ЧПУ-обработка: типичные проблемы и эффективные решения для оптимизации скорости, подачи и глубины резания

Исходя из реального производства, эта статья обобщает частые проблемы и методы улучшения ЧПУ-процесса, а также как выбирать три важных фактора — скорость, подачу и глубину резания — в разных областях применения, для вашего справочника.

Заготовка перерезается (Overcut)

Причины:

1. Дерганье инструмента, сила инструмента недостаточна или вылет слишком велик, вызывая дерганье инструмента.
2. Неправильная операция оператором.
3. Неравномерный machining allowance (например: 0,5 на стороне кривой поверхности и 0,15 на дне).
4. Неправильные параметры резания (например: допуск слишком велик, настройка SF слишком быстрая и т.д.)

Улучшение

1. Принцип использования инструмента: может быть большим, но не маленьким; может быть коротким, но не длинным.
2. Добавить программу очистки углов и держать machining allowance максимально равномерным (припуск на стороне и дне одинаковый).
3. Разумно отрегулировать параметры резания, скруглять углы с большим припуском.
4. Использовать функцию SF станка, оператор тонко настраивает скорость для достижения лучшего резающего эффекта.

Проблема сколов (Scoring)

Причины:

1. Неточность при ручной операции оператором.
2. На форме есть заусенцы по периметру.
3. Центрирующий стержень имеет магнетизм.
4. Четыре стороны формы не вертикальны.

Улучшение

1. Ручная операция должна тщательно проверяться повторно, точки должны быть на одной высоте насколько возможно.
2. Удалить заусенцы по периметру формы точильным камнем или напильником, вытереть тряпкой, в конце подтвердить вручную.
3. Размагнитить центрирующий стержень перед центрировкой формы (можно использовать керамический центрирующий стержень или другие).
4. Калибровать, проверить, вертикальны ли четыре стороны формы (большая ошибка вертикальности требует пересмотра плана со слесарем).

Проблема установки инструмента

Причины:

1. Неточность при ручной операции оператором.
2. Зажим инструмента неправильный.
3. Лезвие на лицевой фрезе неправильное (лицевая фреза сама по себе имеет определенную погрешность).
4. Есть погрешность между R-фрезой, плоскодонной фрезой и лицевой фрезой.

Улучшение:

1. Ручная операция должна тщательно проверяться повторно, установка инструмента должна быть в одной точке насколько возможно.
2. При зажиме инструмента продуйте сжатым воздухом или вытрите тряпкой.
3. Одно лезвие можно использовать, когда верхнее лезвие лицевой фрезы нужно измерить по шанку и гладкому дну.
4. Отдельная программа установки инструмента может избежать погрешности между R-фрезой, плоской фрезой и лицевой фрезой.

Столкновение — Программирование

Причины:

1. Высота безопасности недостаточна или не установлена (инструмент или зажим ударяет в заготовку при быстром перемещении G00).
2. Инструмент в программном листе и фактический программный инструмент написаны неправильно.
3. Длина инструмента (длина лезвия) и фактическая глубина обработки в программном листе написаны неправильно.
4. Глубина доступа по оси Z и фактический доступ по оси Z в программном листе написаны неправильно.
5. Неправильная установка координат при программировании.

Улучшение:

1. Точно измерить высоту заготовки и обеспечить высоту безопасности выше заготовки.
2. Инструмент в программном листе должен соответствовать фактическому программному инструменту (стараться использовать автоматический программный лист или картинку для отображения программного листа).
3. Измерить фактическую глубину обработки на заготовке, четко написать длину и длину лезвия инструмента в программном листе (обычно длина державы 2–3 мм выше заготовки, длина лезвия 0,5–1,0 мм).
4. Взять фактическое число оси Z на заготовке и четко написать в программном листе. (Эта операция обычно пишется вручную и требует повторной проверки)

Столкновение — Оператор

Причины:

1. Ошибка установки инструмента по глубине оси Z.
2. Число замеров и операции в делении неправильны (например: нет радиуса входа при одностороннем чтении и т.д.).
3. Использование неправильного инструмента (например: инструмент D4 обрабатывается инструментом D10).
4. Программа идет неправильно (например: A7.NC идет A9.NC).
5. Ручной пульт вращается в неправильном направлении при ручной операции.
6. Нажато неправильное направление при ручном быстром перемещении (например: -X нажато +X).

Улучшение:

1. Для установки инструмента по глубине оси Z вы должны обратить внимание на положение инструмента. (Нижняя поверхность, верхняя поверхность, анализируемая поверхность и т.д.).
2. Повторно проверять после завершения замеров и операций.
3. При зажиме инструмента проверять повторно с программным листом и программой перед загрузкой.
4. Программа должна идти по порядку одна за другой.
5. При использовании ручной операции оператор сам должен усилить владение навыками станка.
6. При ручном быстром перемещении можно сначала поднять ось Z над заготовкой и двигать.

Точность криволинейной поверхности

Причины:

1. Неуместные параметры резания, шершавая поверхность заготовки.
2. Режущее ребро инструмента не острое.
3. Зажим инструмента слишком длинный, лезвие слишком длинное для избегания воздуха.
4. Удаление стружки, продувка воздухом и промывка маслом не хорошие.
5. Программирование способа движения инструмента (можно учитывать вверховое фрезерование насколько возможно).
6. Заготовка имеет заусенцы.

Улучшение

1. Параметры резания, допуски, припуски, настройки скорости и подачи должны быть разумными.
2. Инструмент требует от оператора проверки и замены нерегулярно.
3. При зажиме инструмента оператор должен зажимать максимально коротко, режущее ребро не должно быть слишком длинным.
4. Для плоских фрез, R-фрез, фрез с круглым носом настройка скорости и подачи должна быть разумной.
5. Заготовка имеет заусенцы: напрямую связано с нашими станками, режущими инструментами и методами резания. Поэтому мы должны понимать характеристики станка и подтачивать ребра с заусенцами.

Сколы (Crumble)

Причины и улучшения:

1. Подача слишком быстрая — Замедлить до подходящей скорости подачи
2. Подача слишком быстрая в начале резания — Замедлить подачу в начале резания
3. Слабый зажим (инструмент) — Зажать
4. Слабый зажим (заготовка) — Зажать
5. Недостаточная жесткость (инструмент) — Использовать самый короткий допустимый инструмент, зажимать шанк глубже, пробовать вверховое фрезерование
6. Режущее ребро слишком острое — Изменить хрупкий угол режущего ребра, однажды ребро
7. Недостаточная жесткость станка и державы — Использовать жесткий станок и державу

Износ (Wear)

Причины и улучшения:

1. Скорость станка слишком высокая — Замедлить и добавить достаточно СОЖ
2. Закаленный материал — Использовать передовые режущие инструменты и инструментальные материалы, увеличить методы поверхностной обработки
3. Приклеивание стружки — Изменить скорость подачи, размер стружки или использовать охлаждающее масло или воздушную пистолет для очистки стружки
4. Неправильная скорость подачи (слишком низкая) — Увеличить скорость подачи, пробовать вверховое фрезерование
5. Неподходящий угол резания — Изменить на правильный угол резания
6. Первый задний угол инструмента слишком мал — Изменить на больший задний угол

Повреждение (Damage)

Причины и улучшения:

1. Подача слишком быстрая — Замедлить скорость подачи
2. Слишком много резания — Использовать меньшее количество резания на ребро
3. Длина лезвия и общая длина слишком большие — Зажимать шанк глубже, использовать короткий инструмент, пробовать вверховое фрезерование
4. Слишком большой износ — Переточить в начале

Трещины от вибраций (Chatter Marks)

Причины и улучшения:

1. Подача и скорость резания слишком быстрые — Скорректировать подачу и скорость резания
2. Недостаточная жесткость (станок и держава) — Использовать лучшие станки и державы или изменить условия резания
3. Задний угол слишком большой — Изменить на меньший задний угол и обработать режущее ребро (один раз заточить ребро точильным камнем)
4. Слабый зажим — Зажать заготовку

Учет скорости и подачи

Взаимосвязь трех факторов — скорости, подачи и глубины резания — является самым важным фактором определения резающего эффекта. Неправильная подача и скорость часто приводят к снижению производства, плохому качеству заготовки и большому повреждению инструмента.

Использовать низкий диапазон скоростей для:

• Материалов высокой твердости
• Капризных материалов
• Материалов, труднобрабатываемых
• Тяжелого резания
• Минимального износа инструмента
• Максимального срока службы инструмента

Использовать высокий диапазон скоростей для:

• Мягких материалов
• Лучшего качества поверхности
• Меньшего внешнего диаметра инструмента
• Легкого резания
• Хрупких деталей
• Ручной операции
• Максимальной производственной эффективности
• Неметаллических материалов

Использовать высокую подачу для:

• Тяжелого и чернового резания
• Стальных конструкций
• Легкообрабатываемых материалов
• Чернового инструмента
• Плоского резания
• Материалов с низкой предельной прочностью на разрыв
• Крупных фрез

Использовать низкую подачу для:

• Легкой обработки, финишного резания
• Хрупких конструкций
• Труднобрабатываемых материалов
• Малых инструментов
• Глубокой вертикальной канавки
• Материалов с высокой предельной прочностью на разрыв
• Финишного инструмента