Выбор инструментов и определение величины резки являются важными элементами в процессе обработки с ЧПУ. Это влияет не только на эффективность обработки Станки с ЧПУ, но и напрямую влияет на качество обработки. Развитие технологии CAD/CAM позволяет напрямую использовать данные проектирования CAD в обработке с ЧПУ, особенно связь между микрокомпьютерами и станками с ЧПУ. Весь процесс проектирования, планирования процесса и программирования выполняется на компьютере, и, как правило, не требуется вывода специальных файлов процесса.
В настоящее время многие пакеты программного обеспечения CAD/CAM предоставляют функции автоматического программирования. Это программное обеспечение обычно подсказывает соответствующие вопросы планирования процесса в интерфейсе программирования. Например, выбор инструмента, планирование траектории обработки, настройка количества резки и т. д., пока программист устанавливает соответствующие параметры, программа ЧПУ может быть автоматически сгенерирована и передана на станок с ЧПУ для завершения обработки. Таким образом, выбор инструмента и определение количества резки при обработке с ЧПУ завершаются в состоянии взаимодействия человека и компьютера, что резко контрастирует с обычной обработкой на станке. В то же время это также требует от программистов овладения основными принципами выбора инструмента и определения количества резки и полного учета характеристик обработки с ЧПУ при программировании. В этой статье рассматриваются вопросы выбора инструмента и определения количества резки, с которыми необходимо столкнуться при программировании с ЧПУ, дается несколько принципов и предложений, а также обсуждаются вопросы, на которые следует обратить внимание.
Типы и характеристики наиболее часто используемых инструментов для обработки на станках с ЧПУ
Инструменты для обработки с ЧПУ должны адаптироваться к характеристикам высокой скорости, высокой эффективности и высокой степени автоматизации станков с ЧПУ. Как правило, они должны включать общие инструменты, держатели инструментов общего соединения и небольшое количество специальных держателей инструментов. Держатель инструмента должен быть соединен с инструментом и установлен на силовой головке станка, поэтому он постепенно стандартизировался и серийизировался. Существует много способов классификации инструментов с ЧПУ.
По структуре инструмента его можно разделить на:
- Интегральный тип.
- Вставной тип, соединяемый сваркой или машинным зажимом, тип машинного зажима можно разделить на неиндексируемый и индексируемый типы.
- Специальные типы, такие как композитные инструменты, амортизирующие инструменты и т. д.
По материалам, используемым для изготовления инструментов, их можно разделить на:
- Инструменты из быстрорежущей стали.
- Твердосплавные инструменты.
- Алмазный инструмент.
- Инструменты из других материалов, такие как инструменты из кубического нитрида бора, керамические инструменты и т. д.
По способу резки его можно разделить на:
- Токарные инструменты, подразделяющиеся на наружные круги, внутренние отверстия, резьбы, режущие инструменты и т. д.
- Буровой инструмент, включая сверла, развертки, метчики и т. д.
- Скучные инструменты.
- Фрезерные инструменты и т.д.
Для того чтобы соответствовать требованиям станков с ЧПУ к долговечным, стабильным, легко настраиваемым и сменным инструментам, в последние годы широко используются закрепляемые на станках индексируемые инструменты, на долю которых приходится от 30% до 40% от общего числа станков с ЧПУ, а объем съема металла составляет от 80% до 90% от общего числа.
По сравнению с инструментами, используемыми на обычных станках, к инструментам с ЧПУ предъявляется множество различных требований, основными из которых являются следующие характеристики:
- Хорошая жесткость (особенно для черновых инструментов), высокая точность, низкая устойчивость к вибрации и термической деформации.
- Хорошая взаимозаменяемость, простая и быстрая смена инструментов.
- Длительный срок службы, стабильная и надежная резка.
- Размер инструмента легко регулируется, что сокращает время его замены.
- Инструмент должен иметь возможность надежно разбивать или перекатывать стружку, чтобы облегчить ее удаление.
- Сериализация и стандартизация для облегчения программирования и управления инструментами.
Выбор станков с ЧПУ
Выбор инструментов осуществляется в условиях взаимодействия человека и машины в программировании ЧПУ. Инструменты и держатели инструментов должны быть правильно выбраны в соответствии с производительностью обработки станка, производительностью материала заготовки, процедурами обработки, объемом резки и другими связанными факторами. Общий принцип выбора инструмента - простота установки и регулировки, хорошая жесткость, высокая прочность и точность. Исходя из требований к обработке, попробуйте выбрать более короткий держатель инструмента, чтобы улучшить жесткость обработки инструмента.
При выборе инструмента следует учитывать размер инструмента, соответствующий размеру обрабатываемой поверхности заготовки. В производстве концевые фрезы часто используются для обработки периферийных контуров плоских деталей. При фрезеровании плоскостей следует выбирать фрезы с твердосплавными лезвиями. При обработке выступов и пазов следует выбирать концевые фрезы из быстрорежущей стали. При обработке поверхностей заготовок или черновой обработке отверстий можно выбирать кукурузные фрезы с твердосплавными лезвиями. Для обработки некоторых объемных поверхностей и контуров с переменным скосом часто используют шаровые, кольцевые, конические и дисковые фрезы.
При обработке поверхностей свободной формы скорость резания конца инструмента с шаровой головкой равна нулю. Поэтому для обеспечения точности обработки расстояние между линиями резания, как правило, очень близкое, поэтому шаровую головку часто используют для чистовой обработки криволинейных поверхностей. Инструменты с плоской головкой превосходят инструменты с шаровой головкой по качеству обработки поверхности и эффективности резки. Поэтому, пока гарантируется перерезка, инструменты с плоской головкой следует предпочесть как для черновой обработки, так и для чистовой обработки криволинейных поверхностей. Кроме того, долговечность и точность инструмента тесно связаны со стоимостью инструмента. Следует отметить, что в большинстве случаев, хотя выбор хороших инструментов увеличивает стоимость инструмента. Однако улучшение качества обработки и эффективности обработки, вызванное этим, может значительно снизить общую стоимость обработки.
В обрабатывающем центре различные инструменты устанавливаются в инструментальный магазин соответственно, и выбор инструмента и действия по смене инструмента выполняются в любое время в соответствии с программой. Поэтому необходимо использовать стандартные держатели инструмента, чтобы стандартные инструменты, используемые для сверления, расточки, расширения, фрезерования и других процессов, можно было быстро и точно установить на шпинделе станка или в инструментальном магазине. Программисты должны понимать структурные размеры, методы регулировки и диапазон регулировки держателей инструмента, используемых на станке, чтобы определять радиальные и осевые размеры инструмента во время программирования. В настоящее время обрабатывающий центр в моей стране принимает систему инструментов TSG, и его держатели инструмента являются прямыми (три спецификации) и коническими (четыре спецификации), включая 16 держателей инструмента для различных целей.
В экономичной обработке с ЧПУ, поскольку заточка, измерение и замена инструментов в основном выполняются вручную, что занимает много времени, порядок расположения инструментов должен быть разумным. В целом, следует придерживаться следующих принципов:
- Минимизируйте количество инструментов.
- После того, как инструмент зажат, он должен завершить все этапы обработки, которые он может выполнить.
- Инструменты для черновой и чистовой обработки следует использовать раздельно, даже если они имеют одинаковый размер.
- Сначала фрезеруем, а затем сверлим.
- Сначала выполните поверхностную обработку, затем двухмерную контурную обработку.
- По возможности следует максимально использовать функцию автоматической смены инструмента станков с ЧПУ для повышения эффективности производства и т. д.
Точный объем резки при обработке на станках с ЧПУ
Принцип рационального выбора параметров резания заключается в том, что при черновой обработке производительность, как правило, является основным фокусом, но также следует учитывать экономичность и стоимость обработки. При получистовой и чистовой обработке следует учитывать эффективность резания, экономичность и стоимость обработки, обеспечивая при этом качество обработки. Конкретное значение следует определять на основе руководства по эксплуатации станка, руководства по параметрам резания и опыта.
Глубина резания t. Если жесткость станка, заготовки и инструмента позволяет, то t равна припуску на обработку, что является эффективной мерой повышения производительности. Для обеспечения точности обработки и шероховатости поверхности деталей, как правило, следует оставлять определенный припуск на чистовую обработку. Припуск на чистовую обработку станков с ЧПУ может быть немного меньше, чем у обычных станков.
