Kennis en selectie van veelgebruikte gereedschappen bij CNC-bewerking

Hoewel CNC-bewerking nog steeds tot de categorie van verspanende bewerkingen behoort, heeft het zijn eigen kenmerken. Het wordt voornamelijk gerealiseerd als een hoge mate van automatisering, een lang continu bewerkingsproces en de tijd die wordt besteed aan het instellen van gereedschap is gecompliceerder en tijdrovender dan traditionele bewerking. Daarom zijn er veel vragen die de moeite waard zijn om over na te denken bij het selecteren van gereedschap. Dit artikel brengt u de relevante kennis van veelgebruikte CNC-gereedschappen. Ik geloof dat een goed gereedschap de eerste stap is om de efficiëntie van CNC-bewerking te verbeteren.

Gereedschapsmateriaal en coating

Verschillende gereedschapsmaterialen die momenteel in gebruik zijn, hebben hun kenmerken om aan verschillende verwerkingsvereisten te voldoen. De noodzakelijke eigenschappen van algemene gereedschapsmaterialen zijn onder meer een lage wrijvingscoëfficiënt, hoge precisie, goede thermische geleidbaarheid, voldoende taaiheid en slagvastheid.

De gebruikelijke gereedschapsmaterialen van traditionele CNC-bewerkingsmachines zijn snelstaal en hardmetaal. Sommige speciale gelegenheden, zoals snijden met hoge snelheid, droog snijden, snijden van moeilijk te bewerken materialen en draaien in plaats van slijpen, vereisen echter het gebruik van superharde materialen, waaronder keramiek, CBN, PCBN, diamant, enz. De prijs van deze superharde materialen zijn relatief hoog, en het snijproces en de parameters zijn niet gemakkelijk te beheersen, en ze stellen bepaalde eisen aan de stijfheid van de werktuigmachine, en er zijn niet veel toepassingen in conventionele verwerking.

Super hard materiaal gereedschap

Oppervlaktecoating van gereedschap is een van de belangrijke methoden om de prestaties van gereedschap te verbeteren, die de afgelopen jaren op grote schaal is gebruikt. De standtijd met coating is tien keer zo lang als die van gereedschappen zonder coating. Gebruikelijke coatings zijn onder meer titaniumnitride TIN, titaniumcarbidenitride TICN en aluminiumoxide. De volgende afbeelding laat zien dat de snijsnelheid van snelstaal en hardmetaal honderd keer is verkort, terwijl het gebruik van gecoate gereedschappen de verwerkingstijd vier keer heeft verkort.

Gereedschapsclassificatie

Veelgebruikte CNC-gereedschappen zijn onderverdeeld in drie typen op basis van hun vorm:vingerfrezen, rondfrezen en kogelfrezen. Elke tool heeft zijn specifieke rol.

Eindmolen

De vingerfrezen van CNC-bewerkingscentra worden ook wel platbodemfrezen genoemd, die worden omgeven door grote snijkanten en de onderkant is een kleine snijkant. De buitenrand en het bodemoppervlak van de vingerfrees hebben freestanden om de snijrand te vormen, zodat deze kan worden gebruikt om het verticale oppervlak van het werkstuk te frezen. De vormverandering van de vingerfrees is erg ingewikkeld en geschikt voor alle soorten bewerkingen, zoals freesvlak, groef, contouroppervlak, enz. Het kan worden gezegd dat dit de meest gebruikte frees is.

Bij het frezen van een 2D-vormig werkstuk, aangezien het gebied dat in contact staat met het werkstuk de buitenrand en het bodemoppervlak is, is het mogelijk om uiterst efficiënte waarden te gebruiken voor zowel de gereedschapssteek als de snijdiepte. Bij het snijden van de mal van een 3D-werkstuk is het contactgebied met het werkstuk echter bijna altijd dicht bij de scherpe punt. Daarom moet de afstand tussen de gereedschappen of de snedediepte worden verminderd, wat de verwerkingsefficiëntie vermindert.

Kortom, vingerfrezen zijn geschikt voor 2D-vormige werkstukken, maar niet voor 3D-vormige werkstukken.

Kogelmes

Het lemmet met een bolvormig ondermes is een kogelmes, ook wel een R-mes genoemd. In tegenstelling tot vingerfrezen zijn kogelfrezen essentiële gereedschappen voor het frezen van 3D-werkstukken. Omdat de onderkant van het kogelmes geen scherpe punt heeft zoals een vingerfrees, maar een lemmet met een R-hoek, is het lemmet van het kogelmes stabieler en niet gemakkelijk in te klappen.

Bij het machinaal bewerken van mallen worden kogelsnijders meestal gebruikt voor het frezen van 3D-mallen, vooral bij afwerking en hoekreiniging. Het contactgebied tussen de sferische frees en het werkstuk is echter klein en de afstand kan niet worden vergroot, dus het is niet geschikt voor het frezen van relatief vlakke gebieden.

Mes met ronde neus

Het ronde neusmes van het CNC-bewerkingscentrum wordt ook wel R-mes met platte bodem genoemd, dat kan worden gebruikt voor voorbewerken, plat glad mes en gebogen oppervlakcontour glad mes. Vergeleken met vingerfrezen en sferische frezen, combineren frezen met ronde neus de voordelen van de twee en hebben ze een betere werkefficiëntie. De horizontale mesafstand van het mes met ronde neus kan groter zijn dan die van het balmes, en het heeft dezelfde voordelen als het balmes tijdens het afwerken. Daarom is het mes met ronde neus een goede keuze voor het voorbewerken of afwerken.

Als het werkstuk groot is, is de oppervlakteverandering klein, is het smalle verzonken gebied klein en is het relatief vlakke gebied groot, het is het beste om een ​​mes met ronde neus te gebruiken en vervolgens de secundaire voorbewerkingsmethode te gebruiken om het gebied te vinden die verdere verwerking nodig heeft. Maar tegenover sommige verzonken gebieden heeft het mes met ronde neus een blind gebied van het mes en zal het fenomeen "bovenrand" worden gevonden.

Veelvoorkomende problemen en oplossingen

In de praktijk zullen er altijd verschillende problemen zijn. Hier zijn enkele veelvoorkomende problemen en oplossingen voor iedereen. Ik geloof dat als deze problemen zijn opgelost, de verwerkingsefficiëntie van werktuigmachines zal worden verbeterd.

Trilling gereedschap

Omdat er steeds meer moeilijk te verwerken materialen worden gebruikt, is trillingen een van de obstakels geworden voor het verbeteren van de verwerkingsefficiëntie. Het optreden van trillingen heeft een directe invloed op de bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlakteruwheid, versnelt gereedschapsslijtage, heeft een ernstige invloed op de standtijd en in ernstige gevallen kan het snijwerk niet doorgaan.

Voor gereedschapstrillingen zijn drie voorwaarden nodig die tegelijkertijd bestaan. Het processysteem inclusief het gereedschap is niet voldoende stijf, wat resulteert in een lage eigenfrequentie. Tijdens het snijden wordt een voldoende grote externe excitatiekracht gegenereerd. De frequentie van de externe excitatiekracht is hetzelfde als de natuurlijke frequentie van het processysteem. Resonantie.

Het idee om gereedschapstrillingen op te lossen is verdeeld in drie delen. De eerste is om de snijkracht tot een minimum te beperken. Gebruik de kleinst mogelijke puntboog om de snijkracht te verminderen. Vergroot de hellingshoek van het gereedschap. Vervang geperste messen door geslepen messen. Verminder de snedediepte, snelheid en verhoog de voeding. Gebruik een instelhoek van 90 graden voor de langwerpige as. Voor frezen met slanke staven zijn ronde wisselplaten het meest bevorderlijk voor trillingsreductie.

De tweede is om de statische stijfheid van het gereedschapssysteem of de bevestiging en het werkstuk te maximaliseren.

De derde is het creëren van een nieuwe trilling in de gereedschapsbalk om de trillingsfrequentie van de extern opgewekte snijkracht te verstoren, waardoor gereedschapstrillingen worden geëlimineerd.

Messlijtage

Tijdens het bewerkingsproces slijten de voorste en achterste gereedschapsvlakken vaak te snel. Onder hen moeten er verschillende reactiemethoden zijn, afhankelijk van de verschillende condities voor bladschade.

1. Overmatige slijtage van het flankoppervlak leidt tot ruw oppervlak en slechte verwerkingsafmetingen

Redenen voor dit scenario zijn onder meer een hoge snijsnelheid of een slechte slijtvastheid van het mes. Oplossingen zijn onder meer het verbeteren van methoden om de snijsnelheid te verlagen, terwijl de hoeveelheid snijwerk geleidelijk wordt verhoogd, het gebruik van slijtvastere mesmaterialen of coatings, en proberen om naar beneden te frezen in plaats van naar boven te frezen.

2. Inkepingsslijtage

Nadat de bladgroef is geslepen, kan deze worden beschadigd en oppervlakteruwheid en afschilfering veroorzaken. De redenen zijn onder meer dat de voedingssnelheid te klein is; het freesmateriaal heeft de neiging om hard te werken; het oppervlak van het werkstuk heeft oxideaanslag, enz. In deze situatie is het noodzakelijk om de groefslijtage van het blad regelmatig te controleren met een spijker.

3. Snijkantopbouw bij het frezen van roestvast staal en hittebestendige legering

Kleverige frees frezen wordt ook wel snijkantopbouw genoemd, waardoor het bewerkte oppervlak ruw en braam wordt. Het vallen van de opgebouwde rand zal ervoor zorgen dat het harkvlak van het blad eraf valt en de bladrand instort, en het secundaire afschilferen van hittebestendige legeringswerkstukken zal ervoor zorgen dat de rand snel instort. De redenen voor dit soort situaties zijn niets meer dan een botte snijkant, een negatieve spaanhoek, een lage snijsnelheid, een te dunne spaandikte en een slechte spaanafvoer.

De methode om de opgebouwde tumor op te lossen is grofweg gebaseerd op ‘zes stappen’. De eerste stap is het verhogen van de snijsnelheid voor roestvrij staal en aluminiumlegeringen. De tweede stap is het gebruik van fysiek gecoate bladen of niet-gecoate bladen. De derde stap is het geleidelijk verhogen van de snijhoeveelheid om de beste spaandikte te bereiken. De vierde stap, Bereid voldoende hogedrukkoelvloeistof of lucht voor om secundaire spanen te voorkomen. De vijfde stap is het gebruik van neerwaarts frezen in plaats van opwaarts frezen. De zesde stap is om pure minerale olie te gebruiken om het snijgebied op lage snelheid te wassen voor hittebestendige titaniumlegering en precipitatiehardend roestvrij staal.

4 . Het mes breekt of raakt een mes

Er zijn veel redenen voor dit soort edge chipping. Het bladmateriaal is te hard, de bladgeometrie is te zwak en de gebruikte snijsnelheid is te laag, waardoor de snijkant kan worden verpletterd, wat kan leiden tot ongelijk werkstukmateriaal of onderbroken snede.

Controleer met het oog op deze situatie eerst of de shim kapot is en of de messchroef vervormd is en vervangen moet worden; ten tweede moet de trillingsfactor worden geëlimineerd en moet het bladmateriaal met een betere taaiheid worden gebruikt en moet het blad met een sterke rand worden vervangen; ten slotte moet de snijsnelheid worden verhoogd om de rand te elimineren. De mond kan worden verpletterd. (Gerelateerde post:samenvatting van problemen en oplossingen voor bewerkingsslijtage)