Podsumowanie doświadczenia w obróbce CNC

Ze względu na złożoność obróbki CNC-obejmującą zmienne, takie jak obrabiarki, materiały, narzędzia skrawające, metody cięcia i ustawienia parametrów,-osiągnięcie wysokiego poziomu biegłości w tej dziedzinie (zarówno podczas rzeczywistej obróbki, jak i programowania) wymaga znacznej ilości czasu. Poniżej znajduje się podsumowanie praktycznych doświadczeń zebranych przez inżynierów podczas długich okresów produkcji. Obejmuje takie aspekty, jak procesy obróbki, etapy operacyjne, wybór parametrów narzędzia i monitorowanie procesu i ma charakter informacyjny.

(1) **Sekwencjonowanie-na podstawie narzędzi:** operacje są podzielone według używanych narzędzi skrawających. Pojedyncze narzędzie wykonuje wszystkie możliwe elementy części, zanim drugie lub trzecie narzędzie zostanie użyte do uzupełnienia pozostałych elementów. Takie podejście zmniejsza liczbę zmian narzędzi, minimalizuje czas-nieskrawania (cięcia-powietrzem) i redukuje niepotrzebne błędy pozycjonowania.

(2) **Sekwencjonowanie-w oparciu o cechy:** w przypadku części o dużych wymaganiach dotyczących obróbki pracę można podzielić na podstawie cech strukturalnych,-takich jak cechy wewnętrzne, profile zewnętrzne, powierzchnie zakrzywione lub powierzchnie płaskie. Ogólnie rzecz biorąc, płaskie powierzchnie i powierzchnie ustalające są obrabiane przed otworami; proste kształty geometryczne są obrabiane przed skomplikowanymi; a elementy o niższych wymaganiach dotyczących precyzji są obrabiane przed elementami wymagającymi większej precyzji.

(3) **Kolejność obróbki zgrubnej i wykańczającej:** W przypadku części podatnych na odkształcenia, operacje obróbki zgrubnej i wykańczającej powinny być zasadniczo oddzielone. Dzieje się tak dlatego, że po obróbce zgrubnej mogą być konieczne działania naprawcze (takie jak-ponowne ustawienie) w celu usunięcia powstałych odkształceń.
Podsumowując, dzieląc operacje, należy elastycznie wziąć pod uwagę takie czynniki, jak konstrukcja części i możliwości produkcyjne, możliwości obrabiarki, wymagany zakres obróbki CNC, liczba przezbrajań i organizacja produkcji w zakładzie. Wybór pomiędzy operacjami koncentracji (mniejsza liczba konfiguracji) a operacjami rozpraszania (więcej konfiguracji) powinien opierać się na konkretnej sytuacji, zawsze dążąc do racjonalnego podejścia.

Kolejność obróbki należy określić na podstawie struktury części, stanu surowca (półfabrykatu) oraz wymagań dotyczących pozycjonowania i mocowania, ze szczególnym naciskiem na zapewnienie, że sztywność przedmiotu obrabianego nie zostanie naruszona. Kolejność powinna ogólnie być zgodna z następującymi zasadami:

(1) Obróbka w poprzednim kroku nie może zakłócać pozycjonowania i mocowania wymaganego w kolejnym kroku; należy również uwzględnić operacje z udziałem-obrabiarek ogólnego przeznaczenia, rozdzielone pomiędzy etapami.

(2) Obrobić elementy wewnętrzne i wgłębienia przed obróbką konturów zewnętrznych.

(3) W idealnym przypadku operacje wykorzystujące te same metody pozycjonowania i mocowania lub to samo narzędzie tnące powinny być wykonywane kolejno po sobie, aby zminimalizować liczbę operacji ponownego-ponownego pozycjonowania,-wymiany narzędzia i-regulacji zacisku.

(4) W przypadku wielu operacji wykonywanych podczas jednego ustawienia, w pierwszej kolejności zaplanuj te, które mają najmniejszy wpływ na sztywność przedmiotu obrabianego.

(1) Dążyć do ujednolicenia danych używanych w projektowaniu, procesach produkcyjnych i obliczeniach programistycznych.

(2) Zminimalizuj liczbę konfiguracji; dążyć do obróbki wszystkich wymaganych powierzchni po jednej operacji pozycjonowania.

(3) Unikaj schematów wymagających ręcznej regulacji podczas pracy maszyny.

(4) Upewnij się, że projekt osprzętu jest otwarty i dostępny; mechanizmy pozycjonujące i mocujące nie mogą zakłócać toru narzędzia (np. powodować kolizje). Jeśli zakłóceń nie da się uniknąć, rozważ użycie imadła maszynowego lub płyty podstawy z zaciskiem-śrubowym.

1. Punkt-ustawienia narzędzia może znajdować się na samym przedmiocie obrabianym, pod warunkiem, że jest to punkt odniesienia lub powierzchnia, która została już-obrobiona precyzyjnie. Jeśli jednak punkt ustawienia narzędzia- zostanie zniszczony podczas pierwszej operacji, jego zlokalizowanie na potrzeby kolejnych operacji może okazać się niemożliwe. Dlatego podczas pierwszej operacji ustal względną pozycję-ustawienia narzędzia w miejscu o stałym stosunku wymiarowym do punktu odniesienia pozycjonowania; pozwala to na przywrócenie pierwotnego-punktu ustawienia narzędzia na podstawie ich względnych położeń. To względne położenie-ustawienia narzędzia zwykle znajduje się na stole maszynowym lub uchwycie. Zasady selekcji są następujące:
1) Łatwe do wyrównania.
2) Wygodny w programowaniu.
3) Niski błąd-ustawienia narzędzia.
4) Wygodny do kontroli podczas obróbki.

2. Początek układu współrzędnych przedmiotu obrabianego ustala operator; jest ona określana poprzez ustawienie narzędzia po zamocowaniu przedmiotu obrabianego i odzwierciedla zależność położenia (odległość) pomiędzy przedmiotem obrabianym a punktem zerowym obrabiarki. Po ustaleniu układ współrzędnych przedmiotu obrabianego zazwyczaj pozostaje stały. Układ współrzędnych przedmiotu obrabianego i układ współrzędnych programowania muszą być dopasowane; to znaczy muszą się pokrywać podczas obróbki.

Ścieżka narzędzia odnosi się do trajektorii i kierunku ruchu narzędzia względem przedmiotu obrabianego podczas obróbki CNC. Wybór racjonalnej ścieżki obróbki jest kluczowy, ponieważ jest ściśle powiązany z dokładnością obróbki części i jakością powierzchni. Przy określaniu ścieżki narzędzia należy wziąć pod uwagę następujące punkty:
1) Upewnij się, że część spełnia wymagania dotyczące dokładności obróbki.
2) Ułatwienie obliczeń numerycznych i zmniejszenie obciążenia programistycznego.
3) Szukaj najkrótszej ścieżki obróbki i minimalizuj czas-cięcia powietrzem, aby poprawić wydajność obróbki.
4) Zminimalizuj liczbę bloków programu.
5) Upewnij się, że spełnione są wymagania dotyczące chropowatości powierzchni profilu przedmiotu obrabianego; ostateczny profil powinien być obrabiany w sposób ciągły w ostatnim przejściu.
6) Dokładnie rozważ ścieżki dosunięcia i wycofania narzędzia (wejście i wyjście), aby zminimalizować ślady narzędzia powstałe w wyniku zatrzymania się na profilu (gdzie nagłe zmiany siły skrawania mogą prowadzić do odkształceń sprężystych) i uniknąć zarysowania przedmiotu obrabianego poprzez pionowe zanurzenie narzędzia w powierzchnię profilu.

Po zakończeniu ustawiania przedmiotu obrabianego i debugowania programu proces wchodzi w etap automatycznej obróbki. Podczas obróbki automatycznej operator musi monitorować proces cięcia, aby zapobiec problemom z jakością lub innym wypadkom spowodowanym nieprawidłowymi warunkami skrawania.

Monitorowanie procesu cięcia obejmuje przede wszystkim następujące aspekty:
1. Monitorowanie procesu obróbki: Obróbka zgrubna skupia się na szybkim usunięciu nadmiaru materiału z powierzchni przedmiotu obrabianego. Podczas obróbki automatycznej narzędzie podąża zadaną ścieżką w oparciu o ustawione parametry skrawania. Operator powinien obserwować zmiany obciążenia skrawania za pomocą miernika obciążenia i dostosowywać parametry skrawania w oparciu o stan obciążenia narzędzia, aby zmaksymalizować wydajność obrabiarki.

2. Monitorowanie dźwięków cięcia podczas procesu: W przypadku cięcia automatycznego dźwięk powstający, gdy narzędzie styka się z przedmiotem obrabianym, jest zazwyczaj stabilny, ciągły i wyraźny, któremu towarzyszy płynny ruch maszyny. W miarę postępu procesu może pojawić się niestabilność z powodu takich czynników, jak wtrącenia twarde w przedmiocie obrabianym, zużycie narzędzia lub ugięcie narzędzia. Ta niestabilność objawia się zmianami w dźwięku skrawania,-takimi jak hałas narzędzia uderzającego w przedmiot obrabiany-i wibracje maszyny. Należy niezwłocznie dostosować parametry i warunki cięcia; jeżeli regulacje okażą się nieskuteczne, należy zatrzymać maszynę w celu sprawdzenia stanu narzędzia i przedmiotu obrabianego.

3. Monitorowanie procesu wykańczania: Wykańczanie koncentruje się na zapewnieniu dokładności wymiarowej i jakości powierzchni, zwykle obejmując duże prędkości skrawania i posuwy. Należy zwrócić uwagę na wpływ-narostów na obrabianą powierzchnię. W przypadku obróbki wgłębień należy również chronić przed nadcięciem i ugięciem narzędzia w narożach. Aby rozwiązać te problemy: najpierw wyreguluj położenie natrysku chłodziwa, aby zapewnić optymalne chłodzenie obrabianej powierzchni; po drugie, monitoruj jakość obrabianej powierzchni i dostosowuj parametry cięcia, aby zminimalizować wahania jakości. Jeśli korekty nie przyniosą znaczącej poprawy, zatrzymaj maszynę, aby sprawdzić ważność oryginalnego programu.
Szczególną uwagę należy zwrócić na położenie narzędzia podczas zatrzymywania lub zatrzymywania maszyny w celu kontroli. Zatrzymanie maszyny, gdy narzędzie aktywnie skrawa,-powodujące nagłe zatrzymanie wrzeciona-może pozostawić ślady narzędzia na powierzchni przedmiotu obrabianego. W idealnym przypadku maszynę należy zatrzymać dopiero po odłączeniu narzędzia od strefy skrawania.

1. Do frezowania czołowego należy wybrać-nienadające się do ponownego ostrzenia frezy czołowe lub frezy palcowe z węglików spiekanych. Ogólnie rzecz biorąc, preferowana jest strategia obróbki-dwóch przejść: pierwsze przejście powinno być operacją zgrubną przy użyciu frezu czołowego, przechodzącą w sposób ciągły po powierzchni przedmiotu obrabianego. Zalecana szerokość skrawania dla każdego przejścia wynosi 60–75% średnicy narzędzia.

2. Frezy trzpieniowe i frezy trzpieniowe-z węglików spiekanych są używane głównie do obróbki występów, rowków i powierzchni-otworów skrzynkowych.

3. Frezy-kulkowe i frezy-z okrągłymi płytkami (znane również jako frezy-czołowe) są powszechnie stosowane do obróbki zakrzywionych powierzchni i profili o zmiennym kącie pochylenia. Frezy-kulkowe są najczęściej używane do półwykańczania-i wykańczania, natomiast frezy z-płytkami okrągłymi-z węglików spiekanych są zwykle używane do obróbki zgrubnej.

Arkusz programu obróbki jest elementem projektu procesu obróbki CNC i stanowi zbiór instrukcji, których musi przestrzegać operator. Zawiera szczegółowe informacje na temat programu obróbki, mające na celu wyjaśnienie zawartości programu, metod mocowania i pozycjonowania, narzędzi wybranych do każdej operacji obróbki oraz wszelkich szczególnych środków ostrożności.

Arkusz programu obróbki powinien zawierać: nazwy plików CAD/CAM, nazwę przedmiotu obrabianego, szkic uchwytu, nazwę programu, narzędzia użyte w każdym programie, maksymalną głębokość skrawania, rodzaj obróbki (np. zgrubna lub wykańczająca), szacowany czas obróbki itp.

Po ustaleniu procesu obróbki przed programowaniem należy zapoznać się z poniższymi informacjami:

1. Metoda mocowania przedmiotu obrabianego;

2. Rozmiar półwyrobu (w celu określenia zakresu obróbki lub konieczności wielokrotnych ustawień);

3. Materiał przedmiotu obrabianego (w celu doboru odpowiednich narzędzi skrawających);

4. Dostępny zapas narzędzi (aby uniknąć modyfikacji programu z powodu brakujących narzędzi w trakcie obróbki lub przygotować wcześniej niezbędne narzędzia, jeśli są potrzebne).

Zasada ustawiania wysokości bezpiecznej polega na ogół na umieszczeniu jej powyżej najwyższej powierzchni „wysp” (podwyższonych elementów). Alternatywnie ustawienie punktu zerowego programowania na najwyższej powierzchni może również zminimalizować ryzyko kolizji narzędzi.

Ponieważ różne obrabiarki rozpoznają różne kody adresowe i formaty programów NC, należy wybrać właściwy format przetwarzania końcowego-dla konkretnej używanej obrabiarki, aby zapewnić prawidłowe działanie wygenerowanego programu.

Metody przesyłania programów można podzielić na CNC i DNC. W metodzie CNC program jest przenoszony za pośrednictwem nośnika (takiego jak dyskietka, czytnik taśm lub kabel komunikacyjny) do pamięci obrabiarki w celu przechowywania, a następnie jest pobierany z pamięci podczas obróbki. Ponieważ pojemność pamięci jest ograniczona, w przypadku dużych programów stosowana jest metoda DNC; ponieważ DNC umożliwia obrabiarce odczyt programu bezpośrednio z komputera sterującego (efektywnie przesyłając dane podczas pracy), nie jest ograniczony limitami pojemności pamięci.