Отклонение инструмента при обработке с ЧПУ

Задумывались ли вы когда-нибудь, почему после фрезерования отверстия или кармана его размер в верхней части разреза больше, чем в нижней? Или почему калибровочный штифт хорошо и плотно входит в начало отверстия, но не проходит до конца? Простой ответ — отклонение инструмента. Все гнется. И я имею в виду все. Отклонение инструмента является вездесущей, но малоизученной проблемой. Не волнуйтесь, мои коллеги-механики, потому что это не ваша вина! Отклонение инструмента не устраняется, а только контролируется и сводится к минимуму. Знание — сила, и, надеюсь, к концу этого поста у вас будет практические знания о причинах отклонения инструмента и возможных решениях.

Проще говоря, отклонение инструмента — это изгиб инструмента. Когда вы вырезаете элемент, для этого примера мы будем говорить «глубокий карман». При резке вы прилагаете усилия к инструменту и материалу. Материал поддается, поэтому и получаются сколы. Однако без боя не сдается. Когда материал отталкивается назад, он толкает конец инструмента в направлении, противоположном направлению сил, действующих на материал. Чем дальше выступает инструмент, тем дальше сдвинется его конец.

Можно рассчитать отклонение инструмента, но это довольно сложная математика. Если вы проводите много времени в механическом цеху, то знаете, как часто оптимизация достигается вашими глазами и ушами — я считаю эти две вещи самыми важными инструментами, которые могут быть у хорошего механика. Однако, если вы хотите рассчитать некоторые значения отклонения инструмента, в Интернете доступно несколько онлайн-калькуляторов. В целях сегодняшнего поста мы будем полагаться на наши верные глаза, уши и немного на здравый смысл.

Жесткость является наиболее важным фактором. По мере того, как вы увеличиваете расстояние, на которое ваш инструмент выступает из держателя, жесткость уменьшается экспоненциально. Бывают ситуации, когда вам нужна длина, и в этом случае лучше всего использовать наибольший диаметр с наименьшим количеством канавок. Когда вы уменьшаете диаметр своего инструмента, вы также уменьшаете количество силы, необходимой для его изгиба. Кроме того, каждая канавка на фрезе снижает жесткость инструмента. Если вы вырезаете глубокий элемент, вы хотите убедиться, что используете самый большой диаметр, который позволяет печать, чтобы оптимизировать производительность инструмента. Даже если вам нужно выполнить черновую обработку инструментом большего диаметра, а чистовую обработку инструментом меньшего размера, чтобы получить требуемые радиусы углов, это нормально. Вам также нужен инструмент с наименьшим количеством канавок, и выдвигайте инструмент ровно настолько, насколько вам действительно нужно. Изучая инструменты, вы обнаружите, что есть инструменты, для которых жесткость является серьезной проблемой, и многие «микро» инструменты поставляются с коническим хвостовиком для повышения жесткости.

Твердосплавные инструменты по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали для уменьшения прогиба инструмента

Если вы считаете, что отклонение инструмента является проблемой, или вы выполняете резки достаточно агрессивно, что это вызывает у вас проблемы, то вам всегда следует учитывать инструмент из твердого сплава. Помимо таких преимуществ, как более высокий SFPM и повышенный срок службы инструмента, карбид примерно в три раза более жесткий, чем быстрорежущая сталь. Имейте в виду, однако, что карбид чрезвычайно хрупок — это не очень хорошая комбинация, когда речь идет об отклонении инструмента. Чтобы отклонить его, требуется больше усилий, но если вы приложите достаточно силы, инструмент не так прощает ошибки и сломается, так что будьте осторожны.

Как обсуждалось в моем блоге «Попутное фрезерование против обычного фрезерования», стратегия резания может влиять на отклонение инструмента. Использование стратегий динамической траектории (см. мой пост в блоге «Динамическое фрезерование») может помочь свести к минимуму отклонение инструмента из-за легкого радиального резания. Если вы выполняете черновую обработку элемента с помощью динамической траектории и убедитесь, что вы используете попутное фрезерование, вы должны быть довольны своими результатами. Как обсуждалось в этих других сообщениях, для чистовой обработки у вас есть несколько вариантов:либо чистовая фреза с подъемом, либо обычная фрезеровка с пружинным проходом, либо обычная фрезеровка с легким чистовым проходом со смазкой, и вы будете очень довольны своими результатами.