Nachdem die CNC-Bearbeitungstechnologie in der Industrie und im Maschinenbau weit verbreitet war, wurde das CNC-Fräsen zur Hauptverarbeitungsmethode für viele komplexe Teile. Durch die Kombination von Datenprogrammierung und CNC-Ausrüstung werden Präzisionsteilematerialien verarbeitet, was die Produktions- und Verarbeitungseffizienz der aktuellen Maschinenbauindustrie verbessert. Um sich jedoch weiter an die Bedürfnisse des aktuellen Marktes anzupassen, qualitativ hochwertigere Teilematerialien zu verbessern und qualitativ hochwertigere CNC-Programme zu analysieren und zu studieren, ist dies auch ein Thema, dem Techniker Aufmerksamkeit schenken müssen.
Daher sind im Schneidprozess die sich ändernden Faktoren, die kontrolliert werden müssen, nicht nur der Prozess der Materialteile, sondern auch die Größe der Schaftfräser, der Werkzeugweg, die Schnittmenge und andere Faktoren, die die Qualität und Effizienz der Materialbearbeitung beeinflussen. Insbesondere bei einigen komplexen mechanischen Materialien gibt es derzeit einige komplexe gekrümmte Teile, die durch das Teileprogramm in der CNC-Bearbeitungsmaschine unterstützt werden müssen und bei denen geeignete Schnittparameter ausgewählt werden müssen. Dies sind wichtige Faktoren, um die Qualität des Vorgangs sicherzustellen.
Die Bedeutung der Analyse und Optimierung von Schnittparametern
In der Geschichte der Entwicklung des Maschinenbaus nehmen Schnittdatenbanken in der Maschinenbauindustrie eine sehr wichtige Position ein. In den letzten Jahren wurde im Zuge der Entwicklung des industriellen Systems in China eine grundlegende technische Schnittdatenbank eingerichtet. Normalerweise werden die anfänglichen Schnittdateneinstellungen durch viel Übung festgelegt. Die für das Experiment erforderlichen Bedingungen sind im Allgemeinen die grundlegenden Bedingungen, die für die aktuelle Verarbeitung erforderlich sind. Daher müssen nach der Aktualisierung der technischen Ausrüstung die vorherigen Parameter neu optimiert und entworfen werden. Daher ist es schwieriger, die Schnittdatenbank zu aktualisieren, sobald sie erstellt und generiert wurde. Einige vorherige Datenbanken sind mit Datenalterung konfrontiert und können nicht verwendet werden. Wenn die Schnittdaten nicht mit der Aktualisierung der technischen Ausrüstung aktualisiert werden können, können sie die Produktion und Verarbeitung von Materialteilen nicht steuern und verursachen auch eine große Ressourcenverschwendung.
Mit der Entwicklung des Marktes wird auch die technische Ausstattung in vielen Fertigungsbetrieben ständig erneuert und verbessert. Wenn die entsprechenden Schnittparameter nicht optimiert und synchron eingestellt werden, wirkt sich dies auf die Effizienz und Qualität der nachfolgenden Materialproduktion und -verarbeitung aus. Basierend auf den oben genannten Faktoren sind die Optimierung der Auswahl der mechanischen Ausrüstung und die Einstellung der Schnittparameter die Probleme, mit denen Fertigungsunternehmen konfrontiert sind, und ihre wichtige Rolle und Bedeutung.
Erstens können Techniker durch eine sinnvolle Auswahl mechanischer Verarbeitungsgeräte und die Optimierung der Schnittparameter passende Datenprogramme verwenden und gleichzeitig die Gerätetechnologie aktualisieren, um sicherzustellen, dass die Effizienz und Qualität der Produktion und Verarbeitung nicht beeinträchtigt werden. Zweitens können beim Prozess der Datenprogrammierung unter Berücksichtigung der Schnittparameter das Datenmodell und der Algorithmus gleichzeitig untersucht und optimiert werden, wodurch die Beziehung zwischen Programmierdaten und Schneidverarbeitung klarer wird. Drittens kann die Optimierung von Datenmodellen und Schnittparametern die Schneidzeit von Werkzeugmaschinen effektiv verkürzen und die Produktions- und Verarbeitungseffizienz verbessern, während gleichzeitig die Verschwendung von Verarbeitungsmaterialien verringert wird.
Im Allgemeinen sind Schnittparameter Ressourcen, die mit der Innovation technischer Geräte kontinuierlich optimiert und geändert werden müssen. Gegenwärtig befindet sich das inländische Industriesystem in der Phase der industriellen Modernisierung, und es gibt viele Probleme bei der Optimierung der Schnittparameter, die gelöst werden müssen. Viele wichtige technische Knotenpunkte erfordern außerdem eine kontinuierliche Erforschung und Optimierung durch Techniker. Nur durch langfristige Forschung und Analyse kann die Wirksamkeit der Datenparameter schrittweise verbessert werden.
Forschungsstand zur Geräteauswahl und Schnittparametern
Bei der Verarbeitung von Metallverbundwerkstoffen ist das Schneiden derzeit die praktikabelste Verarbeitungsmethode. In vielen Fabriken macht die Verarbeitung durch Schneiden die Hälfte der Arbeitslast aus, und die meisten Materialteile werden durch Schneiden hergestellt und verarbeitet. Die Qualität und Effizienz der aktuellen Schneidverarbeitung ist jedoch nach wie vor ein wichtiger Forschungsinhalt, der optimiert und gelöst werden muss.
Eine sinnvolle Auswahl von Schnittdaten und -geräten kann die Effizienz verbessern. Bei der Verarbeitung einiger traditioneller Teile sind bei der Serienproduktion Prozesstests erforderlich, um bestimmte Schnittparameter festzulegen. Bei Einzelteilprodukten sind die eigenen Erfahrungen und der eigene Einsatz der Techniker erforderlich, um den Schnitt zu testen. Ob am Ende effektive Endprodukte erhalten werden können, hängt vom Niveau der Techniker ab. Im Verlauf dieser Tests wird zwangsläufig eine große Anzahl fehlerhafter Produkte und Abfallprodukte auftreten, sodass derzeit viele Fabriken untersuchen, wie der Einsatz von UG, CAM und anderer Software optimiert werden kann.
Eine vernünftige Bestimmung der Schnittparameter wirkt sich direkt auf die Kosten, die Produktionseffizienz, die Qualität, den Gewinn usw. der Fabrik aus. Die Einstellung der Schnittparameter unterliegt jedoch häufig vielen internen und externen Faktoren, wie z. B. Verarbeitungsanforderungen, Materialeigenschaften, Werkzeugauswahl und -verwendung, Genauigkeit und Leistung der Werkzeugmaschine, berufliches Niveau des technischen Personals usw. Diese wirken sich direkt auf das Design und die Formulierung der Schnittparameter aus. Daher muss das technische Personal im Prozess der Optimierung der Einstellung der Schnittparameter ein Datenmodell zur Optimierung der Parametereinstellung erstellen, das hauptsächlich drei Aspekte der Parametereinstellung umfasst, nämlich Designvariablen, Zielfunktionen, Einschränkungen usw. Derzeit sind die am häufigsten verwendeten Methoden zur Optimierung der Schnittparametereinstellungen lineare Programmierung, Koordinatenrotationsmethode, grafische Methode usw.
Optimierung der Geräteauswahl und Schnittparametereinstellung in der Materialbearbeitung
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Wenn das zu bearbeitende Metallmaterial eine konkave Bearbeitungsfläche aufweist, wird eine Kugel Schaftfräser sollte beim Schlichten oder Vorschlichten ausgewählt werden, um eine gute Bearbeitungsoberfläche sicherzustellen. Wenn es sich um eine Grobbearbeitung handelt, kann ein Flachfräser ausgewählt werden. Wenn die Bearbeitungsoberfläche eine konvexe Oberfläche ist, muss während des Grobbearbeitungsprozesses ein Rundfräser verwendet werden. Denn die geometrischen Bedingungen des Kehlfräsers sind oft besser geeignet als die des Flachfräsers. Beim Schlichten sollte der Radius einiger verwendeter Werkzeuge kleiner sein als der Kehlradius der bearbeiteten Teile, insbesondere an den Ecken einiger Teile. Es ist notwendig, ein Werkzeug mit einem Radius auszuwählen, der kleiner ist als der Eckenradius, um den Bogen zu interpolieren. Dadurch kann sichergestellt werden, dass bei einigen geradlinigen Interpolationsprozessen keine Überschneideprobleme auftreten und Materialschäden entstehen.
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Bei einigen komplexen Teilen gibt es viele Oberflächentypen, insbesondere bei der Bearbeitung einiger komplexer gekrümmter Teile. Ein Schneidwerkzeug kann den gesamten Teilebearbeitungsprozess häufig nicht abschließen. Wählen Sie daher bei der Auswahl der Werkzeuge Werkzeuge mit größerem Durchmesser, egal ob zum Schlichten oder Schruppen. Dies liegt daran, dass während der Bearbeitung der Bearbeitungspfad umso länger ist, je kleiner der Radius des Werkzeugs ist. Dies verringert die Bearbeitungseffizienz. Außerdem verschleißt das Werkzeug mit kleinerem Radius stärker.
Auswahl des Planfräsers. Der Planfräser ist eines der am häufigsten verwendeten Werkzeuge und seine Schnittmenge ist auch die größte Kategorie aller Werkzeuge. Sein Hauptvorteil besteht darin, dass die Schnittmenge groß ist, sodass die Verarbeitungseffizienz höher ist als bei anderen Werkzeugen, und dass die Oberfläche der verarbeiteten Materialteile relativ glatt und nicht zu rau ist. Außerdem weist er die Eigenschaften einer hohen Temperaturbeständigkeit auf, sodass er häufig bei Hexaedern und einigen großflächigen Stufenmaterialwerkstücken verwendet wird. Wenn Sie einen Planfräser verwenden, um einige grobe Formen oder Formhohlraumnuten zu verarbeiten, sollten Sie darauf achten, keine vertikalen Schnitte, schrägen Zuführungen oder spiralförmigen Zuführungen zur Verarbeitung zu verwenden. Bei solchen Zuführungsmethoden besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass die Maschinenspindel beschädigt wird, was zu einer verkürzten Lebensdauer der internen Ausrüstung der Maschine führt. Daher ist es im Allgemeinen erforderlich, eine seitliche Zuführungsfräsmethode von der Außenseite des Werkstücks aus auszuwählen.
Schruppfräser. Schruppfräser werden im Allgemeinen zum Formen von Werkstücken verwendet. Die Hauptvorteile sind ein großes Schnittvolumen, tiefe Schnitte und ein geringer Widerstand beim Schneiden. In den meisten Fällen werden sie zum Fräsen von Stufen, Sockeln und anderen Werkstücken verwendet.
Feiner Schaftfräser. Feine Schaftfräser werden im Allgemeinen für die Feinbearbeitung verwendet. Nach der Bearbeitung mit diesem Werkzeugtyp ist die Oberfläche des Werkstücks im Allgemeinen glatter und flacher und die Maßgenauigkeit der Bearbeitung ist höher. Wenn einige Werkstücke als letzter Bearbeitungsprozess geformt werden sollen, wird dieser Werkzeugtyp verwendet, um das Aussehen und die angemessene Größe der bearbeiteten Teile zu maximieren. Daher werden feine Schaftfräser im Allgemeinen für die Feinbearbeitung von Werkstücken wie Formkernen und Formbasen verwendet.
Ausrangierter Schaftfräser. Diese Art von Werkzeug wird im Allgemeinen bei hoher Geschwindigkeit und hoher Rate verwendet. Es ist eine gängige Verarbeitungsmethode beim leichten Schneiden. Im Allgemeinen wird dieser Werkzeugtyp eher in NC-Kursen verwendet. Das Werkzeug selbst wird auch in zwei Typen unterteilt: grob und fein. Das grobe Werkzeug wird im Allgemeinen zum Entweichen verwendet und das feine Werkzeug wird zum Schlichten der Unterseite des Werkstücks verwendet.
Berücksichtigung der Schnittmenge. Die Schnitttiefe bezieht sich im Allgemeinen auf die Oberflächenschicht des zu schneidenden Werkstücks in einem Vorschub. In den meisten Fällen werden Millimeter als Tiefeneinheit verwendet. Aufgrund der Probleme mit der Steifigkeit und Festigkeit der Werkzeugmaschine wird die Schnitttiefe bei der Bearbeitung einiger Materialteile normalerweise auch entsprechend der Marke des Werkzeugs und den Eigenschaften der Materialteile berücksichtigt. Beim Schneiden müssen einige Positionen reserviert werden, etwa 0,4 mm bis 1,2 mm. Auch beim Schlichten wird die Bearbeitungszugabe entsprechend der Marke und Maßgenauigkeit des Werkzeugs reserviert, die etwa 0,02 mm bis 0,05 mm beträgt. Beim Schlichten muss das Verarbeitungsprinzip beachtet werden, bei dem der Boden beschnitten wird, ohne die Kanten zu beschneiden, und die Kanten beschnitten werden, ohne den Boden zu beschneiden.
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Aufgrund der Eigenschaften von Eckradiusfräsern kann der Klingenwinkel beim Kontakt mit dem Teil während des Schneidvorgangs innerhalb eines Bereichs von 90° variieren. Innerhalb des Verarbeitungsbereichs kann eine kontinuierlichere Änderung der Schnittkraft verwendet werden, wodurch der Verarbeitungsprozess flexibler wird. Dies trägt eher zur Verbesserung der Verarbeitungsqualität und zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer bei. Darüber hinaus sind die Schnittbedingungen bei Verwendung eines Rundfräsers während der Grobbearbeitung besser als bei Verwendung eines Kugelfräsers.
Optimierung von Cschneidig PParameter SEinstellungen
Das Obige hat deutlich gemacht, dass die Einstellung der Schnittparameter für die Materialteilverarbeitung wichtig ist, insbesondere für die Verarbeitungsqualität und -effizienz. In CAM-Software sind die Schnittparameter, die gesteuert werden müssen, hauptsächlich Spindeldrehzahl, Tiefe und Breite des Werkzeugschnitts usw.
Einstellung der Spindeldrehzahl. Bei der Steuerung der Spindeldrehzahl einer Werkzeugmaschine wird im Allgemeinen die Schnittgeschwindigkeit zur Berechnung und Einstellung verwendet. Die häufig verwendete Berechnungsformel lautet n = 1000 VC/πd, wobei d den Durchmesser des Werkzeugs und vc die Schnittgeschwindigkeit darstellt. Im Verarbeitungsprozess hängt die Auswahl der Schnittgeschwindigkeit des Werkzeugs häufig mit der Haltbarkeit des Werkzeugs zusammen. Sobald die verwendeten Materialien, Werkzeuge und Verarbeitungsstrukturen klar sind, wird die Schnittgeschwindigkeit direkt zu einem Faktor, der die Haltbarkeit des Werkzeugs beeinflusst, und eine unangemessene Schnittgeschwindigkeit verringert direkt die Lebensdauer des Werkzeugs. Insbesondere beim Endbearbeitungsprozess einiger Materialformen ist es notwendig, einen Werkzeugwechsel während der Verarbeitung zu vermeiden, da dies sonst die Verarbeitungsqualität beeinträchtigt.
Verschiedene Faktoren der Vorschubgeschwindigkeit in der Spindeldrehzahl: T=0,3D, T bezeichnet die Absenktiefe jedes Werkzeugs in der Z-Achse. P=0,7D, P bezeichnet die Vorschubgeschwindigkeit jedes Werkzeugs. Darunter T=R2=0,2 mm, darunter R3=0,5 mm, P=0,1D, also die Endgeschwindigkeit F=S*FZ*Z, FZ bezeichnet die Schnittmenge pro Zahn, Z bezeichnet die Anzahl der Zähne und F bezeichnet die Vorschubgeschwindigkeit. Natürlich kann die Formel in unterschiedlichen Programmen unterschiedlich sein. Einige Formeln lauten: F=nzf. In dieser Formel bezeichnet n die Spindeldrehzahl, z bezeichnet die Anzahl der Fräserzähne und f bezeichnet den Vorschub pro Zahn. Die Einstellung des Vorschubs pro Zahn wird auch in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften, der Qualität und der Struktur des Werkzeugs berücksichtigt. Normalerweise gilt: Je höher die Festigkeit des Werkstücks, desto geringer der Vorschub pro Zahn. Techniker müssen die Parametereinstellung anhand der tatsächlichen Bearbeitungsanforderungen berücksichtigen.
Vorschubgeschwindigkeit und Werkzeugeinschnitt. Bei der Auswahl der Vorschubgeschwindigkeit wirken sich diese Faktoren direkt auf die Oberflächenglätte und -präzision der Teile nach der Bearbeitung aus. Die häufig verwendete Formel zur Parametergestaltung lautet f = nzf, wobei n die Spindeldrehzahl, z die Anzahl der Fräserzähne und f der Vorschub pro Zahn ist. Es gibt viele Faktoren, die den Vorschub pro Zahn beeinflussen, vor allem das Werkzeugmaterial, die Fräserstruktur und die mechanischen Eigenschaften während der Bearbeitung. Wenn die Festigkeit des Werkstückmaterials selbst zuverlässiger ist, ist der erforderliche Vorschub pro Zahn geringer. Bei einigen Fräsern aus Legierungen ist die Härte zuverlässiger als bei herkömmlichen Fräsern aus Stahl. Wenn die Anforderungen an Genauigkeit und Oberflächenbearbeitungspräzision bei der Materialbearbeitung höher sind, sollte die Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit auf eine entsprechende Reduzierung ausgerichtet sein.
Einstellen der Schnittmenge und Schrittweite. Bei der CNC-Bearbeitung einiger gekrümmter Oberflächenteile ist die Bearbeitung aufgrund der unterschiedlichen Krümmungen und Radien der verschiedenen Teileoberflächen sehr kompliziert und mühsam, sodass sie von der Bearbeitungsmethode des Planfräsens unterschieden werden muss. Versuchen Sie beispielsweise bei der Bearbeitung einiger Rohmaterialien, die Schichtschneidemethode zu verwenden, bei der jede Schicht einen kreisförmigen Schnitt oder eine Spiralschneidemethode zwischen den Schichten verwendet. Der Winkel sollte weniger als 15 ° betragen, die Schnitttiefe muss innerhalb von 10% der Gesamtlänge des Materials gesteuert werden und der Schrittabstand jeder Materialschicht muss entsprechend der Größe der Form eingestellt werden, normalerweise bei etwa 70% des Werkzeugdurchmessers.
Wählen Sie eine kleinere Schnittmenge und eine schnelle Vorschubgeschwindigkeit, um die Qualität des Materialwerkstücks sicherzustellen. Wählen Sie für einige komplexe Materialmodelle geeignete Werkzeuge, um die Verarbeitung separat durchzuführen und so die Verarbeitungseffizienz sicherzustellen. Die Größe der Schnittmenge wird auch vom Werkstück, der Werkzeugmaschine und dem Werkzeug beeinflusst. Daher muss bei der Auswahl der tatsächlichen Verarbeitung berücksichtigt werden, dass diese Werkzeuge versuchen sollten, den Anforderungen der Verarbeitungstechnologie und der Steifigkeit gerecht zu werden.
Bei der Bearbeitung sollte die maximale Schnittmenge gewählt werden, um die Bearbeitungseffizienz und -qualität sicherzustellen. Um sicherzustellen, dass die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächenrauheit der Teile den Bearbeitungsanforderungen entsprechen, ist außerdem eine gewisse Bearbeitungstoleranz erforderlich. Bei einigen groben Bearbeitungsprozessen wird die Toleranz normalerweise durch Schichtschneiden entfernt und dann durch CAM-Programmierung entworfen. Dies erfordert, dass Techniker je nach Situation die spezifische Schnitttiefe und die maximale Schrittweite des Werkzeugs berücksichtigen. Diese Dateneinstellungen wirken sich direkt auf die Form des Werkstücks aus.
Beim Fertigstellen muss die geeignete Schnitttiefe gewählt werden. Bei der Einstellung der Schnitttiefe muss normalerweise die Oberflächenrauheit des Teils berücksichtigt werden. Bei der CAM-Programmierung bietet das allgemeine Programm zwei Arten von Parametern zur Steuerung der Oberflächenrauheit, hauptsächlich die Resthöhe und die Schrittweite. Beim Programmieren wirkt sich die Steuerung der Schrittweite weiter auf die Oberflächenrauheit des bearbeiteten Teils aus. Normalerweise gilt: Je kleiner die Schrittweite, desto geringer die Oberflächenrauheit des endgültig geformten Teils. Aufgrund des Einstellungsproblems verringert sich jedoch die Verarbeitungseffizienz, was die Verarbeitungszeit weiter verlängert.
Daher ist es bei der tatsächlichen Verarbeitung auch erforderlich, die Verarbeitungsanforderungen zu berücksichtigen und zu versuchen, die Schrittweite nicht zu niedrig einzustellen. Im tatsächlichen Verarbeitungsprozess können Sie die Halbfertigbearbeitungsmethode verwenden oder die Endbearbeitungsmethode verwenden, um den Werkzeugweg anzupassen und den Oberflächenzustand des bearbeiteten Teils zu verbessern. Wenn die Resthöhe verwendet wird, um die Rauheit der bearbeiteten Oberfläche des Teils zu steuern, wird die Layoutbreite automatisch entsprechend der Form des Werkstücks angepasst.
Berücksichtigung der Schnittgeschwindigkeit. Die Schnittgeschwindigkeit bezieht sich im Allgemeinen auf die lineare Geschwindigkeit des Spindelwerkzeugs, wenn es rotiert. Die Einstellung der Schnittgeschwindigkeit wird durch die Qualität des Werkzeugs selbst und die Eigenschaften, Haltbarkeit, Verarbeitungsbedingungen und Kühlbedingungen der Materialteile beeinflusst. Im Allgemeinen wird die Schnittgeschwindigkeit von Schnellarbeitsstahl auf 20 m/min bis 130 m/min eingestellt, die Schnittgeschwindigkeit von Hartmetall wird im Allgemeinen auf 20 m/min bis 160 m/min eingestellt und die Schnittgeschwindigkeit von Wolframstahl wird im Allgemeinen auf 30 m/min bis 150 m/min geregelt. Abhängig von den Eigenschaften des Materials wird die Schnittgeschwindigkeit auch entsprechend der tatsächlichen Situation angepasst.
Vorschubgeschwindigkeitsregelung. Bezieht sich im Allgemeinen auf die Distanz, die das Werkzeug in einer Minute in Vorschubrichtung zurücklegt. Die Faktoren, die die Vorschubgeschwindigkeit beeinflussen, sind hauptsächlich Werkzeugstärke, Leistung der Werkzeugmaschine, Kontrolle der Bearbeitungsgenauigkeit und Glätte der Teileoberfläche. Die Überlagerung dieser Faktoren wirkt sich auch direkt auf die Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit aus. Normalerweise wird die Vorschubgeschwindigkeit von Bearbeitungsmaschinen auf 30 mm/min bis 1400 mm/min geregelt. Einige Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsbearbeitungsmaschinen können 150 mm/min bis 2000 mm/min erreichen.
Im Allgemeinen sind es bei der Materialbearbeitung von Teilen die Faktoren, die die Schnittparameter beeinflussen, hauptsächlich Schneidwerkzeuge, die Leistung der Werkzeugmaschine, die Werkstückumgebung usw. Jeder Faktor hat einen unterschiedlichen Einfluss auf die Schnittparameter. Dieser Artikel fasst einige der Faktoren zusammen, die die Schnittparameter beeinflussen, analysiert Faktoren wie Schneidwerkzeuge und Werkstückmaterialien und verdeutlicht ihre spezifischen Auswirkungen auf die Schnittparameter. In Zukunft wird sich die mechanische Bearbeitung weiter in Richtung hoher Präzision und hoher Effizienz entwickeln. Während die technische Ausrüstung kontinuierlich optimiert wird, ist es auch notwendig, sich auf die Erstellung und Verwendung von Schnittdatenmodellen zu konzentrieren, um die Verbesserung der Qualität und Effizienz der Materialteilbearbeitung zu fördern.
