Усовершенствуйте скорость и подачу ЧПУ для предотвращения поломок инструмента при обработке алюминия и нержавеющей стали

Обработка на станках с ЧПУ зависит от G-кода, который предоставляет станкам инструкции по перемещению и эксплуатации. Для поставщиков прецизионного производства, таких как JTR Machine G-код служит техническим языком, который соединяет цифровой дизайн с физическим производством. Процесс создания эффективного G-кода не соответствует стандартному методу, применимому ко всем ситуациям. Конкретная  скорость вращения шпинделя в минуту  команды и  скорость подачи ЧПУ  инструкции требуют внесения изменений в соответствии с физическими и химическими свойствами материала. Если в код не включены эти переменные, в системе произойдет сбой инструмента, а также плохое качество поверхности и повреждение заготовки.

Понимание основ:команды S и F G-кода

Команда S и команда F действуют как основные эксплуатационные требования, которые необходимо выполнять при программировании G-кода.  работа. Команда  S устанавливает скорость шпинделя. , который операторы измеряют в оборотах в минуту (RPM). Значение устанавливает скорость вращения режущего инструмента. Команда F устанавливает скорость подачи. , который определяет, насколько быстро инструмент перемещается через материал.

Соотношение между этими двумя значениями определяет нагрузку стружки на зуб. , который представляет собой толщину материала, удаляемого каждой режущей кромкой инструмента за один оборот. Правильный подход к поддержанию нагрузки на стружку является важнейшим требованием. Инструмент создаст трение о материал, когда скорость подачи упадет ниже уровня, необходимого для скорости шпинделя. Чрезмерная скорость подачи приводит к применению физической силы, которая может сломать режущий инструмент.

Пример 1:обработка алюминия 6061

Алюминий из материала 6061 широко используется при обработке на станках с ЧПУ, поскольку он сочетает в себе высокую прочность с легким весом и обеспечивает защиту от коррозии. В области программирования алюминий определяется как мягкий цветной металл, поскольку он обладает высокой теплопроводностью. Характеристики материала позволяют инженерам определять скорость и подачу ЧПУ.  с помощью специальных методов тестирования.

Программисты, работающие с алюминиевым G-кодом 6061, обычно выбирают высокие скорости шпинделя вместе с высокими скоростями подачи. Этот материал позволяет машине работать с максимальной производительностью, поскольку он быстро рассеивает тепло, при этом его легко резать. Общий подход требует от операторов достижения высоких значений метров поверхности в минуту (SFM). , что приводит к увеличению числа оборотов в минуту с помощью команды S G-кода .

У алюминия возникает проблема наростов на кромках (BUE), поскольку он имеет тенденцию прилипать к режущим инструментам. G-код должен поддерживать постоянную и высокую скорость подачи, поскольку этот метод помогает системе отводить тепло за счет движения стружки. При обработке алюминия обычно предпочитают большие нагрузки стружки, поскольку этот метод помогает отводить тепло через выброшенный металл, а не приводит к накоплению тепла внутри инструмента или заготовки.

Пример 2:обработка нержавеющей стали 304

Алюминий представляет собой один набор проблем, а нержавеющая сталь 304 — другой набор проблем. Это черный металл, обладающий прочностью и способностью к наклепу. Инструментальный процесс приводит к упрочнению, поскольку материал становится все труднее резать по мере того, как оператор обращается с оборудованием. Инструмент создает поверхностное трение, которое вызывает затвердевание при  программировании G-кода . устанавливает слишком низкую скорость подачи, поскольку это делает невозможным выполнение дальнейших операций.

Алюминий демонстрирует лучшие свойства теплопроводности, чем нержавеющая сталь 304. В процессе резания выделяется тепло, которое остается на режущей кромке инструмента. М обработка нержавеющей стали 304  требует от операторов использовать гораздо более медленные скорости и подачи  из-за его специфических тепловых характеристик. Команда S (об/мин) требует от операторов запрограммировать более низкие значения для уменьшения теплоты трения, в то время как команда F (скорость подачи) должна достичь достаточных уровней, которые позволят инструменту резать новый материал под наклепанным слоем.

Совет профессионала:  Команда M08 (Включение охлаждающей жидкости) появляется как необходимый компонент в последовательностях G-кода, работающих с нержавеющей сталью 304.  В процессе резки выделяется тепло, которое остается в нержавеющей стали, поскольку материал имеет низкую теплопроводность, и тепло не уходит через стружку. Наконечник инструмента будет перегреваться, поскольку подача СОЖ зависит от команды M08, что приводит к выходу инструмента из строя и «подгоранию» кромок заготовки.

Технические формулы для оптимизации G-кода

Чтобы выйти за рамки проб и ошибок, программисты используют математические формулы для определения значений команд S и F в своем списке G-кодов. . Две основные формулы следующие:

Скорость шпинделя (S):

S=Vc×1000/​π×DS=Vc×1000/​π×D

В этой формуле Vc представляет скорость резания (поверхностных метров в минуту), рекомендованную для конкретного материала, а D представляет собой диаметр режущего инструмента.

Скорость подачи (F):

F=S×fz×zF=S×fz×z

Здесь fz — рекомендуемая нагрузка стружки на зуб, а z — количество канавок или режущих кромок инструмента.

Используя эти формулы, можно создать калькулятор подачи ЧПУ для фрезерования.  может предоставить точные цифры, которые затем жестко запрограммированы в G-программе. Для 10 мм параметров твердосплавной концевой фрезы  При установке полученные значения S и F для алюминия будут в несколько раз выше, чем рассчитанные для нержавеющей стали.

Решение распространенных технических проблем с G-кодом

Даже при расчетных значениях часто необходимы корректировки во время первого запуска программы. Если машина издает пронзительный шум, часто называемый вибрацией, это указывает на проблему с резонансом. В G-коде это обычно исправляется либо снижением скорости шпинделя, либо увеличением скорости подачи, чтобы «нагрузить» инструмент сильнее и стабилизировать рез.

Другая проблема – отклонение инструмента. При обработке твердых материалов, таких как нержавеющая сталь 304, физическое сопротивление металла может привести к небольшому изгибу инструмента. Это приводит к неточностям в размерах. Чтобы решить эту проблему, в G-коде можно запрограммировать «черновой» проход, при котором остается небольшое количество материала, за которым следует «чистовый» проход с гораздо меньшей скоростью подачи и глубиной резания, чтобы обеспечить окончательную точность.

Роль G-кода в контроле качества

Прецизионная обработка определяется способностью повторять процесс с идентичными результатами. Хорошо оптимизированная программа G-кода гарантирует, что каждая изготовленная деталь соответствует одинаковым допускам. Документируя конкретные скорости и подачи для алюминия 6061 с ЧПУ  и нержавеющей стали в комментариях к программе производители создают библиотеку проверенных технических данных.

В JTR Machine интеграция материаловедения в программирование G-кода является стандартным требованием. Понимание того, что нержавеющая сталь 304 требует медленной резки под высоким давлением и постоянным охлаждением, а алюминий 6061 требует высокоскоростной эвакуации материала, позволяет производить сложные компоненты без частых простоев станка или поломки инструмента.

Краткая информация

Процессу ЧПУ необходима оптимизация G-кода, поскольку он служит фундаментальным требованием для всех передовых процессов ЧПУ. Программисты достигают максимальной эффективности и качества деталей, уделяя особое внимание особым требованиям к материалам из алюминия 6061 и нержавеющей стали 304. Производственный процесс успешен благодаря техническим деталям, которые включают в себя как расчет нагрузки стружки на зуб, так и правильную активацию команды G-кода для работы системы подачи СОЖ. Процесс программирования достигает трех целей:сокращает количество отходов, продлевает срок службы дорогостоящих режущих инструментов и производит продукцию, соответствующую промышленным спецификациям.

Руководства по теме