Знание и выбор общих инструментов в обработке с ЧПУ

Хотя обработка с ЧПУ по-прежнему относится к категории обработки металлов резанием, она имеет свои особенности. В основном это реализуется как высокая степень автоматизации, длительный непрерывный процесс обработки, а время, затрачиваемое на настройку инструмента, является более сложным и трудоемким, чем традиционная обработка. Поэтому есть много вопросов, над которыми стоит задуматься при выборе инструмента. Эта статья дает вам соответствующие знания о часто используемых инструментах ЧПУ. Я считаю, что хороший инструмент — это первый шаг к повышению эффективности обработки с ЧПУ.

Материал и покрытие инструмента

Различные инструментальные материалы, используемые в настоящее время, имеют свои характеристики, соответствующие различным требованиям обработки. Необходимые свойства обычных инструментальных материалов включают низкий коэффициент трения, высокую точность, хорошую теплопроводность, достаточную ударную вязкость и ударопрочность.

Обычными инструментальными материалами традиционных станков с ЧПУ являются быстрорежущая сталь и цементированный карбид. Однако в некоторых особых случаях, таких как высокоскоростная резка, сухая резка, резка труднообрабатываемых материалов и токарная обработка вместо шлифования, требуется использование сверхтвердых материалов, включая керамику, CBN, PCBN, алмаз и т. д. Цена на эти сверхтвердые материалы относительно высоки, а процесс и параметры резки непросты в освоении, и к ним предъявляются определенные требования к жесткости станка, и в обычной обработке не так много применений.

Инструмент для сверхтвердых материалов

Покрытие поверхности инструмента является одним из важных методов повышения производительности инструмента, который широко используется в последние годы. Стойкость инструмента с покрытием в десять раз выше, чем у инструментов без покрытия. Обычные покрытия включают нитрид титана TIN, нитрид карбида титана TICN и оксид алюминия. На следующем рисунке показано, что скорость резания быстрорежущей стали и твердого сплава сократилась в сто раз, а использование инструментов с покрытием сократило время обработки в четыре раза.

Классификация инструментов

Обычно используемые инструменты с ЧПУ делятся на три типа в зависимости от их формы:концевые фрезы, фрезы с круглым концом и шаровые фрезы. У каждого инструмента есть своя роль.

Концевая фреза

Концевые фрезы обрабатывающих центров с ЧПУ также называют плоскодонными фрезами, которые окружены основными режущими кромками, а дно является второстепенной режущей кромкой. Внешний край и нижняя поверхность концевой фрезы имеют фрезерные зубья для формирования режущей кромки, поэтому ее можно использовать для фрезерования вертикальной поверхности заготовки. Изменение формы концевой фрезы очень сложно, и она подходит для всех видов обработки, таких как фрезерование плоскости, канавки, контурной поверхности и т. д. Можно сказать, что это наиболее широко используемая фреза.

При фрезеровании 2D-заготовки, поскольку областью контакта с заготовкой является внешняя кромка и нижняя поверхность, можно использовать чрезвычайно эффективные значения как шага инструмента, так и глубины резания. Однако при резке пресс-формы 3D-заготовки площадь контакта с заготовкой почти всегда близка к острию. Следовательно, необходимо уменьшить расстояние между инструментами или глубину резания, что снижает эффективность обработки.

Короче говоря, концевые фрезы подходят для 2D-заготовок, но не для 3D-заготовок.

Шариковый нож

Лезвие с шарообразным нижним лезвием представляет собой шаровой нож, также называемый R-ножом. В отличие от концевых фрез, шаровые фрезы являются важными инструментами для фрезерования 3D-заготовок. Поскольку в нижней части шарикового ножа нет острого конца, как у концевой фрезы, а есть лезвие с углом R, лезвие шарикового ножа более устойчиво и его нелегко сломать.

При обработке пресс-форм шаровые фрезы в основном используются для фрезерования 3D-форм, особенно при чистовой обработке и очистке углов. Однако площадь контакта между сферической фрезой и заготовкой мала, и расстояние нельзя увеличить, поэтому она не подходит для фрезерования относительно плоских участков.

Нож с круглым носом

Круглый нож обрабатывающего центра с ЧПУ также называется R-ножом с плоским дном, который можно использовать для черновой обработки, плоского гладкого ножа и гладкого ножа с криволинейной поверхностью. По сравнению с концевыми фрезами и сферическими фрезами, фрезы с круглым концом сочетают в себе преимущества обоих и имеют более высокую эффективность работы. Расстояние между горизонтальными ножами круглого ножа может быть больше, чем у шаровидного ножа, и он имеет те же преимущества, что и шаровидный нож при отделке. Таким образом, нож с круглым концом является хорошим выбором для черновой или чистовой обработки.

Если заготовка большая, изменение поверхности небольшое, узкая утопленная область небольшая, а относительно плоская площадь большая, лучше всего использовать нож с круглым носом для обработки, а затем использовать метод вторичной черновой обработки, чтобы найти площадь что требует последующей обработки. Но, сталкиваясь с некоторыми углублениями, у круглого ножа есть слепая зона лезвия, и будет обнаружен феномен «верхнего края».

Распространенные проблемы и решения

В реальной эксплуатации всегда будут возникать различные проблемы. Вот некоторые общие проблемы и решения для всех. Я считаю, что по мере решения этих проблем эффективность обработки станков будет повышаться.

Вибрация инструмента

Поскольку используется все больше и больше труднообрабатываемых материалов, вибрация стала одним из препятствий на пути повышения эффективности обработки. Возникновение вибрации напрямую влияет на точность обработки и шероховатость поверхности, ускоряет износ инструмента, серьезно влияет на срок службы инструмента, а в тяжелых случаях резка не может продолжаться.

Вибрация инструмента требует трех условий, которые существуют одновременно. Технологическая система, включая инструмент, недостаточно жесткая, что приводит к низкой собственной частоте. При резании создается достаточно большая внешняя возбуждающая сила. Частота внешней силы возбуждения равна собственной частоте технологической системы. Резонанс.

Идея решения проблемы вибрации инструмента делится на три части. Во-первых, свести силу резания к минимуму. Чтобы уменьшить силу резания, используйте наименьшую возможную дугу острия. Увеличьте передний угол инструмента. Замените штампованные лезвия шлифованными лезвиями. Уменьшите глубину резания, скорость и увеличьте подачу. Используйте угол входа 90 градусов для удлиненного вала. Для фрез с тонкими стержнями круглые пластины лучше всего снижают вибрацию.

Во-вторых, максимизировать статическую жесткость системы инструмента или приспособления и заготовки.

В-третьих, создать еще одну вибрацию внутри инструментальной планки, чтобы нарушить частоту вибрации внешне возбуждаемой силы резания, тем самым устраняя вибрацию инструмента.

Одежда для лезвий

В процессе обработки передняя и задняя поверхности инструмента часто изнашиваются слишком быстро. Среди них должны быть разные методы реагирования в зависимости от различных условий повреждения лезвия.

1. Чрезмерный износ боковой поверхности приводит к шероховатости поверхности и плохим размерам обработки

Причины этого сценария включают высокую скорость резания или низкую износостойкость лезвия. Решения включают улучшение методов снижения скорости резания при постепенном увеличении объема резания, использование более износостойких материалов или покрытий для лезвий, а также попытку использовать попутное фрезерование вместо восходящего.

2. Износ с насечками

После шлифовки канавки лезвия она может быть повреждена и вызвать шероховатость поверхности и выкрашивание. Причины включают слишком маленькую скорость подачи; фрезеруемый материал имеет тенденцию к наклепу; поверхность заготовки имеет оксидную окалину и т. д. Столкнувшись с такой ситуацией, необходимо часто проверять износ канавки лезвия с помощью гвоздя.

3. Нарост при фрезеровании нержавеющей стали и жаропрочного сплава

Фрезерование липкой фрезой также называют наростом, что делает обрабатываемую поверхность шероховатой и заусенцев. Отпадение наплавленной кромки приведет к отпадению передней поверхности лезвия и разрушению кромки лезвия, а вторичное выкрашивание заготовок из жаропрочного сплава приведет к быстрому разрушению кромки. Причинами такой ситуации являются не что иное, как тупая режущая кромка, отрицательный передний угол, низкая скорость резания, слишком малая толщина стружки и плохое удаление стружки.

Метод устранения заросшей опухоли примерно основан на «шести шагах». Первым шагом является увеличение скорости резки нержавеющей стали и алюминиевого сплава. Второй шаг заключается в использовании лезвий с физическим покрытием или лезвий без покрытия. Третий шаг заключается в постепенном увеличении количества резания для достижения наилучшей толщины стружки. Четвертый шаг. Подготовьте достаточное количество охлаждающей жидкости или воздуха под высоким давлением для предотвращения образования вторичной стружки. Пятый шаг заключается в использовании попутного фрезерования вместо встречного. Шестой шаг — использование чистого минерального масла для промывки зоны резания на низкой скорости для жаропрочных титановых сплавов и дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей.

4 . Лезвие ломается или задевает нож

Есть много причин для такого рода сколов кромки. Материал лезвия слишком твердый, геометрия лезвия слишком слабая, а используемая скорость резания слишком низкая, что может сломать режущую кромку, что приведет к неровному материалу заготовки или прерывистому резанию.

Ввиду этой ситуации, во-первых, проверьте, не сломана ли прокладка и не деформирован ли ножевой винт и не нуждается ли он в замене; во-вторых, следует устранить фактор вибрации и использовать материал лезвия с большей прочностью, а лезвие с прочной кромкой следует заменить; наконец, скорость резки должна быть увеличена, чтобы устранить кромку. Рот может быть раздавлен. (Связанная запись:Краткий обзор проблем износа и решений при механической обработке)