CNC megmunkálási marás: szerszámpálya-stratégia, anyagparaméterek és a rögzítési döntések, amelyek meghatározzák, hogy az alkatrész a specifikáció szerint kerül-e szállításra
A zsebed mélysége 18 mm. A szélessége 4 mm. A fal a hosszú oldalon 1,1 mm. Anyaga 7075-T651. A DFM áttekintése egyetlen jelzéssel érkezett vissza: "a rés aránya csökkenti az előtolást és növeli az áthaladást – javasoljuk, hogy ellenőrizze, ha a fal geometriája funkcionálisan korlátozott."
Ezt a zászlót érdemes megérteni, mielőtt visszanyomnád. A 4 mm-es szélesség 3,2 mm-es maximális szármaró-átmérőt kényszerít, hogy fenntartsa a megadott saroksugárt. Egy 3,2 mm-es szármaró 18 mm mélységben 5,6:1 hossz-/-átmérő arányban működik. Ennél az aránynál a szerszám elhajlik oldal{10}}terhelés alatt, és az elhajlás nem egyenletes, - nagyobb a zseb alján, mint a tetején, ami kúpos falat eredményez. A kúpos lehet a párhuzamossági tűréshatáron belül; lehet, hogy nem. Akárhogy is, a ciklusidő megduplázódik, mert az előtolási sebességnek csökkennie kell az elhajlás szabályozásához.
Ez a geometria{0}}folyamatkapcsolatCNC megmunkálási marása döntések bekapcsolnak. Nem az, hogy a gép eléri-e a jellemzőt - el tudja-e érni -, hanem az, hogy a szerszámpálya-stratégia, a szerszámválasztás és a rögzítés képes-e megtartani a kiírásokat olyan áron, amely az alkatrészt gyárthatóvá teszi.
Szerszámpálya-stratégia: Amikor a trochoidális marás jobban teljesít, mint a hagyományos hornyolás
CNC marás trochoidális vs hagyományos szerszámpályanem elvont optimalizálási kérdés. Konkrét válasza van a jellemző geometriája és az anyag alapján.
A hagyományos hornyolás - a teljes szélességű szármaró zsebbe süllyesztése és az elmozdulás - biztosítja, hogy a szerszám folyamatosan érintkezzen a munkadarabbal. Alumíniumnál mérsékelt mélységben ez működik. A probléma akkor kezdődik, amikor a rés keskenyebb, mint a vágó átmérőjének 1,5-szerese, vagy ha a mélység -/-szélesség aránya meghaladja a 3:1-et. Ezen a ponton a forgácselszívás leromlik, a vágási hő a rés alján koncentrálódik, és a szerszám elhajlik, mert a sugárirányú kapcsolódás túl magas a szerszám merevségéhez képest ezen a túlnyúlási hosszon.
A trochoidális marás - köríves szerszámpályák, amelyek a sugárirányú kapcsolódást a maró átmérőjének 10-20%-ára korlátozzák, függetlenül a horonyszélességtől -, egyszerre oldja meg a három problémát. A fogankénti forgácsterhelés állandó marad, mivel a kapcsolódási ív állandó marad. A hő távozik, mert a szerszám minden ívnél kilép a vágásból. Az elhajlás csökken, mert a radiális erő töredéke a hagyományos hornyolásos esetnek. A kompromisszum-a szerszámút hossza: a trochoidális program nagyobb távolságot tesz meg, hogy eltávolítsa ugyanazt a térfogatot. A 7075-T651-en azonban a trochoidal lehetővé teszi a teljes mélységű áthaladást a rés teljes mélységében egyetlen műveletben, ahol a hagyományos hornyolás többszörös mélységnövelést és 30–40%-kal alacsonyabb előtolást igényel.
A praktikus keresztezési pont: használja a trochoidálist, ha a résmélység -/-szélesség aránya meghaladja a 2,5:1-et, vagy ha a rés szélessége a vágó átmérőjének 1,0-1,5-szerese között van. 2,5:1 mélységnél---szélességnél egy nyitott alumínium hornyon a hagyományos szerszámpályák gyorsabbak. Ezen felül a trochoidális ciklusidőt takarít meg, és jobb falminőséget produkál -, ami akkor számít, ha párhuzamosság vagy egyenességjelzés található a nyílás falán.
A beszúró marás (插铣) a harmadik lehetőség, és ennek sajátos felhasználási esete van: nagy-volumen nagyolás mély üregekben, ahol az elsődleges korlát az anyageltávolítási sebesség, nem a fal minősége. A beszúró marás a forgácsolóerőket axiálisan, nem pedig radiálisan irányítja, ami azt jelenti, hogy a szerszám sokkal nagyobb mélységet is képes kezelni elhajlás nélkül. A felületkezelés gyenge, és simítást igényel, de a 7075-T651 30 mm-mélységű házzsebénél, ahol a durva művelet során a térfogat 80%-át eltávolítja, a beszúrómarás 35–50%-kal csökkenti a nagyolási időt a trochoidálishoz képest. A döntési szabály: ha falminőségre van szüksége egy mély vonáson, trochoidális. Ha széles, mély üregben anyagleválasztási sebességre van szüksége, és úgyis megmunkálja, ugorjon.
Anyag-Speciális marási paraméterek: Mi működik valójában a gyártás során
Az alábbi táblázat a termék gyártási paramétereit mutatjacnc marási folyamat paraméterei alumíniumés a többi anyag, amiben rendszeresen futunkCNC megmunkálási marásműveleteket. Ezek nem katalógusértékek -, hanem azt tükrözik, amit a jól-karbantartott 5-tengelyes és 3 tengelyes megmunkáló központokon használunk átmenőorsó hűtőfolyadékkal.
| Anyag | Vágási sebesség (m/perc) | Fogankénti előtolás (mm) | Radiális DOC - Nagyolás | Radiális DOC - Befejezés | Hűtőfolyadék-stratégia |
|---|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 400–600 | 0.05–0.12 | 40-60% DC | 5-10% DC | Árvíz vagy köd; sűrített levegő a mély zsebekhez |
| 7075-T651 | 350–500 | 0.05–0.10 | 30-50% DC | 5-8% DC | Árvíz; a köd elfogadható nyitott tereptárgyakon |
| Ti-6Al-4V | 50–80 | 0.05–0.10 | 10-20% DC (trochoidális) | 3-5% DC | 70 bar-nál nagyobb vagy annál nagyobb{0}}orsó HPC kötelező |
| 303 Rozsdamentes | 80–120 | 0.04–0.08 | 20-30% DC | 5-8% DC | Árvíz; kerülje a száraz vágást |
| 316L rozsdamentes | 60–100 | 0.03–0.07 | 15-25% Dc | 3-5% DC | Nagy{0}}nyomású árvíz; a munka-gyorsan megkeményedik |
| Inconel 718 | 25–45 | 0.03–0.06 | 5-10% DC | 2-3% DC | Orsó{0}}HPC-n keresztül; kerámia szerszámok nagyoláshoz |
| POM (Delrin) | 200–400 | 0.05–0.15 | 30-50% DC | 10-15% DC | Sűrített levegő; kerülje a hűtőfolyadék elöntését |
| KANDIKÁL | 150–300 | 0.04–0.10 | 20–40% DC | 5-10% DC | Sűrített levegő; gondosan kezelje a forgácseltávolítást |
Dc=vágó átmérő. A paraméterek éles, bevonat nélküli keményfémet feltételeznek alumíniumon és műanyagokon; TiAlN-bevonat acélra és titánra; kerámia Inconel nagyoláson.
Egy paraméter, amely ritkán jelenik meg a katalógusadatokban, de számít a gyártás során: az orsó fordulatszáma és az alkatrész sajátfrekvenciája közötti kapcsolat vékony{0}}falú elemeken. Ha egy 0,8 mm-es alumínium falat nagy orsófordulatszámmal mar, és a falon feltöredezett vagy csattanó nyomok láthatók, nem mindig a lassítás a megoldás. Néha a lassítás az orsót a fal rezgésmódjának harmonikus frekvenciájára állítja. Az orsó fordulatszámának ±15%-os változtatása - bármelyik irányban - gyorsabban kiküszöbölheti a remegést, mint az előtolási sebesség megváltoztatása. Ez nem elmélet; ez az a beállítás, amit a vékony-falú alumínium házakon végzünk, amikor a program közepén{10}}csörgés jelenik meg.
Rögzítési logika: A beállítási döntés, amely meghatározza a laposságot és a pozicionálási pontosságot
CNC megmunkálási marásaz összetett alkatrészek tűrését nem korlátozza a gép pozicionálási pontossága - a modern megmunkálóközpontok ±0,003 mm-es pozicionálási megismételhetőséget biztosítanak ellenőrzött körülmények között. Ami a gyártás során elérhető tűréshatárt korlátozza, az a rögzítés: mennyire mereven tartják az alkatrészt, milyen következetesen érintkeznek a nullapontfelületekkel, és hogy a szorítóerők okoznak-e elhajlást, amely a leszorítás után felszabadul.
A több felületen megmunkált jellemzőkkel rendelkező prizmatikus alkatrészek esetében a rögzítési sorrend éppúgy számít, mint a rögzítési módszer. Az első beállításnál meg kell dolgozni a nullapont felületeit - azokat a lapokat, amelyek az alkatrészt minden további művelethez megtalálják. Ha a nullapont felületei nem síkok és párhuzamosak egymással a lefelé irányuló jellemzők tűrésein belül, minden további beállítás örökli ezt a hibát.
Az adott rögzítési hiba mód, amelyet leggyakrabban látunkCNC marásmunkák az első cikknél: rögzítési jelek egy korábbi művelet során megmunkált alaplapokon. Amikor egy bilincs közvetlenül a kész felületre támaszkodik, a helyi érintkezési feszültség rugalmasan deformálja a felületet - az alkatrész a leszorítás után visszaugrik, de a forgácsolás közbeni deformáció azt jelenti, hogy az adott elrendezésben megmunkált elem egy eltolt nullaponthoz került. Az eredmény egy pozícióhiba, amely gépi hibának tűnik, de valójában rögzítési hiba. A javítás az, hogy a kész alapfelületek helyett az alapfelületekre, a nyers felületekre vagy az előre-megmunkált feláldozólapokra kell rögzíteni.
Azoknál az alkatrészeknél, amelyeknél minden felület működőképes - nem áll rendelkezésre nyers felület a befogáshoz -, választható az alkatrész profiljához megmunkált puha pofák, vákuumrögzítés az elsődleges nullapont felületén, vagy az alkatrésztestbe megmunkált és később eltávolított menetes betétekkel ellátott al-lemez. Minden megközelítésnek ára van; egyik sem ingyenes. A megfelelő választás a tétel méretétől és a tűréskövetelményektől függ.
Felületkezelés: Hogyan határozzuk meg az Ra-t túl{0}}tűrés nélkül
CNC marás felületi kikészítés Ra specifikációa leggyakrabban túlfeszített{0}}felirat a megmunkált alkatrészeken. Az Ra 0,8 µm elérhető ellenőrzött marási menettel, és megfelelő a legtöbb illeszkedő felülethez, tömítőhornyokhoz és általános műszaki felületekhez. Az Ra 0,4 µm megadása egy dedikált befejező menetet ad hozzá csökkentett előtolás mellett. Az Ra 0,2 µm vagy nagyobb megadása vagy lelapolást vagy precíziós köszörülést igényel a marás tetején - egy külön folyamat, külön költség- és átfutási idővel.
A marási műveletből származó Ra érték irányfüggő: a felület simább az előtolási irányra merőlegesen, mint azzal párhuzamosan, mert az előtolási jelek az előtolás iránya mentén helyezkednek el. Ha az alkatrésznek van egy tömítőfelülete, amely érintkezik a tömítéssel, akkor a vonatkozó Ra a betáplálási irányban keresztben van, nem annak mentén. Ahhoz, hogy a CMM-jelentett Ra-értékek értelmesek legyenek, a mérési iránynak meg kell egyeznie a funkcionális érintkezési iránysal -, amelyet meg kell adni a rajzon, vagy meg kell erősíteni az üzlettel.
| Ra Target | Elérhető folyamat | Tipikus előtolási sebesség csökkentés vs Ra 3,2 µm | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| Ra 3,2 µm | Szabványos célba jutás | - (alapvonal) | Általános nem{0}}illeszkedő felületek |
| Ra 1,6 µm | Befejezés, szabályozott paraméterek | 20-30%-os csökkentés | A legtöbb mérnöki páros arc |
| Ra 0,8 µm | Dedikált befejező passz, éles szerszámozás | 40-50%-os csökkenés | Tömítőfelületek, optikai rögzítés, csúszó illesztések |
| Ra 0,4 µm | Lassú befejezés vagy repülés-vágás | 60-70%-os csökkenés | Nagy pontosságú-tömítés, CMM-adatok |
| Ra 0,2 µm | Köszörülés vagy átlapolás szükséges | Önmagában marással nem érhető el | Tükör-minőségű optikai vagy tömítő felületek |
| Ra 0,02 µm | Precíziós átlapolás, MID képességű mennyezet | Speciális befejező művelet | Ultra-precíziós metrológiai felületek |
Egy részlet, amely befolyásolja az alumínium Ra-értékeit: a forgácsolólapka orrsugára vagy a szármaró véggeometria. Egy nagyobb saroksugár a befejező szerszámon simább felületet eredményez azonos előtolási sebesség mellett, mivel a fésűkagyló magassága - a szomszédos lépések között maradt csúcsok - kisebb. Kontúrozott felületet befejező gömb-orrú maró esetén Ra egyenesen arányos a lépés-négyzetével, osztva a gömb sugarával. A lépés felezése-a fésűkagyló magassága 4-szeresére csökken. Ez az oka annak, hogy az alumíniumházak kontúros felületkezelése gyakran tovább tart, mint az azonos Ra specifikáció melletti sík felületkezelés.
A MID marási képessége és DFM folyamata
A miénkCNC megmunkálási marása programok 3-tengelyes és 5-tengelyes megmunkáló központokon futnak, jellemző típusonként megválasztott szerszámpálya-stratégiákkal - trochoidális mély, keskeny hornyokhoz, merülő nagyolás nagy térfogatú üregekhez, egyidejű 5 tengelyes összetett kontúros felületekhez. Nem alkalmazunk egyetlen szerszámpálya-sablont minden munkára; a stratégia STEP fájlonként, műveletenként van megírva.
MertCNC marásalumíniumon kívüli anyagokon - titán, rozsdamentes, Inconel, PEEK - a folyamatterv tartalmazza a szerszámcsere intervallumait, a -folyamatban lévő mérési pontokat és a hőstabilizálási követelményeket a befejezés előtt. Mertprecíziós marású alkatrészek±0,01 mm-nél kisebb tűrések esetén az ellenőrzési tervet az első darab vágása előtt írják, nem utána.
Küldje el a STEP fájlt nekünk folyamatmérnöki csapatírásos DFM-értékeléshez. A geometriai ütközéseket, a szerszámhozzáférési problémákat és a toleranciakockázatokat még a program jegyzése előtt megjelöljük - 24 órán belül visszaküldik, kötelezettségvállalás nem szükséges. A máshol már gyártásban lévő alkatrészek esetében, amelyek nem megfelelőséget okoznak, áttekinthetjük a meglévő folyamattervet, és azonosíthatjuk a kiváltó okot. Kezdje a bishenprecision.com webhelyen.
GYIK
Milyen sarok sugarat adjak meg egy mélymart zsebnél, hogy elkerüljük a kis{0}}szerszámműveleteket és a meghosszabbított ciklusidőket?
A D zsebmélységhez adjon meg egy minimális belső sarok sugarat D/4 -, és ha a kialakítás lehetővé teszi, lépjen a D/3-ra. 15 mm-mély zseben legalább R3,75; Az R5 jobb. A saroksugár megegyezik a megmunkálható legkisebb szerszám sugarával. A kisebb szerszámok lassabban futnak, jobban elhajlanak és gyakrabban törnek el, különösen a jelentős forgácsolóerővel rendelkező anyagoknál. Egy R2 sarok egy 15 mm-es zseben egy 4 mm-es szármarót kényszerít csökkentett paraméterekkel - 25–40%-kal növeli a ciklusidőt ezeknél a sarkoknál. Ha a sarokgeometriának nincs funkcionális megkötése, a sugár R5-re való növelése nem kerül semmibe a rajzon, és teljesen kiküszöböli a kis{17}}szerszámproblémát.
Megbír-e ±0,005 mm-t egy 150 mm-es alumínium felületen köszörülés nélkül?
Egy lapossági kiemelésnél igen -, célba vágó-passzal és hőstabilizációval a mérés előtt. Két lap közötti párhuzamossági kiírásnál igen -, ha mindkét lap ugyanabból a nullapontból ugyanabban az összeállításban van megmunkálva, tehát a párhuzamosságot a gép tengelyének geometriája határozza meg, nem pedig az újra-rögzítés. A ±0,005 mm-es vastagságkiírásnál 150 mm-en a válasz az alapanyag megmunkálás előtti síkságától és a méréskori hőállapottól függ. Az alumínium 23 µm/100 mm/fok tágul - egy 150 mm-es alkatrész 2 fokkal a referencia-hőmérséklet felett mérve 0,007 mm-rel vastagabb, mint amilyen valójában. A megmunkálás elérhető; a mérési körülmények olyanok, ahol a ±0,005 mm-t nehéz következetesen ellenőrizni.
Mikor váltsak 3 tengelyes marásról 5 tengelyes marásra komplex alkatrészen?
Amikor a jellemzőkészlet kettőnél több beállítást igényel egy 3-tengelyű gépen, és ezek a beállítások egy kész vagy félkész nullapontfelületről történő újrarögzítést tartalmaznak. Minden újra-szerelvény tartalmaz egy adatátviteli hibát -, amely jellemzően 0,005–0,015 mm, a rögzítés kialakításától és ismételhetőségétől függően. Egy olyan alkatrészen, amelynek pozíciótűrése ±0,01 mm a különböző felületeken lévő elemek között, három újra{13}}szerelvény halmoz fel elegendő hibát ahhoz, hogy az orsó elindulása előtt fenyegesse a tűrésköltségvetést. Az öt-tengelyes egyidejű megmunkálás kiküszöböli az újra{15}}rögzítéseket, mivel egyetlen beállításban éri el az összetett-szög jellemzőit. Az 5-tengelyes költségprémium – jellemzően 25–40%-kal magasabb óradíj, mint a 3 tengelyes esetében – gyakran megtérül a beállítási idő alatt, és csökken az olyan alkatrészek selejtezése, amelyeknél a geometria egyébként négy vagy több 3 tengelyes beállítást igényelne.
Mi a helyes megközelítés, ha egy mart felületen remegési nyomok láthatók egy vékony{0}}falú alumínium alkatrészen?
Először is zárja ki a rögzítést: ellenőrizze, hogy a csattanás csak a szorító helyekkel szomszédos területeken jelenik-e meg, ami azt sugallja, hogy a szorító az alkatrész rezonanciáját gerjeszti, nem pedig a szerszámot. Ha a fecsegés egyenletes a felületen, akkor a probléma a szerszám{1}}munkadarab dinamikája. Próbálja meg az orsó fordulatszámát ±10–15%-kal módosítani az előtolás megváltoztatása előtt -, és az orsót olyan sebességre állítja, amely elkerüli a fal rezonanciafrekvenciáját, gyakran gyorsabb, mint az előtolás csökkentése. Ha a csattanás továbbra is fennáll, növelje a hornyok számát a befejező szerszámon (4{10}}horony az alumíniumon lévő 2-horony helyett), hogy növelje a csillapítást a vágási zónában. Ha ezek egyike sem működik, a falnak további rögzítési támasztékra van szüksége – akár egy támasztószerelvényre, akár egy feltöltött üreges megközelítésre, ahol a zsebet viasszal töltik meg a vékonyfalú befejező lépés előtt.
