Sammanfattning av CNC-bearbetningserfarenhet

På grund av komplexiteten i CNC-bearbetning-som involverar variabler som verktygsmaskiner, material, skärverktyg, skärmetoder och parameterinställningar-kräver det en avsevärd tid för att nå en hög nivå av kompetens inom detta område (oavsett om det gäller verklig bearbetning eller programmering). Följande är en sammanfattning av praktiska erfarenheter samlade av ingenjörer under långa produktionsperioder. Den täcker aspekter som bearbetningsprocesser, driftsteg, val av verktygsparameter och processövervakning, och är avsedd som referens.

(1) **Verktygs-baserad sekvensering:** Operationerna är uppdelade enligt de skärverktyg som används. Ett enda verktyg kompletterar alla möjliga funktioner på delen innan det andra eller tredje verktyget används för att slutföra de återstående funktionerna. Det här tillvägagångssättet minskar antalet verktygsbyten, minimerar icke-klipptid (luft-) och minskar onödiga positioneringsfel.

(2) **Funktions-baserad sekvensering:** För delar med omfattande bearbetningskrav kan arbetet delas upp baserat på strukturella egenskaper-som interna egenskaper, yttre profiler, krökta ytor eller plana ytor. I allmänhet bearbetas plana ytor och lokaliseringsytor före hål; enkla geometriska former bearbetas före komplexa; och funktioner med lägre precisionskrav bearbetas före de som kräver högre precision.

(3) **Grovbearbetning och finbearbetning:** För delar som är benägna att deformeras bör grovbearbetning och finbearbetning i allmänhet separeras. Detta beror på att korrigerande åtgärder (som om-justering) kan vara nödvändiga efter grovbearbetning för att åtgärda eventuell deformation.
Sammanfattningsvis, när man delar upp operationer måste man flexibelt ta hänsyn till faktorer som detaljens struktur och tillverkningsbarhet, verktygsmaskiners kapacitet, omfattningen av CNC-bearbetning som krävs, antalet inställningar och anläggningens produktionsorganisation. Valet mellan koncentrationsoperationer (färre installationer) och spridningsoperationer (fler uppsättningar) bör baseras på den specifika situationen, samtidigt som man alltid strävar efter ett rationellt tillvägagångssätt.

Bearbetningssekvensen bör bestämmas baserat på detaljens struktur, råmaterialets tillstånd (råämnet) och kraven för positionering och fastspänning, med primärt fokus på att säkerställa att arbetsstyckets styvhet inte äventyras. Sekvensen bör generellt följa dessa principer:

(1) Bearbetning i ett föregående steg får inte störa den positionering och fastspänning som krävs för det efterföljande steget; Man måste också ta hänsyn till operationer som involverar verktygsmaskiner för allmänt-ändamål blandade mellan stegen.

(2) Bearbeta inre detaljer och hålrum innan bearbetning av yttre konturer.

(3) Operationer som delar samma positionerings- och fastspänningsmetoder eller samma skärverktyg bör helst utföras i följd för att minimera antalet om-positionerings-,-byte- och klämnings-operationer.

(4) För flera operationer som utförs under en enda installation, schemalägg de som har minst inverkan på arbetsstyckets styvhet först.

(1) Sträva efter att förena referenserna som används för design, tillverkningsprocesser och programmeringsberäkningar.

(2) Minimera antalet inställningar; sträva efter att bearbeta alla erforderliga ytor efter en enda positioneringsoperation.

(3) Undvik scheman som kräver manuella justeringar medan maskinen är igång.

(4) Se till att fixturdesignen är öppen och tillgänglig; positionerings- och klämmekanismer får inte störa verktygsbanan (t.ex. orsaka kollisioner). Om störningar är oundvikliga, överväg att använda ett maskinskruvstäd eller en basplatta med skruv-nedklämning.

1. Verktygets-inställningspunkt kan placeras på själva arbetsstycket, förutsatt att det är en referenspunkt eller en yta som redan har preciserats-. Men om verktygets-inställningspunkt förstörs under den första operationen kan det bli omöjligt att hitta det för efterföljande operationer. Därför, under den första operationen, etablera en relativ verktygs-inställningsposition på en plats med ett fast dimensionellt förhållande till positioneringsdatumet; detta gör att den ursprungliga verktygets-inställningspunkt kan återställas baserat på deras relativa positioner. Denna relativa verktygs-inställningsposition är vanligtvis placerad på maskinbordet eller fixturen. Urvalsprinciperna är följande:
1) Lätt att justera.
2) Bekväm för programmering.
3) Lågt verktyg-inställningsfel.
4) Bekväm för inspektion under bearbetning.

2. Ursprunget för arbetsstyckets koordinatsystem ställs in av operatören; den bestäms via verktygsinställning efter att arbetsstycket har spänts fast och återspeglar positionsförhållandet (avståndet) mellan arbetsstycket och verktygsmaskinens nollpunkt. När det väl har etablerats förblir arbetsstyckets koordinatsystem i allmänhet fixerat. Arbetsstyckets koordinatsystem och programmeringskoordinatsystemet måste vara uppriktade; det vill säga de måste sammanfalla under bearbetningen.

Verktygsbanan avser banan och riktningen för verktygets rörelse i förhållande till arbetsstycket under CNC-bearbetning. Att välja en rationell bearbetningsbana är avgörande, eftersom det är nära kopplat till detaljens bearbetningsnoggrannhet och ytkvalitet. Följande punkter bör beaktas när verktygsbanan bestäms:
1) Se till att delen uppfyller kraven för bearbetningsnoggrannhet.
2) Underlätta numeriska beräkningar och minska programmeringsbelastningen.
3) Sök den kortaste bearbetningsvägen och minimera "luft-skärningstiden för att förbättra bearbetningseffektiviteten.
4) Minimera antalet programblock.
5) Se till att kraven på ytjämnhet för arbetsstyckets profil är uppfyllda; den slutliga profilen ska bearbetas kontinuerligt i det sista passet.
6) Tänk noga på verktygets in- och urdragningsvägar (in- och utträde) för att minimera verktygsmärken orsakade av paus vid profilen (där plötsliga förändringar i skärkraften kan leda till elastisk deformation) och för att undvika att repa arbetsstycket genom att sänka verktyget vertikalt i profilytan.

När arbetsstyckets inriktning och programfelsökning är klar går processen in i det automatiska bearbetningssteget. Under automatisk bearbetning måste operatören övervaka skärprocessen för att förhindra kvalitetsproblem eller andra olyckor orsakade av onormala skärförhållanden.

Övervakning av skärprocessen involverar i första hand följande aspekter:
1. Övervakning av bearbetningsprocessen: Grovbearbetning fokuserar på att snabbt avlägsna överskottsmaterial från arbetsstyckets yta. Under automatisk bearbetning följer verktyget en förutbestämd bana baserat på inställda skärparametrar. Operatören bör observera förändringar i skärbelastningen via lastmätaren och justera skärparametrar baserat på verktygets belastningsstatus för att maximera verktygsmaskinens effektivitet.

2. Övervakning av skärljud under processen: Vid automatisk skärning är ljudet som produceras när verktyget kopplar in arbetsstycket vanligtvis stabilt, kontinuerligt och skarpt, åtföljt av mjuk maskinrörelse. När processen fortskrider kan instabilitet uppstå på grund av faktorer som hårda inneslutningar i arbetsstycket, verktygsslitage eller verktygsnedböjning. Denna instabilitet visar sig som förändringar i skärljudet-såsom ljudet från verktyget som påverkar arbetsstycket-och maskinvibrationer. Skärparametrar och förhållanden bör justeras omedelbart; om justeringar visar sig vara ineffektiva, bör maskinen pausas för att inspektera verktygets och arbetsstyckets tillstånd.

3. Övervakning av efterbehandlingsprocessen: Finishing fokuserar på att säkerställa dimensionsnoggrannhet och ytkvalitet, vanligtvis med höga skärhastigheter och matningshastigheter. Uppmärksamhet måste ägnas åt inverkan av-uppbyggda kanter på den bearbetade ytan. För hålrumsbearbetning måste man också skydda sig mot överskärning och verktygsnedböjning i hörn. För att lösa dessa problem: Justera först kylvätskans sprayposition för att säkerställa optimal kylning av den bearbetade ytan; för det andra, övervaka kvaliteten på den bearbetade ytan och justera skärparametrarna för att minimera kvalitetsfluktuationer. Om justeringar misslyckas med att ge betydande förbättringar, stoppa maskinen för att verifiera det ursprungliga programmets giltighet.
Särskild försiktighet måste iakttas när det gäller verktygets position när du pausar eller stoppar maskinen för inspektion. Att stoppa maskinen medan verktyget aktivt skär-och får spindeln att abrupt stanna-kan lämna verktygsmärken på arbetsstyckets yta. Helst bör maskinen stoppas först efter att verktyget har frigjorts från skärzonen.

1. För planfräsning bör icke-omslipbara hårdmetallplanfräsar eller pinnfräsar väljas. Generellt föredras en bearbetningsstrategi med två-pass: den första passagen bör vara en grovbearbetning med en planfräs, som löper kontinuerligt över arbetsstyckets yta. Den rekommenderade skärbredden för varje pass är 60 %–75 % av verktygets diameter.

2. Pinnfräsar och pinnfräsar av hårdmetall-skär används huvudsakligen för att bearbeta klackar, slitsar och lådöppningsytor-.

3. Kul-ändfräsar och runda-skärsfräsar (även känd som bull-nosfräsar) används vanligtvis för att bearbeta krökta ytor och profiler med varierande dragvinklar. Kul-pinnfräsar används mest för halv-finbearbetning och finbearbetning, medan hårdmetall-runda-skärsfräsar vanligtvis används för grovbearbetning.

Bearbetningsprogrambladet är en komponent i CNC-bearbetningsprocessens design och fungerar som en uppsättning instruktioner som operatören måste följa. Den ger specifika detaljer om bearbetningsprogrammet, som syftar till att förtydliga programmets innehåll, arbetshållning och positioneringsmetoder, de verktyg som valts för varje bearbetningsoperation och eventuella specifika försiktighetsåtgärder.

Bearbetningsprogrambladet ska innehålla: CAD/CAM-filnamn, arbetsstyckets namn, arbetsskiss, programnamn, verktyg som används för varje program, maximalt skärdjup, bearbetningstyp (t.ex. grovbearbetning eller finbearbetning), beräknad bearbetningstid, etc.

Efter att ha bestämt bearbetningsprocessen måste följande förstås före programmering:

1. Arbetsstyckets fastspänningsmetod;

2. Storlek på arbetsstyckets ämne (för att bestämma bearbetningsomfånget eller om flera inställningar krävs);

3. Arbetsstyckets material (för att välja lämpliga skärverktyg);

4. Tillgängligt verktygsinventering (för att undvika modifiering av programmet på grund av saknade verktyg under bearbetning, eller för att förbereda nödvändiga verktyg i förväg om de behövs).

Principen för att ställa in säkerhetshöjden är i allmänhet att placera den ovanför den högsta ytan på alla "öar" (upphöjda särdrag). Alternativt kan inställning av programmeringsnollpunkten på den högsta ytan också minimera risken för verktygskollisioner.

Eftersom olika verktygsmaskiner känner igen olika adresskoder och NC-programformat måste rätt efter-bearbetningsformat väljas för den specifika verktygsmaskinen som används för att säkerställa att det genererade programmet körs korrekt.

Programöverföringsmetoder kan kategoriseras i CNC och DNC. I CNC-metoden överförs programmet via ett medium (som en diskett, bandläsare eller kommunikationskabel) till verktygsmaskinens minne för lagring och hämtas sedan från minnet under bearbetningen. Eftersom minneskapaciteten är begränsad används DNC-metoden för stora program; eftersom DNC tillåter verktygsmaskinen att läsa programmet direkt från styrdatorn (effektivt streama data under drift), är den inte begränsad av minneskapacitetsbegränsningar.