CNC-mehaaniline freesimine: tööraja strateegia, materjaliparameetrid ja kinnitusotsused, mis määravad, kas teie osa tarnitakse spetsifikatsiooni järgi
Teie tasku sügavus on 18 mm. Laius on 4 mm. Sein pikemal küljel on 1,1 mm. Materjal on 7075-T651. Teie DFM-i ülevaade tuli tagasi ühe märgistusega: "pesa proportsioonid nõuavad väiksemat söötmist ja suuremat läbipääsu – soovitage üle vaadata, kui seina geomeetria on funktsionaalselt piiratud."
Seda lippu tasub mõista, enne kui selle tagasi lükkate. 4 mm laius sunnib otsfreesi maksimaalseks läbimõõduks 3,2 mm, et säilitada valitud nurgaraadius. 3,2 mm otsfrees 18 mm sügavusel töötab pikkuse- ja-läbimõõdu suhtega 5,6:1. Selle suhte korral paindub tööriist külgkoormuse all{10}}ja läbipaine ei ole ühtlane, - see on suurem tasku allosas kui ülaosas, mis tekitab kitseneva seina. Koonus võib olla teie paralleelsuse tolerantsi piires; see ei pruugi olla. Mõlemal juhul tsükliaeg kahekordistub, kuna läbipainde kontrollimiseks peab etteandekiirus vähenema.
See on geomeetria{0}}protsessisuhe, misCNC-mehaaniline freesimineotsused lülituvad sisse. Mitte see, kas masin suudab jõuda funktsioonini - see suudab -, vaid see, kas tööraja strateegia, tööriistade valik ja kinnitused suudavad teie tähelepanu hoida hinnaga, mis muudab osa valmistatavaks.
Tööraja strateegia: kui trohhoidne freesimine ületab tavapärase pilude lõikamise
CNC freesimine trohhoidne vs tavaline tööriistaradaei ole abstraktne optimeerimise küsimus. Sellel on konkreetne vastus, mis põhineb funktsioonide geomeetrial ja materjalil.
Tavaline pilustamine - täislaiusega otsfreesi süvistamine-taskusse ja üleminek - hoiab tööriista töödeldava detailiga pidevas kontaktis. Alumiiniumi puhul mõõdukal sügavusel see toimib. Probleem algab siis, kui pilu on kitsam kui 1,5 × lõikuri läbimõõt või kui sügavuse - ja -laiuse suhe ületab 3:1. Sel hetkel laastude eemaldamine halveneb, lõikesoojus koondub pilu põhja ja tööriist kaldub kõrvale, kuna radiaalne haardumine on tööriista jäikuse jaoks sellel üleulatuval pikkusel liiga kõrge.
Trohoidne freesimine - ringkaarega töörajad, mis piiravad radiaalset haardumist 10–20% lõiketera läbimõõdust sõltumata pilu laiusest -, lahendavad kõik kolm ülesannet üheaegselt. Laastukoormus hamba kohta jääb konstantseks, kuna haardekaar jääb konstantseks. Kuumus kaob, kuna tööriist väljub lõikest igal kaarel. Läbipaine väheneb, kuna radiaaljõud on murdosa tavapärasest pilustamisjuhtumist. Kompromiss-on tööraja pikkus: trohhoidne programm läbib sama mahu eemaldamiseks rohkem vahemaad. Kuid mudelil 7075-T651 võimaldab trochoidal ühe toiminguga läbida täissügavusel pilu kogusügavusel, kus tavaline pilude lõikamine nõuab mitut sügavuse sammu ja 30–40% väiksemat etteannet.
Praktiline ristumispunkt: kasutage trohhoidset, kui pilu sügavuse - ja -laiuse suhe ületab 2,5:1 või kui pilu laius on vahemikus 1,0 × 1,5 × lõikuri läbimõõt. Alla 2,5:1 sügavus-kuni-laius avatud alumiiniumpilus on tavalised töörajad kiiremad. Sellest kõrgemal säästab trochoidal tsükliaega ja tagab parema seinakvaliteedi -, mis on oluline, kui pesa seintel on paralleelsuse või sirguse viite.
Süvisfreesimine (插铣) on kolmas võimalus ja sellel on spetsiifiline kasutusjuht: suur-mahuline töötlemine sügavates õõnsustes, kus peamiseks piiranguks on materjali eemaldamise kiirus, mitte seina kvaliteet. Süvisfreesimine suunab lõikejõud pigem aksiaalselt kui radiaalselt, mis tähendab, et tööriist saab hakkama palju suurema sügavusega ilma läbipaindeta. Pinnaviimistlus on halb ja nõuab viimistlemist, kuid 30 mm-sügava korpuse tasku puhul 7075-T651-s, kus eemaldate töötlemata töö käigus 80% mahust, vähendab süvisfreesimine karestamisaega 35–50% võrreldes trohhoidaalsega. Otsustusreegel: kui vajate seina kvaliteeti sügavale tunnusele, trohhoidne. Kui vajate materjali eemaldamise kiirust laias sügavas õõnes ja viimistlete niikuinii, sukelduge.
Materjali{0}}Konkreetsed freesimisparameetrid: mis tegelikult tootmises töötab
Allolev tabel kajastab toote parameetreidcnc freesimisprotsessi parameetrid alumiiniumja muud materjalid, mida me regulaarselt kasutameCNC-mehaaniline freesimineoperatsioonid. Need ei ole kataloogiväärtused -, vaid kajastavad seda, mida me kasutame hästi-hooldatud 5-teljelistes ja 3-teljelistes töötluskeskustes, millel on läbi spindli jahutusvedelik.
| Materjal | Lõikekiirus (m/min) | Ettenihe hamba kohta (mm) | Radiaalne DOC - roughing | Radiaalne DOC - Viimistlemine | Jahutusvedeliku strateegia |
|---|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 400–600 | 0.05–0.12 | 40–60% alalisvoolu | 5–10% alalisvoolu | Üleujutus või udu; suruõhk sügavate taskute jaoks |
| 7075-T651 | 350–500 | 0.05–0.10 | 30–50% alalisvoolu | 5–8% alalisvoolu | Üleujutus; udu vastuvõetav avatud objektidel |
| Ti-6Al-4V | 50–80 | 0.05–0.10 | 10–20% alalisvoolu (trohhoidne) | 3–5% alalisvoolu | Läbi-spindli HPC Suurem või võrdne 70 baariga kohustuslik |
| 303 roostevaba | 80–120 | 0.04–0.08 | 20–30% alalisvoolu | 5–8% alalisvoolu | Üleujutus; vältige kuivlõikamist |
| 316L roostevaba | 60–100 | 0.03–0.07 | 15–25% alalisvoolu | 3–5% alalisvoolu | kõrgrõhu{0}}üleujutus; töö-kõveneb kiiresti |
| Inconel 718 | 25–45 | 0.03–0.06 | 5–10% alalisvoolu | 2–3% alalisvoolu | Läbi-spindli HPC; keraamilised tööriistad karestamise jaoks |
| POM (Delrin) | 200–400 | 0.05–0.15 | 30–50% alalisvoolu | 10–15% alalisvoolu | Suruõhk; vältige jahutusvedeliku üleujutamist |
| PEEK | 150–300 | 0.04–0.10 | 20–40% alalisvoolu | 5–10% alalisvoolu | Suruõhk; juhtige kiibi evakueerimist hoolikalt |
Dc=lõikuri läbimõõt. Parameetrid eeldavad teravat, katmata karbiidi alumiiniumil ja plastidel; TiAlN-kaetud terasele ja titaanile; keraamika Inconeli karestamise peal.
Üks parameeter, mida kataloogiandmetes harva esineb, kuid mis on tootmises oluline: suhe spindli kiiruse ja detaili omasageduse vahel õhukeseseinalistel{0}}objektidel. Kui freesite 0,8 mm alumiiniumist seina suurel spindli kiirusel ja sein lõheneb või sellel on loksutamisjälgi, ei ole lahendus alati aeglustada. Mõnikord paneb aeglustumine spindli seina vibratsioonirežiimi harmoonilisele sagedusele. Spindli kiiruse muutmine ±15% võrra - kummaski suunas - võib lõdisemist kiiremini kõrvaldada kui ettenihke kiiruse muutmine. See ei ole teooria; see on reguleerimine, mida me teeme õhukese{9}seinaga alumiiniumkorpustele, kui programmi keskel kostab{10}}häält.
Kinnitusloogika: häälestusotsus, mis määrab tasasuse ja asukoha täpsuse
CNC-mehaaniline freesiminekeerukate osade tolerantsid ei ole piiratud masina positsioneerimise täpsusega - kaasaegsed töötluskeskused hoiavad ±0,003 mm positsioneerimise korratavust kontrollitud tingimustes. Tootmises saavutatavat tolerantsi piirab kinnitus: kui jäigalt detaili hoitakse, kui järjepidevalt kontaktpindadega kokku puututakse ja kas kinnitusjõud tekitavad läbipainde, mis vabaneb pärast lahtiühendamist.
Prismaatiliste osade puhul, millel on töödeldud omadused mitmel küljel, on kinnitusjärjestus sama oluline kui kinnitusviis. Esimene seadistus peaks töötlema nullpunkti pinnad - tahud, mis määravad detaili kõigi järgnevate toimingute jaoks. Kui nullpunkti pinnad ei ole tasased ja üksteisega paralleelsed allavoolu funktsioonide jaoks nõutava tolerantsi piires, pärib iga järgnev seadistus selle vea.
Konkreetne kinnitustõrke režiim, mida me kõige sagedamini näemeCNC freesiminetööd esimeses artiklis: klambrimärgid nullpunkti tahkudel, mis on töödeldud varasema töö käigus. Kui klamber toetub otse viimistletud pinnale, deformeerib lokaalne kontaktpinge pinda elastselt - detail vetrub pärast lahtiühendamist tagasi, kuid lõikamise ajal tekkinud deformatsioon tähendab, et selles seadistuses töödeldav element asetseb nihutatud tugipunkti vastu. Tulemuseks on asukohaviga, mis näeb välja nagu masina viga, kuid on tegelikult kinnitusviga. Parandus seisneb selles, et klambrid kinnitatakse laopinnale, töötlemata pindadele või-töödeldud kaitsepadjadele, mitte viimistletud nullpindadele.
Osade puhul, mille kõik pinnad on funktsionaalsed - kinnituspinda pole saadaval -, on valikuteks pehmed lõuad, mis on töödeldud detaili profiiliga, vaakumkinnitus põhialusele või detaili korpusesse töödeldud ja hiljem eemaldatud alam-plaat keermestatud sisestustega. Igal lähenemisviisil on oma hind; ükski neist pole tasuta. Õige valik sõltub partii suurusest ja tolerantsinõuetest.
Pinna viimistlus: kuidas määrata Ra ilma üle{0}}tolerantsita
CNC freespinna viimistlus Ra spetsifikatsioonon töödeldud osade puhul kõige sagedamini üle{0}}pingutatud viiktekst. Ra 0,8 µm on saavutatav kontrollitud viimistlusfreesimiskäiguga ja sobib enamiku ühenduspindade, tihendussoonte ja üldiste tehniliste pindade jaoks. Ra 0,4 µm määramine lisab spetsiaalse viimistluskäigu vähendatud etteandega. Ra 0,2 µm või parema määramine nõuab kas lappimist või täppislihvimist lisaks freesimisele -, mis on eraldi protsess, millel on eraldi mõju kulule ja teostusajale.
Freesimise Ra väärtus on suunaline: etteandesuunaga risti on pind siledam kui sellega paralleelselt, kuna ettenihkemärgid on suunatud piki ettenihke suunda. Kui teie osal on tihend, mis puutub kokku tihendiga, on vastav Ra etteande suunal risti, mitte mööda seda. Selleks, et CMM-raporteeritud Ra väärtused oleksid tähendusrikkad, peab mõõtmissuund ühtima funktsionaalse kontakti suunaga -, mis tuleks joonisel täpsustada või kauplusega kinnitada.
| Ra Sihtmärk | Saavutatav protsess | Tüüpiline etteandekiiruse vähendamine vs Ra 3,2 µm | Märkmed |
|---|---|---|---|
| Ra 3,2 µm | Standardne finišipääs | - (alustase) | Üldised mitte{0}}vastavad pinnad |
| Ra 1,6 µm | Finiši läbimine, kontrollitud parameetrid | 20-30% vähenemine | Enamik inseneri paaritusnägusid |
| Ra 0,8 µm | Spetsiaalne viimistluskäik, teravad tööriistad | 40-50% vähenemine | Tihenduspinnad, optiline kinnitus, libisevad kinnitused |
| Ra 0,4 µm | Aeglane finišisõit või lend{0}}lõige | 60-70% vähenemine | Täpne{0}}tihendus, CMM-i tugipunktid |
| Ra 0,2 µm | Vajalik lihvimine või lappimine | Ainult freesimisega pole saavutatav | Peegeldage{0}}kvaliteetseid optilisi või tihenduspindu |
| Ra 0,02 µm | Täpne lappimine, MID võimekusega lagi | Spetsiaalne viimistlusoperatsioon | Ultra{0}}täppismetroloogia pinnad |
Üks detail, mis mõjutab alumiiniumi Ra näitu: lõiketerade nina raadius või otsfreesi otsa geomeetria. Viimistlustööriista suurem nurgaraadius annab siledama pinna sama ettenihke juures, kuna kammkarpi kõrgus - külgnevate käikude vahele jäetud piigid - on väiksem. Kontuuriga pinda viimistleva kuul-otsfreesi puhul on Ra otse võrdeline sammu-ruuduga, mis on jagatud kuuli raadiusega. Sammu poole võrra{7}}vähendades väheneb kammkarbi kõrgus 4 korda. Seetõttu kulub alumiiniumkorpuste kontuurpinna viimistlemiseks sageli kauem aega kui tasapinnalise pinna viimistlemiseks sama Ra spetsifikatsiooni järgi.
MID freesimisvõimalus ja DFM-protsess
MeieCNC-mehaaniline freesimineprogrammid töötavad 3-teljelistel ja 5-teljelistel töötlemiskeskustel, tööraja strateegiad on valitud vastavalt funktsioonitüübile – trokoidne sügavate kitsaste pilude jaoks, süvistustööstus suuremahuliste õõnsuste jaoks, samaaegne 5-teljeline liitkontuurpindade jaoks. Me ei rakenda kõikidele töödele ühte tööraja malli; strateegia on kirjutatud STEP-faili ja operatsiooni kohta.
SestCNC freesiminematerjalidel, mis ei ole alumiiniumist - titaan, roostevaba, Inconel, PEEK -, hõlmab protsessiplaan tööriistade vahetusvälbasid, -protsessisiseseid mõõtmispunkte ja termilise stabiliseerimise nõudeid enne viimistlust. Sesttäppisfreesitud osadtolerantside puhul, mis on suuremad kui ±0,01 mm, kirjutatakse ülevaatusplaan enne esimese tüki lõikamist, mitte pärast.
Saatke oma STEP-fail meile protsesside inseneride meeskondkirjaliku DFM-i arvustuse jaoks. Märgistame geomeetriakonfliktid, tööriista juurdepääsuprobleemid ja tolerantsiriskid enne, kui programm on noteeritud - tagastatakse 24 tunni jooksul, kohustust pole vaja. Mujal juba tootmises olevate osade puhul, mis põhjustavad mittevastavust-, saame olemasoleva protsessiplaani üle vaadata ja tuvastada algpõhjuse. Alustage saidilt bishenprecision.com.
KKK
Millise nurgaraadiuse peaksin määrama sügavale freesitud taskule, et vältida väikeseid{0}}tööriista toiminguid ja pikemaid tsükliaegu?
Tasku sügavuse D jaoks määrake minimaalne sisenurga raadius D/4 - ja kui disain seda võimaldab, minge D/3. 15 mm-sügavusel taskul vähemalt R3,75; R5 on parem. Nurgaraadius võrdub väikseima tööriista raadiusega, mis suudab seda töödelda. Väiksemad tööriistad töötavad aeglasemalt, painduvad rohkem ja purunevad sagedamini, eriti suurte lõikejõududega materjalide puhul. R2 nurk 15 mm taskul sunnib 4 mm otsafreesi vähendatud parameetritega - lisab nende nurkade tsükliajale 25–40%. Kui nurga geomeetrial ei ole funktsionaalseid piiranguid, ei maksa raadiuse suurendamine väärtuseni R5 joonisel midagi ja eemaldab väikese{17}}tööriistaprobleemi täielikult.
Kas saate hoida ±0,005 mm 150 mm alumiiniumpinnal ilma lihvimiseta?
Tasapinnalise viikteksti puhul jah - koos viimistluse-lõikega ja termilise stabiliseerimisega enne mõõtmist. Kahe tahu vahelise paralleelsuse viite puhul jah -, kui mõlemad tahud on töödeldud samas seadistuses samast nullpunktist, nii et paralleelsus määratakse kindlaks masina telje geomeetria, mitte uuesti-kinnitusega. Kui paksus on ±0,005 mm läbi 150 mm, sõltub vastus varude tasasusest enne töötlemist ja termilisest olekust mõõtmisel. Alumiinium paisub 23 µm 100 mm kohta kraadi kohta - 150 mm pikkune osa, mõõdetuna 2 kraadi võrdlustemperatuurist kõrgemal, on 0,007 mm paksem kui see tegelikult on. Töötlemine on saavutatav; mõõtmistingimused on sellised, kus ±0,005 mm on raske järjepidevalt kontrollida.
Millal peaksin keerulise detaili puhul 3-teljeliselt freesimiselt 5-teljelisele üle minema?
Kui funktsioonide komplekt nõuab 3-teljelisel masinal rohkem kui kahte seadistust ja need seadistused hõlmavad uuesti-kinnitamist viimistletud või pool{4}}lõpetatud nullpinnalt. Iga re-kinniti toob olenevalt kinnituse konstruktsioonist ja korratavusest tavaliselt 0,005–0,015 mm ülekandeviga -. Osal, mille positsioonitolerants erinevatel tahkudel on ±0,01 mm, koguvad kolm kinnitust enne spindli käivitumist piisavalt viga, et ohustada tolerantsi eelarvet. Viie-telje samaaegne töötlemine välistab uuesti-kinnitused, saavutades liitnurk{18}}omadused ühe seadistusega. 5-telje lisatasu – tavaliselt 25–40% kõrgem tunnitasu kui 3-teljelise puhul – kaetakse sageli seadistamise ajal ja väheneb nende osade praak, mille geomeetria eeldaks muidu nelja või enama 3-telje seadistust.
Milline on õige lähenemine, kui freesitud pinnal on õhukese{0}}seinaga alumiiniumdetailidel esinevad loksumise jäljed?
Esiteks välistage kinnitus: kontrollige, kas sahin ilmneb ainult kinnituskohtadega külgnevatel objektidel, mis viitab sellele, et klamber tekitab pigem detaili resonantsi kui tööriista. Kui sahin on kogu pinna ulatuses ühtlane, on probleem tööriista-tooriku dünaamikas. Proovige muuta spindli kiirust ±10–15% enne ettenihke muutmist -, pannes spindli kiirusele, mis väldib seina resonantssagedust, on sageli kiirem kui ettenihke vähendamine. Kui sahin püsib, suurendage viimistlustööriistal olevate flöötide arvu (selle rakenduse puhul alumiiniumil 2-lööbe asemel 4-villide arvu), et suurendada lõikeala summutust. Kui ükski neist ei tööta, vajab sein täiendavat kinnitustuge – kas tugikinnitust või täidetud õõnsusega lähenemist, kus tasku on enne õhukeseseinalise viimistluse läbimist vahaga täidetud.
