A causa della complessità della lavorazione CNC,-che coinvolge variabili quali macchine utensili, materiali, utensili da taglio, metodi di taglio e impostazioni dei parametri,-raggiungere un livello elevato di competenza in questo campo (sia nella lavorazione effettiva che nella programmazione) richiede una notevole quantità di tempo. Quello che segue è un riepilogo dell'esperienza pratica raccolta dagli ingegneri durante lunghi periodi di produzione. Copre aspetti quali processi di lavorazione, fasi operative, selezione dei parametri dell'utensile e monitoraggio del processo ed è inteso come riferimento.
I. Come devono essere suddivise le lavorazioni?
(1) **Sequenza basata sull'utensile-:** le operazioni sono suddivise in base agli utensili da taglio utilizzati. Un singolo utensile completa tutte le funzionalità realizzabili sulla parte prima che il secondo o il terzo utensile vengano utilizzati per completare le funzionalità rimanenti. Questo approccio riduce il numero di cambi utensile, riduce al minimo il tempo di non-taglio (taglio-in aria) e riduce gli errori di posizionamento non necessari.
(2) **Sequenza basata sulle funzionalità-:** per le parti con requisiti di lavorazione estesi, il lavoro può essere suddiviso in base alle caratteristiche strutturali-come funzionalità interne, profili esterni, superfici curve o superfici piane. Generalmente, le superfici piane e le superfici di posizionamento vengono lavorate prima dei fori; le forme geometriche semplici vengono lavorate prima di quelle complesse; e gli elementi con requisiti di precisione inferiori vengono lavorati prima di quelli che richiedono una precisione maggiore.
(3) **Sequenza di sgrossatura e finitura:** Per le parti soggette a deformazione, le operazioni di sgrossatura e finitura dovrebbero generalmente essere separate. Questo perché dopo la sgrossatura potrebbero essere necessarie misure correttive (come il ri-allineamento) per affrontare eventuali deformazioni risultanti.
In sintesi, quando si dividono le operazioni, è necessario considerare in modo flessibile fattori quali la struttura e la producibilità del pezzo, le capacità delle macchine utensili, l'ambito della lavorazione CNC richiesta, il numero di setup e l'organizzazione della produzione della struttura. La scelta tra operazioni di concentrazione (meno allestimenti) e operazioni di dispersione (più allestimenti) dovrebbe basarsi sulla situazione specifica, cercando sempre un approccio razionale.
Quali principi dovrebbero governare la disposizione della sequenza di lavorazione
La sequenza di lavorazione deve essere determinata in base alla struttura del pezzo, alle condizioni del pezzo grezzo (grezzo) e ai requisiti di posizionamento e bloccaggio, con l'obiettivo primario di garantire che la rigidità del pezzo non sia compromessa. La sequenza dovrebbe generalmente seguire questi principi:
(1) La lavorazione in una fase precedente non deve interferire con il posizionamento e il bloccaggio richiesti per la fase successiva; devono essere prese in considerazione anche le operazioni che coinvolgono macchine utensili-di uso generale intervallate da fasi.
(2) Lavorare le caratteristiche interne e le cavità prima di lavorare i contorni esterni.
(3) Le operazioni che condividono gli stessi metodi di posizionamento e bloccaggio o lo stesso utensile da taglio dovrebbero idealmente essere eseguite consecutivamente per ridurre al minimo il numero di operazioni di ri-posizionamento,-cambio utensile e regolazione-del bloccaggio.
(4) Per operazioni multiple eseguite durante un unico setup, programmare prima quelle che hanno il minor impatto sulla rigidità del pezzo.
Quali fattori dovrebbero essere considerati quando si determina il metodo di bloccaggio del pezzo
(1) Sforzarsi di unificare i dati utilizzati per la progettazione, i processi di produzione e i calcoli di programmazione.
(2) Ridurre al minimo il numero di configurazioni; mirare a lavorare tutte le superfici richieste dopo un'unica operazione di posizionamento.
(3) Evitare schemi che richiedono regolazioni manuali mentre la macchina è in funzione.
(4) Garantire che il design dell'attrezzatura sia aperto e accessibile; i meccanismi di posizionamento e bloccaggio non devono interferire con il percorso dell'utensile (ad esempio causando collisioni). Se l'interferenza è inevitabile, prendi in considerazione l'utilizzo di una morsa per macchina o di una piastra di base con bloccaggio a vite.
Come è possibile determinare ragionevolmente il punto di impostazione dell'utensile- e qual è la relazione tra il sistema di coordinate del pezzo e il sistema di coordinate di programmazione
1. Il punto di impostazione dell'utensile-può essere posizionato sul pezzo stesso, a condizione che si tratti di un elemento di Riferimento o di una superficie che è già stata lavorata-di precisione. Tuttavia, se il punto di impostazione dell'utensile-viene distrutto durante la prima operazione, potrebbe diventare impossibile individuarlo per le operazioni successive. Pertanto, durante la prima operazione, stabilire una posizione relativa di presetting utensile- in una posizione con una relazione dimensionale fissa rispetto al dato di posizionamento; ciò consente di ripristinare il punto di impostazione-originale dell'utensile in base alle relative posizioni. Questa posizione relativa di impostazione dell'utensile- solitamente si trova sulla tavola della macchina o sull'attrezzatura. I principi di selezione sono i seguenti:
1) Facile da allineare.
2) Comodo per la programmazione.
3) Errore di impostazione-strumento basso.
4) Comodo per l'ispezione durante la lavorazione.
2. L'origine del sistema di coordinate del pezzo è impostata dall'operatore; viene determinata tramite il presetting utensile dopo che il pezzo è stato bloccato e riflette la relazione di posizione (distanza) tra il pezzo e il punto zero della macchina utensile. Una volta stabilito, il sistema di coordinate del pezzo rimane generalmente fisso. Il sistema di coordinate del pezzo e il sistema di coordinate di programmazione devono essere allineati; cioè devono coincidere durante la lavorazione.
Come deve essere selezionato il percorso utensile
Il percorso utensile si riferisce alla traiettoria e alla direzione del movimento dell'utensile rispetto al pezzo durante la lavorazione CNC. La scelta di un percorso di lavorazione razionale è fondamentale, poiché è strettamente legato alla precisione della lavorazione e alla qualità della superficie del pezzo. I seguenti punti dovrebbero essere considerati quando si determina il percorso utensile:
1) Assicurarsi che la parte soddisfi i requisiti di precisione della lavorazione.
2) Facilitare i calcoli numerici e ridurre il carico di lavoro di programmazione.
3) Cercare il percorso di lavorazione più breve e ridurre al minimo il tempo di "taglio-in aria" per migliorare l'efficienza della lavorazione.
4) Ridurre al minimo il numero di blocchi di programma.
5) Assicurarsi che i requisiti di rugosità superficiale del profilo del pezzo siano soddisfatti; il profilo finale dovrebbe essere lavorato in modo continuo nell'ultima passata.
6) Considerare attentamente i percorsi di avvicinamento e retrazione dell'utensile (entrata e uscita) per ridurre al minimo i segni dell'utensile causati dalla sosta sul profilo (dove improvvisi cambiamenti nella forza di taglio possono portare a deformazione elastica) ed evitare di graffiare il pezzo immergendo l'utensile verticalmente nella superficie del profilo.
Come dovrebbero essere gestiti il monitoraggio e le regolazioni durante la lavorazione
Una volta completati l'allineamento del pezzo e il debug del programma, il processo entra nella fase di lavorazione automatica. Durante la lavorazione automatica, l'operatore deve monitorare il processo di taglio per prevenire problemi di qualità o altri incidenti causati da condizioni di taglio anomale.
Il monitoraggio del processo di taglio coinvolge principalmente i seguenti aspetti:
1. Monitoraggio del processo di lavorazione: la lavorazione di sgrossatura si concentra sulla rapida rimozione del materiale in eccesso dalla superficie del pezzo. Durante la lavorazione automatica, l'utensile segue un percorso predeterminato in base ai parametri di taglio impostati. L'operatore deve osservare i cambiamenti nel carico di taglio tramite il misuratore di carico e regolare i parametri di taglio in base allo stato di carico dell'utensile per massimizzare l'efficienza della macchina utensile.
2. Monitoraggio dei suoni di taglio durante il processo: Nel taglio automatico, il suono prodotto quando l'utensile impegna il pezzo è generalmente stabile, continuo e nitido, accompagnato da un movimento fluido della macchina. Man mano che il processo avanza, può verificarsi instabilità dovuta a fattori quali inclusioni dure nel pezzo, usura o deflessione dell'utensile. Questa instabilità si manifesta come cambiamenti nel suono del taglio-come il rumore dell'utensile che colpisce il pezzo in lavorazione-e le vibrazioni della macchina. I parametri e le condizioni di taglio dovrebbero essere adeguati tempestivamente; se le regolazioni si rivelano inefficaci, la macchina deve essere messa in pausa per ispezionare le condizioni dell'utensile e del pezzo.
3. Monitoraggio del processo di finitura: la finitura mira a garantire l'accuratezza dimensionale e la qualità della superficie, in genere comportando velocità di taglio e avanzamenti elevati. È necessario prestare attenzione all'impatto dei bordi di riporto-sulla superficie lavorata. Per la lavorazione di cavità è inoltre necessario evitare il taglio eccessivo e la deflessione dell'utensile negli angoli. Per risolvere questi problemi: in primo luogo, regolare la posizione dello spruzzo del refrigerante per garantire un raffreddamento ottimale della superficie lavorata; in secondo luogo, monitorare la qualità della superficie lavorata e regolare i parametri di taglio per ridurre al minimo le fluttuazioni di qualità. Se le regolazioni non riescono a produrre miglioramenti significativi, fermare la macchina per verificare la validità del programma originale.
È necessario prestare particolare attenzione alla posizione dell'utensile quando si ferma o si ferma la macchina per l'ispezione. Arrestare la macchina mentre l'utensile sta tagliando attivamente-causando l'arresto improvviso del mandrino-può lasciare segni dell'utensile sulla superficie del pezzo. Idealmente, la macchina dovrebbe essere arrestata solo dopo che l'utensile si è disimpegnato dalla zona di taglio.
Come dovrebbero essere selezionati adeguatamente gli utensili di lavorazione? Quali sono gli elementi chiave dei parametri di taglio? Quali tipi di materiali per utensili sono disponibili? Come vengono determinate la velocità del mandrino, la velocità di taglio e la larghezza di taglio?
1. Per la fresatura a spianare, è necessario selezionare frese a spianare o a candela in metallo duro non-riaffilabili. In genere, è preferibile una strategia di lavorazione a due-passate: la prima passata dovrebbe essere un'operazione di sgrossatura utilizzando una fresa frontale, che attraversa ininterrottamente la superficie del pezzo. La larghezza di taglio consigliata per ciascuna passata è pari al 60%–75% del diametro dell'utensile.
2. Le frese e le frese con inserti in metallo duro-vengono utilizzate principalmente per la lavorazione di sporgenze, scanalature e facce di apertura di scatole-.
3. Le frese a testa sferica-e le frese a inserto tondo-(conosciute anche come frese a punta tonda-) sono comunemente utilizzate per la lavorazione di superfici curve e profili con angoli di sformo variabili. Le frese a testa sferica-sono utilizzate principalmente per la semi-finitura e la finitura, mentre le frese a inserto tondo-con inserto in metallo duro sono generalmente utilizzate per la sgrossatura.
A cosa serve un foglio di programma di lavorazione? Quali informazioni dovrebbe contenere?
Il foglio del programma di lavorazione è un componente della progettazione del processo di lavorazione CNC e funge da insieme di istruzioni che l'operatore deve seguire. Fornisce dettagli specifici sul programma di lavorazione, con l'obiettivo di chiarire il contenuto del programma, i metodi di bloccaggio e posizionamento del pezzo, gli utensili selezionati per ciascuna operazione di lavorazione e eventuali precauzioni specifiche.
Il foglio del programma di lavorazione deve includere: nomi dei file CAD/CAM, nome del pezzo, schizzo del pezzo, nome del programma, strumenti utilizzati per ciascun programma, profondità di taglio massima, tipo di lavorazione (ad esempio, sgrossatura o finitura), tempo di lavorazione stimato, ecc.
Quali preparazioni sono necessarie prima della programmazione CNC
Dopo aver determinato il processo di lavorazione, prima della programmazione è necessario comprendere quanto segue:
1. Metodo di bloccaggio del pezzo;
2. Dimensioni del pezzo grezzo (per determinare l'ambito della lavorazione o se sono necessarie più configurazioni);
3. Materiale del pezzo (per selezionare gli utensili da taglio appropriati);
4. Inventario degli utensili disponibili (per evitare di modificare il programma a causa della mancanza di utensili durante la lavorazione o per preparare in anticipo gli utensili necessari se necessari).
Quali sono i principi per impostare l'altezza di sicurezza durante la programmazione?
Il principio per impostare l'altezza di sicurezza è generalmente quello di posizionarla sopra la superficie più alta di eventuali "isole" (elementi rialzati). In alternativa, anche l'impostazione del punto zero di programmazione sulla superficie più alta può ridurre al minimo il rischio di collisioni dell'utensile.
Perché è necessaria la post-elaborazione dopo la generazione del percorso utensile?
Poiché diverse macchine utensili riconoscono codici di indirizzo e formati di programma NC diversi, è necessario selezionare il formato di post-corretto per la specifica macchina utensile utilizzata per garantire che il programma generato venga eseguito correttamente.
Cos'è la comunicazione DNC?
I metodi di trasferimento del programma possono essere classificati in CNC e DNC. Nel metodo CNC, il programma viene trasferito tramite un supporto (come un floppy disk, un lettore di nastri o un cavo di comunicazione) nella memoria della macchina utensile per l'archiviazione e viene quindi recuperato dalla memoria durante la lavorazione. Poiché la capacità della memoria è limitata, per i programmi di grandi dimensioni viene utilizzato il metodo DNC; poiché il DNC consente alla macchina utensile di leggere il programma direttamente dal computer di controllo (trasmettendo effettivamente i dati durante il funzionamento), non è vincolato da limiti di capacità di memoria.
