednačen - veći je na dnu džepa nego na vrhu, što stvara konusni zid. Konus može biti unutar vaše tolerancije paralelizma; možda neće. U svakom slučaju, vrijeme ciklusa se udvostručuje jer brzina pomaka mora pasti da bi se kontrolirao otklon.

Ovo je odnos geometrije{0}}procesa kojiCNC obrada glodanjemodluke se uključuju. Ne može li mašina doći do funkcije - može -, već da li strategija putanje alata, odabir alata i pričvršćivanje mogu zadržati vaše oblačiće po cijeni koja čini dio produktivnim.

Strategija putanje alata: kada trohoidno glodanje nadmašuje konvencionalno prorezivanje

CNC glodanje trohoidno u odnosu na konvencionalnu putanju alatanije apstraktno pitanje optimizacije. Ima konkretan odgovor na osnovu geometrije karakteristika i materijala.

Konvencionalno urezivanje - uranjanjem krajnjeg glodala pune -širine u džep i pomicanje - održava alat u kontinuiranom kontaktu sa radnim komadom. Na aluminiju na umjerenim dubinama, ovo funkcionira. Problem počinje kada je prorez uži od 1,5× prečnik rezača, ili kada omjer dubine-prema-širine prelazi 3:1. U tom trenutku, evakuacija strugotine se pogoršava, toplina rezanja se koncentrira na dnu utora, a alat se otklanja jer je radijalni zahvat previsok za krutost alata na toj dužini prepusta.

Trohoidno glodanje - kružne lukne putanje alata koje ograničavaju radijalni zahvat na 10-20% promjera rezača bez obzira na širinu proreza - rješava sva tri problema istovremeno. Opterećenje strugotine po zubu ostaje konstantno jer zahvatni luk ostaje konstantan. Toplota se evakuiše jer alat izlazi iz reza na svakom luku. Otklon opada jer je radijalna sila djelić uobičajenog slučaja urezivanja. Zamjena-je dužina putanje alata: trohoidalni program prelazi više udaljenosti da bi uklonio isti volumen. Ali na 7075-T651, trochoidal dozvoljava prolaze pune dubine na ukupnoj dubini utora u jednoj operaciji, gdje konvencionalno urezivanje zahtijeva višestruke korake dubine i 30–40% niže pomake.

Praktična tačka ukrštanja: koristite trohoidno kada je omjer dubina utora-prema-širini veći od 2,5:1, ili kada je širina proreza između 1,0× i 1,5× prečnika rezača. Ispod 2,5:1 dubine{9}}do-na otvorenom prorezu u aluminijumu, konvencionalne putanje alata su brže. Iznad njega, trochoidal štedi vrijeme ciklusa i proizvodi bolji kvalitet zida - što je važno ako imate paralelnost ili pravoliniju na zidovima utora.

Glodanje uranjanjem (插铣) je treća opcija i ima specifičan slučaj upotrebe: grubo obrađivanje-velikog obima na dubokim šupljinama gdje je primarno ograničenje brzina uklanjanja materijala, a ne kvalitet zida. Glodanje uranjanjem usmjerava sile rezanja aksijalno, a ne radijalno, što znači da alat može podnijeti mnogo veće dubine bez skretanja. Površinska obrada je loša i zahtijeva završnu obradu, ali za 30 mm-duboki džep kućišta u 7075-T651 gdje uklanjate 80% zapremine u gruboj operaciji, uranjanje skraćuje vrijeme grube obrade za 35–50% u poređenju sa trohoidnim. Pravilo odluke: ako vam je potreban kvalitet zida na dubokom elementu, trohoidalni. Ako vam je potrebna brzina uklanjanja materijala na širokoj dubokoj šupljini, a svejedno ćete završiti mljevenje, uronite.

Specifični parametri glodanja za materijal: šta se zapravo radi u proizvodnji

Tabela ispod prikazuje proizvodne parametre zacnc parametri procesa glodanja aluminijumai ostali materijali u kojima redovno radimoCNC obrada glodanjemoperacije. Ovo nisu kataloške vrijednosti - one odražavaju ono što koristimo na-održavanim 5-osninim i 3-osnim obradnim centrima sa rashladnim sredstvom kroz vreteno.

Dc=prečnik rezača. Parametri pretpostavljaju oštar, neobložen karbid na aluminiju i plastici; TiAlN-presvučeni čelikom i titanijumom; keramika na Inconel gruboj obradi.

Jedan parametar koji se rijetko pojavljuje u kataloškim podacima, ali je važan u proizvodnji: odnos između brzine vretena i prirodne frekvencije dijela na karakteristikama tankih{0}}stina. Ako glodate aluminijski zid od 0,8 mm pri velikoj brzini vretena, a zid se cijepa ili pokazuje tragove klepetanja, rješenje nije uvijek usporiti. Ponekad usporavanje dovodi vreteno na harmonijsku frekvenciju načina vibracije zida. Promjena brzine vretena za ±15% - u bilo kojem smjeru - može eliminirati brbljanje brže od promjene brzine posmaka. Ovo nije teorija; to je prilagođavanje koje vršimo na tankim{9}}aluminijskim kućištima kada se pojavi brbljanje u-programu.

Logika fiksiranja: Odluka o postavljanju koja određuje ravnost i tačnost položaja

CNC obrada glodanjemtolerancije na složene dijelove nisu ograničene preciznošću pozicioniranja mašine - moderni obradni centri drže ±0,003 mm ponovljivost pozicioniranja u kontroliranim uvjetima. Ono što ograničava postižnu toleranciju u proizvodnji je pričvršćivanje: koliko se čvrsto drži dio, koliko su konzistentno dodirne referentne površine i da li sile stezanja uvode otklon koji se oslobađa nakon otpuštanja.

Za prizmatične dijelove s obrađenim elementima na više strana, redoslijed pričvršćivanja je važan koliko i metoda fiksiranja. Prvo podešavanje treba da obradi referentne površine - lica koja će locirati dio za sve naredne operacije. Ako referentne površine nisu ravne i paralelne jedna s drugom unutar tolerancije potrebne za nizvodne karakteristike, svako sljedeće postavljanje nasljeđuje tu grešku.

Specifičan način kvara učvršćenja koji najčešće viđamoCNC glodanjeposlovi u prvom članku: oznake stezanja na referentnim površinama koje su obrađene u ranijoj operaciji. Kada stezaljka leži direktno na gotovoj površini, lokalni kontaktni napon deformira površinu elastično - dio se vraća nazad nakon otpuštanja, ali deformacija tokom rezanja znači da je element koji se obrađuje u toj postavci pozicioniran prema pomaknutom nultu. Rezultat je pozicijska greška koja izgleda kao strojna greška, ali je zapravo greška učvršćivanja. Popravak je da se stegne na zalihe, neobrađene površine ili prethodno-obrađene žrtvene jastučiće, a ne na gotove referentne površine.

Za dijelove gdje su sva lica funkcionalna - nema raspoložive sirove površine za stezanje -, opcije su mekane čeljusti mašinski obrađene na profilu dijela, vakuumsko pričvršćivanje na primarnoj referentnoj površini ili pod-ploča sa umetcima s navojem koji su mašinski urađeni u tijelo dijela i kasnije uklonjeni. Svaki pristup ima cijenu; niko od njih nije slobodan. Pravi izbor ovisi o veličini serije i zahtjevima tolerancije.

Završna obrada: Kako odrediti Ra bez prevelike{0}}tolerancije

CNC obrada površine za glodanje Ra specifikacijaje najčešće pre{0}}zategnuti oblačić na obrađenim dijelovima. Ra 0,8 µm se postiže kontroliranim prolazom za završno glodanje i prikladan je za većinu spojnih površina, žljebova za brtvljenje i općih inženjerskih površina. Određivanje Ra 0,4µm dodaje namjenski završni prolaz sa smanjenim posmakom. Određivanje Ra 0,2µm ili bolje zahtijeva ili preklapanje ili precizno brušenje na vrhu glodanja -, poseban proces sa odvojenim utjecajem na cijenu i vrijeme isporuke.

Vrijednost Ra iz operacije glodanja je usmjerena: površina je glatkija okomito na smjer povlačenja nego paralelno s njim, jer su oznake pomaka orijentirane duž smjera uvlačenja. Ako vaš dio ima zaptivnu površinu koja dolazi u kontakt sa zaptivkom, relevantni Ra je preko smjera dodavanja, a ne duž njega. Da bi CMM-prijavljene Ra vrijednosti bile značajne, smjer mjerenja treba da odgovara funkcionalnom kontaktnom smjeru - koji treba biti naveden na crtežu ili potvrđen u prodavnici.

Jedan detalj koji utiče na očitavanje Ra na aluminijumu: radijus nosa reznog umetka ili geometrija kraja glodala. Veći radijus ugla na alatu za završnu obradu daje glatkiju površinu pri istoj brzini pomaka jer je visina otvora - vrhova preostalih između susjednih prolaza - niža. Za glodalicu sa{4}}obrvom koja završava konturnu površinu, Ra je direktno proporcionalan kvadratu koraka-preko podijeljen sa polumjerom kugle. Prepolovljenje koraka-preko smanjuje visinu kapice za 4×. Zbog toga završna obrada konturnih površina na aluminijskim kućištima često traje duže od završne obrade ravnog lica pri istoj Ra specifikaciji.

MID-ova sposobnost glodanja i DFM proces

NašCNC obrada glodanjemprogrami rade na 3-osni i 5-osni obradni centri, sa strategijama putanje alata odabranim po tipu karakteristike - trohoidno za duboke uske proreze, grubo uranjanje za šupljine velike zapremine, simultano 5-osno za složene konturirane površine. Ne primjenjujemo jedan predložak putanje alata na sve poslove; strategija je napisana po STEP fajlu, po operaciji.

ZaCNC glodanjeza materijale izvan aluminijuma - titanijum, nerđajući, Inconel, PEEK - plan procesa uključuje intervale izmjene alata, u-tačkama mjerenja procesa i zahtjeve za termičku stabilizaciju prije završnih prolaza. Zaprecizno brušeni dijelovisa tolerancijama manjim od ±0,01 mm, plan inspekcije se piše pre sečenja prvog komada, a ne posle.

Pošaljite svoju STEP datoteku našoj tim procesnog inženjeringaza pisani pregled DFM-a. Označavamo sukobe geometrije, probleme sa pristupom alatima i rizike tolerancije prije nego što se program kotira - se vraća u roku od 24 sata, nije potrebna obaveza. Za dijelove koji su već u proizvodnji na drugim mjestima koji generiraju ne-usklađenosti, možemo pregledati postojeći plan procesa i identificirati osnovni uzrok. Počnite na bishenprecision.com.

FAQ

Koji radijus ugla treba da navedem na duboko glodanom džepu da izbjegnem male-operacije alata i produženo vrijeme ciklusa?

Za dubinu džepa D, navedite minimalni radijus unutrašnjeg ugla od D/4 - i ako dizajn dozvoljava, idite na D/3. Na džepu od 15 mm{3}}, minimalno 3,75 R; R5 je bolji. Radijus ugla jednak je poluprečniku najmanjeg alata koji ga može obrađivati. Manji alati rade sporije, više se sklanjaju i češće se lome, posebno u materijalima sa značajnim silama rezanja. R2 ugao na džepu od 15 mm prisiljava glodalicu od 4 mm sa smanjenim parametrima - dodaje 25–40% vremenu ciklusa samo za te uglove. Ako geometrija ugla nema funkcionalno ograničenje, povećanje radijusa na R5 ne košta ništa na crtežu i u potpunosti uklanja problem malog-alata.

Možete li zadržati ±0,005 mm na aluminijumskoj površini od 150 mm bez operacije brušenja?

Na oblačiću za ravnost, da - sa završnim prolazom-presijecanjem i termičkom stabilizacijom prije mjerenja. Na oblačiću paralelizma između dva lica, da - ako su obje strane obrađene u istoj postavci iz istog datuma, tako da se paralelizam uspostavlja geometrijom ose mašine, a ne ponovnim -fiksiranjem. Na oblačiću debljine od ±0,005 mm preko 150 mm, odgovor zavisi od ravnosti zaliha prije obrade i termičkog stanja pri mjerenju. Aluminijum se širi 23 µm na 100 mm po stepenu - dio od 150 mm izmjeren 2 stepena iznad referentne temperature očitava 0,007 mm deblji nego što zapravo jeste. Mašinska obrada je ostvariva; uslovi merenja su gde ±0,005 mm postaje teško dosledno verifikovati.

Kada trebam preći sa 3-osnog na 5-osno glodanje na složenom dijelu?

Kada skup karakteristika zahtijeva više od dva podešavanja na 3-osnoj mašini, a ta podešavanja uključuju ponovno-učvršćivanje sa gotove ili polu{4}}gotove referentne površine. Svako ponovno{5}}učvršćivanje uvodi grešku-prijenosa podataka - tipično 0,005–0,015 mm u zavisnosti od dizajna uređaja i ponovljivosti. Na dijelu s tolerancijom položaja od ±0,01 mm između elemenata na različitim stranama, tri re-učvršćenja akumuliraju dovoljno greške da ugroze budžet tolerancije prije nego što vreteno počne. Pet{14}}istovremena obrada eliminiše pre{15}}učvršćenje postizanjem složenih-ugaonih karakteristika u jednoj postavci. Premija troškova za 5-os - tipično 25-40% viša satnica od 3-osne - često se nadoknađuje u vremenu postavljanja i smanjenom otpadu na dijelovima gdje bi geometrija inače zahtijevala četiri ili više 3-osnih postavki.

Koji je ispravan pristup kada brušena površina pokazuje tragove klepetanja na tankom{0}}aluminijskom dijelu?

Prvo, isključite pričvršćivanje: provjerite da li se čavrljanje pojavljuje samo na elementima u blizini mjesta stezaljki, što sugerira da stezaljka izaziva rezonanciju dijela, a ne alat. Ako je brbljanje ujednačeno po cijeloj površini, problem je u dinamici alata{1}}obratka. Pokušajte promijeniti brzinu vretena za ±10–15% prije promjene brzine pomaka - stavljanjem vretena na brzinu koja izbjegava rezonantnu frekvenciju zida često je brže od smanjenja posmaka. Ako čavrljanje i dalje traje, povećajte broj žljebova na alatu za završnu obradu (4-kanele umjesto 2-kane na aluminiju za ovu aplikaciju) da povećate prigušivanje na zoni rezanja. Ako ništa od ovoga ne uspije, zidu je potrebna dodatna potpora za fiksiranje - bilo uporište ili pristup ispunjenoj šupljini gdje se džep puni voskom prije završne obrade tankih zidova.