CNC strojno glodanje: strategija putanje alata, parametri materijala i odluke o učvršćenju koje određuju hoće li se vaš dio isporučiti prema specifikacijama
Dubina vašeg džepa je 18 mm. Širina je 4 mm. Stjenka na dužoj strani je 1,1 mm. Materijal je 7075-T651. Vaša recenzija DFM-a vratila se s jednom zastavicom: "proporcije utora zahtijevat će smanjeni pomak i veće prolaze - preporučujemo pregled ako je geometrija zida funkcionalno ograničena."
Vrijedno je razumjeti tu zastavu prije nego ju uzvratite. Širina od 4 mm zahtijeva maksimalni promjer čeonog glodala od 3,2 mm kako bi se održao radijus kuta koji ste tražili. Glodalo od 3,2 mm na dubini od 18 mm radi s omjerom duljine-i-promjera od 5,6:1. U tom omjeru, alat se savija pod bočnim-opterećenjem, a savijanje nije ravnomjerno - veće je na dnu džepa nego na vrhu, što stvara suženu stijenku. Konus može biti unutar vaše tolerancije paralelizma; možda neće. U svakom slučaju, vrijeme ciklusa se udvostručuje jer brzina napredovanja mora pasti da bi se kontrolirao otklon.
Ovo je odnos-procesa geometrije kojiCNC strojno glodanjeodluke se uključuju. Ne može li stroj postići značajku - može -, nego može li strategija putanje alata, odabir alata i učvršćenje zadržati vaše oblačke po cijeni koja dio čini proizvodnim.
Strategija putanje alata: kada trohoidno glodanje nadmašuje konvencionalno glodanje
CNC trohoidno glodanje u odnosu na konvencionalnu putanju alatanije pitanje apstraktne optimizacije. Ima specifičan odgovor na temelju geometrije značajke i materijala.
Konvencionalno urezivanje - uranjanjem krajnjeg glodala pune-širine u džep i pomicanje - održava alat u neprekidnom kontaktu s izratkom. Na aluminiju na umjerenim dubinama ovo funkcionira. Problem počinje kada je utor uži od 1,5× promjera rezača ili kada omjer dubine-prema-širini prijeđe 3:1. U tom trenutku, odvod strugotine se smanjuje, toplina rezanja se koncentrira na dnu utora, a alat se skreće jer je radijalni zahvat previsok za krutost alata na toj duljini prepusta.
Trohoidno glodanje - putanje alata s kružnim lukom koje ograničavaju radijalni angažman na 10–20% promjera rezača bez obzira na širinu utora - rješava sva tri problema istovremeno. Opterećenje strugotine po zubu ostaje konstantno jer zahvatni luk ostaje konstantan. Toplina se odvodi jer alat izlazi iz reza na svakom luku. Otklon se smanjuje jer je radijalna sila djelić konvencionalnog slučaja utora. Kompromis-je duljina putanje alata: trohoidni program prijeđe veću udaljenost da ukloni isti volumen. Ali na 7075-T651, trohoidalni omogućuje prolaze pune dubine na ukupnoj dubini proreza u jednoj operaciji, gdje konvencionalno prorezivanje zahtijeva višestruka povećanja dubine i 30–40% niži posmak.
Praktična križna točka: koristite trohoidalnu kada omjer dubine{0}}na-širine utora prelazi 2,5:1 ili kada je širina utora između 1,0× i 1,5× promjera rezača. Ispod 2,5:1 dubine-prema-širini na otvorenom utoru u aluminiju, konvencionalne putanje alata su brže. Iznad njega, trohoidno štedi vrijeme ciklusa i proizvodi bolju kvalitetu zida - što je važno ako imate paralelizam ili pravocrtnost na zidovima utora.
Uranjajuće glodanje (插铣) treća je opcija i ima specifičan slučaj upotrebe: grubo-veliko volumensko obrađivanje dubokih šupljina gdje je primarno ograničenje brzina uklanjanja materijala, a ne kvaliteta zida. Uranjajuće glodanje usmjerava sile rezanja aksijalno, a ne radijalno, što znači da alat može obraditi mnogo veće dubine bez otklona. Završna obrada površine je loša i zahtijeva završnu obradu, ali za džep kućišta od 30 mm-dubok u 7075-T651 gdje uklanjate 80% volumena u gruboj operaciji, uranjanje skraćuje vrijeme grube obrade za 35–50% u usporedbi s trohoidnim. Pravilo odluke: ako vam je potrebna kvaliteta zida na dubokom elementu, trohoidno. Ako vam je potrebna brzina skidanja materijala na širokoj dubokoj šupljini, a svejedno ćete završiti glodanje, krenite.
Materijal-Specifični parametri mljevenja: Što se zapravo koristi u proizvodnji
Donja tablica odražava proizvodne parametre zaparametri procesa cnc glodanja aluminijai ostali materijali koje redovito koristimoCNC strojno glodanjeoperacije. Ovo nisu kataloške vrijednosti - one odražavaju ono što koristimo na dobro-održavanim 5-osnim i 3-osnim obradnim centrima s rashladnim sredstvom kroz vreteno.
| Materijal | Brzina rezanja (m/min) | Posmak po zubu (mm) | Radijalna DOC - gruba obrada | Radijalna DOC - završna obrada | Strategija rashladnog sredstva |
|---|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 400–600 | 0.05–0.12 | 40–60% Dc | 5–10% Dc | Poplava ili magla; komprimirani zrak za duboke džepove |
| 7075-T651 | 350–500 | 0.05–0.10 | 30–50% Dc | 5–8% Dc | Poplava; magla prihvatljiva na otvorenim značajkama |
| Ti-6Al-4V | 50–80 | 0.05–0.10 | 10–20% Dc (trohoidalni) | 3–5% Dc | Kroz-vreteno HPC Obavezno veći ili jednak 70 bara |
| 303 Nehrđajući | 80–120 | 0.04–0.08 | 20–30% Dc | 5–8% Dc | Poplava; izbjegavajte suho rezanje |
| 316L nehrđajući | 60–100 | 0.03–0.07 | 15–25% Dc | 3–5% Dc | Visok{0}}tlačna poplava; rad-brzo otvrdnjava |
| Inconel 718 | 25–45 | 0.03–0.06 | 5–10% Dc | 2–3% Dc | Kroz-vreteno HPC; keramički alat za grubu obradu |
| POM (Delrin) | 200–400 | 0.05–0.15 | 30–50% Dc | 10–15% Dc | komprimirani zrak; izbjegavajte poplavu rashladne tekućine |
| ZAVIRI | 150–300 | 0.04–0.10 | 20–40% Dc | 5–10% Dc | komprimirani zrak; pažljivo upravljajte evakuacijom strugotine |
Dc=promjer rezača. Parametri pretpostavljaju oštar, neobložen karbid na aluminiju i plastici; TiAlN-prevučen na čelik i titan; keramika na Inconel gruboj obradi.
Jedan parametar koji se rijetko pojavljuje u kataloškim podacima, ali je važan u proizvodnji: odnos između brzine vretena i prirodne frekvencije dijela na značajkama tanke-stijene. Ako glodate aluminijski zid od 0,8 mm pri velikoj brzini vretena i zid se okrhne ili ima tragove klepetanja, rješenje nije uvijek usporiti. Ponekad usporavanje postavlja vreteno na harmonijsku frekvenciju načina vibriranja zida. Promjena brzine vretena za ±15% - u bilo kojem smjeru - može eliminirati klepetanje brže od promjene brzine napredovanja. Ovo nije teorija; to je prilagodba koju radimo na aluminijskim kući{-tankim stijenkama kada se pojavi klepetanje-programa.
Logika učvršćenja: Odluka o postavljanju koja određuje ravnost i točnost položaja
CNC strojno glodanjetolerancije na složenim dijelovima nisu ograničene preciznošću pozicioniranja stroja - moderni obradni centri imaju ponovljivost pozicioniranja od ±0,003 mm pod kontroliranim uvjetima. Ono što ograničava ostvarivu toleranciju u proizvodnji je pričvršćivanje: koliko se čvrsto drži dio, koliko su dosljedno dodirne referentne površine i unose li sile stezanja otklon koji se oslobađa nakon odvajanja.
Za prizmatične dijelove sa strojno obrađenim značajkama na više strana, redoslijed pričvršćivanja je važan koliko i metoda pričvršćivanja. Prvo postavljanje treba obraditi referentne površine - površine koje će locirati dio za sve naredne operacije. Ako referentne površine nisu ravne i paralelne jedna s drugom unutar tolerancije potrebne za nizvodne značajke, svaka sljedeća postavka nasljeđuje tu pogrešku.
Specifični način kvara učvršćenja koji najčešće vidimoCNC glodanjeposlovi na prvom artiklu: oznake stezanja na osnovnim površinama koje su strojno obrađene u prethodnoj operaciji. Kada stezaljka naliježe izravno na gotovu površinu, lokalno kontaktno naprezanje elastično deformira površinu - dio se vraća natrag nakon otpuštanja stezaljke, ali deformacija tijekom rezanja znači da je element koji se strojno obrađuje u toj postavci bio pozicioniran naspram pomaknute referentne točke. Rezultat je pogreška položaja koja izgleda kao pogreška stroja, ali je zapravo pogreška fiksiranja. Rješenje je stezanje na materijalu, neobrađenim površinama ili unaprijed-obrađenim žrtvovanim jastučićima umjesto na gotovim osnovnim površinama.
Za dijelove kod kojih su sve površine funkcionalne - nema dostupne neobrađene površine za stezanje - opcije su mekane čeljusti strojno obrađene prema profilu dijela, vakuumsko pričvršćivanje na primarnoj referentnoj plohi ili pod-ploča s umetcima s navojem strojno urezani u tijelo dijela i kasnije uklonjeni. Svaki pristup ima cijenu; nitko od njih nije slobodan. Pravi izbor ovisi o veličini serije i zahtjevima tolerancije.
Površinska obrada: Kako navesti Ra bez prevelike-tolerancije
CNC obrada površine za glodanje Ra specifikacijaje najčešće pre-zategnuti izrez na strojno obrađenim dijelovima. Ra 0,8 µm je moguće postići s kontroliranim završnim glodanjem i prikladno je za većinu spojnih površina, utora za brtvljenje i općih građevinskih površina. Određivanje Ra 0,4µm dodaje namjenski završni prolaz pri smanjenom posmaku. Određivanje Ra 0,2 µm ili boljeg zahtijeva ili lapping ili operaciju preciznog brušenja povrh mljevenja - zaseban proces s zasebnim utjecajem na troškove i vrijeme isporuke.
Vrijednost Ra iz operacije glodanja je usmjerena: površina je glatkija okomito na smjer dodavanja nego paralelna s njim, jer su oznake posmaka usmjerene duž smjera dodavanja. Ako vaš dio ima brtvenu površinu koja je u kontaktu s brtvom, relevantni Ra je poprijeko smjera dodavanja, a ne duž njega. Da bi CMM-prijavljene Ra vrijednosti bile značajne, smjer mjerenja mora odgovarati smjeru funkcionalnog kontakta - koji bi trebao biti naveden na crtežu ili potvrđen u trgovini.
| Ra Target | Ostvariv proces | Tipično smanjenje brzine dodavanja u odnosu na Ra 3,2µm | Bilješke |
|---|---|---|---|
| Ra 3,2 um | Standardni završni prolaz | - (osnovna linija) | Opće{0}}nesparive površine |
| Ra 1,6 um | Završni prolaz, kontrolirani parametri | 20–30% smanjenja | Većina inženjerskih lica za parenje |
| Ra 0,8 um | Namjenski završni prolaz, oštar alat | 40–50% smanjenja | Brtvene površine, optička montaža, klizna spajanja |
| Ra 0,4 um | Spori završni prolaz ili let-cut | 60–70% smanjenja | Visoko{0}}precizno brtvljenje, CMM referentne točke |
| Ra 0,2 um | Potrebno je brušenje ili lepljenje | Ne može se postići samo mljevenjem | Zrcalne{0}}kvalitete optičkih ili brtvenih površina |
| Ra 0,02 um | Precizno preklapanje, strop srednje mogućnosti | Specijalizirana dorada | Ultra{0}}precizne mjeriteljske površine |
Jedan detalj koji utječe na očitavanje Ra na aluminiju: polumjer vrha rezne pločice ili geometrija kraja glodala. Veći polumjer kuta na alatu za završnu obradu daje glađu površinu pri istoj brzini posmaka jer je visina izbočine - vrhova preostalih između susjednih prolaza - niža. Za glodalo s kuglastim-vrhom koje završava konturnu površinu, Ra je izravno proporcionalan kvadratu koraka-preko podijeljenom polumjerom kugle. Prepolovljivanjem koraka-visina kapice se smanjuje za 4×. Zbog toga završna obrada konturirane površine na aluminijskim kućištima često traje dulje nego završna obrada ravne površine pri istoj Ra specifikaciji.
MID-ova sposobnost mljevenja i DFM proces
NašeCNC strojno glodanjeprogrami se pokreću na 3-osnim i 5-osnim obradnim centrima, sa strategijama putanje alata odabranim prema tipu značajke - trohoidno za duboke uske proreze, gruba obrada uranjanjem za šupljine velikog volumena, istovremena 5-osna za složene konturirane površine. Ne primjenjujemo jedan predložak putanje alata na sve poslove; strategija je napisana po STEP datoteci, po operaciji.
ZaCNC glodanjena materijalima izvan aluminija - titan, nehrđajući, Inconel, PEEK - plan procesa uključuje intervale izmjene alata, u-točke mjerenja u procesu i zahtjeve za toplinsku stabilizaciju prije završnih prolaza. Zaprecizno glodani dijelovis tolerancijama manjim od ±0,01 mm, plan inspekcije napisan je prije nego što se reže prvi komad, a ne nakon.
Pošaljite svoju STEP datoteku na naš tim procesnog inženjeringaza pisani DFM pregled. Označavamo sukobe geometrije, probleme s pristupom alatima i rizike tolerancije prije nego što se program kotira - vrati unutar 24 sata, bez obveze. Za dijelove koji se već proizvode negdje drugdje i koji generiraju ne-sukladnosti, možemo pregledati postojeći plan procesa i identificirati temeljni uzrok. Započnite na bishenprecision.com.
FAQ
Koji polumjer kuta trebam navesti na dubokom glodanom džepu da izbjegnem male-operacije alata i produljena vremena ciklusa?
Za dubinu džepa D, navedite minimalni radijus unutarnjeg kuta od D/4 - i, ako dizajn dopušta, idite na D/3. Za 15 mm-dubok džep, minimalno 3,75 Ran; R5 je bolji. Polumjer kuta jednak je polumjeru najmanjeg alata koji ga može obraditi. Manji alati rade sporije, više se savijaju i češće se lome, osobito kod materijala sa značajnim silama rezanja. Kut R2 na džepu od 15 mm prisiljava čeono glodalo od 4 mm pri smanjenim parametrima - dodajte 25–40% vremenu ciklusa samo za te kutove. Ako geometrija kuta nema funkcionalno ograničenje, povećanje radijusa na R5 ne košta ništa na crtežu i u potpunosti uklanja problem s malim-alatom.
Možete li držati ±0,005 mm na aluminijskoj površini od 150 mm bez postupka brušenja?
Na oblačiću za ravnost, da - s završnim letvicama-rezom i toplinskom stabilizacijom prije mjerenja. Na usporednosti između dva lica, da - ako su obje strane strojno obrađene u istoj postavci iz istog datuma, tako da se paralelizam uspostavlja geometrijom osi stroja, a ne ponovnim-fiksiranjem. Kod oznake debljine od ±0,005 mm preko 150 mm, odgovor ovisi o ravnosti materijala prije strojne obrade i toplinskom stanju pri mjerenju. Aluminij se širi 23 µm na 100 mm po stupnju - dio od 150 mm izmjeren 2 stupnja iznad referentne temperature pokazuje da je 0,007 mm deblji nego što zapravo jest. Strojna obrada je moguća; uvjeti mjerenja su gdje ±0,005 mm postaje teško dosljedno provjeriti.
Kada trebam prijeći s 3-osnog na 5-osno glodanje na složenom dijelu?
Kada skup značajki zahtijeva više od dvije postavke na stroju s 3-osi, a te postavke uključuju ponovno-fiksiranje s gotove ili polu-gotove referentne površine. Svako re-učvršćenje uvodi pogrešku-prijenosa podataka - obično 0,005–0,015 mm, ovisno o dizajnu učvršćenja i ponovljivosti. Na dijelu s tolerancijom položaja od ±0,01 mm između značajki na različitim površinama, tri re-pričvršćivača akumuliraju dovoljno pogreške da ugroze proračun tolerancije prije nego što vreteno počne. Simultana obrada s pet{14}}osi eliminira ponovna -pričvršćenja postizanjem složenih-kutnih značajki u jednom postavljanju. Troškovna premija za 5-osi - obično 25–40% viša satnica od 3-osne - često se nadoknađuje u vremenu postavljanja i smanjenom škartu na dijelovima gdje bi geometrija inače zahtijevala četiri ili više postavljanja 3-osi.
Koji je ispravan pristup kada izbrušena površina pokazuje tragove klepetanja na aluminijskom dijelu s tankom{0}}stjenkom?
Najprije isključite učvršćenje: provjerite pojavljuje li se klepetanje samo na elementima u blizini mjesta stezaljki, što sugerira da stezaljka pobuđuje rezonanciju dijela, a ne alata. Ako je klepetanje ravnomjerno po cijeloj površini, problem je u-dinamici izratka alata. Pokušajte promijeniti brzinu vretena za ±10–15% prije promjene brzine posmaka - postavljanje vretena na brzinu kojom se izbjegava rezonantna frekvencija zida često je brže od smanjenja posmaka. Ako se lupanje nastavi, povećajte broj žljebova na alatu za završnu obradu (4-žljebova umjesto 2-žljebova na aluminiju za ovu primjenu) kako biste povećali prigušivanje u zoni rezanja. Ako ništa od toga ne uspije, zid treba dodatnu potporu za pričvršćivanje - ili potporni element ili pristup ispunjenoj šupljini gdje je džep napunjen voskom prije završne obrade tankih stijenki.
