22 olennaista faktaa, jotka sinun on tiedettävä CNC-kaiverruskoneen käsittelystä!

 

CNC-kaiverruskoneet ovat loistavia hienokoneistuksessa pienillä työkaluilla, jotka pystyvät jyrsimään, hiomaan, poraamaan ja nopeaan kierteitykseen. Niitä käytetään laajalti 3C-teollisuudessa, muottiteollisuudessa, lääketeollisuudessa ja muilla aloilla. Tämä artikkeli kerää yleisiä kysymyksiä CNC-kaiverruskäsittelystä.

 

 

 

 

1. Mikä on tärkein ero CNC-kaiverruksen ja CNC-jyrsinnän välillä?

Sekä CNC-kaiverruksessa että CNC-jyrsimisessä käytetään jyrsintäperiaatteita. Suurin ero on käytetyn työkalun halkaisijassa. Tyypillinen työkalun halkaisijaalue CNC-jyrsinnässä on {{0}} millimetriä, kun taas CNC-kaiverruksessa se on 0.2-3 millimetriä.

 

2. Onko CNC-jyrsintä vain karkeakoneistukseen ja CNC-kaiverrus vain hienokoneistukseen?

Ennen kuin vastaat tähän, on ymmärrettävä prosessin käsite. Rouhintatyöstö vaatii paljon materiaalin poistoa, kun taas hienokoneistukseen liittyy pieni määrä. Siksi jotkut ihmiset ajattelevat tavallisesti karkeaa koneistusta "raskasleikkauksena" ja hienotyöstöä "kevytleikkauksena". Todellisuudessa karkea koneistus, puoliviimeistely ja viimeistely ovat prosessikonsepteja, jotka edustavat koneistuksen eri vaiheita. Joten oikea vastaus on, että CNC-jyrsintä voi suorittaa sekä raskaan että kevyen leikkauksen, kun taas CNC-kaiverrus voi suorittaa vain kevyen leikkauksen.

 

3. Voiko CNC-kaiverrus suorittaa teräsmateriaalien karkeatyöstöä?

Jotta voidaan määrittää, pystyykö CNC-kaiverrus käsittelemään tiettyä materiaalia, työkalun koko on otettava huomioon. CNC-kaiverruksessa käytetyt työkalut määräävät sen suurimman poistokapasiteetin. Jos muotin muoto mahdollistaa halkaisijaltaan yli 6 millimetrin työkalujen käytön, on erittäin suositeltavaa käyttää ensin CNC-jyrsintä ja sitten kaiverrus poistaa jäljellä oleva materiaali.

 

4. Voiko CNC-työstökeskus, jossa on nopeuden lisäys, suorittaa kaiverruksen?

Ei, se ei voi. Tällaiset tuotteet ilmestyivät näyttelyissä kaksi vuotta sitten, mutta ne eivät voineet suorittaa kaiverrusta. Pääsyynä on se, että CNC-työstökeskukset suunnitellaan omaa työkaluvalikoimaansa ajatellen, eikä kokonaisrakenne sovellu kaiverrukseen. Väärinkäsitys syntyy, kun nopeita sähkökaroja rinnastetaan kaiverruskoneiden ainoaan ominaisuuteen.

 

5. Voiko CNC-kaiverrus korvata EDM:n (Electric Discharge Machining)?

Ei, se ei voi. Vaikka kaiverrus pienentää työkalun halkaisija-aluetta jyrsinnässä, mikä mahdollistaa joidenkin pienten muottien, jotka aiemmin vaativat EDM:n käsittelyn kaiverruksella, kaiverrustyökalujen pituus-halkaisijasuhde on yleensä noin 5:1. Halkaisijaltaan pieniä työkaluja käytettäessä voidaan työstää vain matalia onteloita, kun taas EDM voi tuottaa onteloita lähes ilman leikkausvoimaa, kunhan elektrodeja voidaan valmistaa.

 

 

 

 

6. Mitkä ovat tärkeimmät kaiverruskäsittelyyn vaikuttavat tekijät?

Koneistus on monimutkainen prosessi, jossa on useita vaikuttavia tekijöitä, mukaan lukien pääasiassa työstökoneiden ominaisuudet, työkalut, ohjausjärjestelmät, materiaaliominaisuudet, työstötekniikka, apulaitteet ja ympäristö.

 

7. Mitä vaatimuksia ohjausjärjestelmälle on CNC-kaiverruskäsittelyssä?

CNC-kaiverrus on pohjimmiltaan jyrsintäprosessi, joten ohjausjärjestelmässä on oltava jyrsintäominaisuudet. Pienen työkalun käsittelyssä sen on tarjottava eteenpäinsyöttötoiminto, hidastettava ennen polkua ja vähennettävä työkalun rikkoutumistiheyttä. Samanaikaisesti syöttönopeutta tulisi lisätä tasaisemmissa polun osissa kaiverrustehokkuuden parantamiseksi.

 

8. Mitkä materiaalin ominaisuudet vaikuttavat käsittelyyn?

Tärkeimmät materiaalien kaiverrussuorituskykyyn vaikuttavat tekijät ovat materiaalityyppi, kovuus ja sitkeys. Materiaalityyppejä ovat metalliset ja ei-metalliset materiaalit. Yleensä mitä suurempi kovuus, sitä huonompi työstettävyys; mitä suurempi viskositeetti, sitä huonompi työstettävyys. Lisää epäpuhtauksia heikentää myös työstettävyyttä, ja mitä suurempi sisäisten hiukkasten kovuus, sitä huonompi työstettävyys. Karkea standardi on, että korkeampi hiilipitoisuus johtaa huonompaan työstettävyyteen, korkeampi seosainepitoisuus huonompaan työstettävyyteen ja suurempi ei-metallisten elementtien pitoisuus johtaa parempaan työstettävyyteen (vaikka materiaalien ei-metallipitoisuutta valvotaan yleensä tiukasti).

 

9. Mitkä materiaalit sopivat kaiverrukseen?

Sopivia ei-metallisia materiaaleja kaiverrukseen ovat akryyli, hartsi ja puu. Sopimattomia ei-metallisia materiaaleja ovat luonnonmarmori ja lasi. Sopivia metallimateriaaleja ovat kupari, alumiini ja pehmeä teräs, jonka kovuus on alle HRC40. Sopimattomia metallimateriaaleja ovat karkaistu teräs.

 

10. Miten työkalu itse vaikuttaa käsittelyyn ja millä tavalla?

Kaiverrustyökalun suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä ovat työkalun materiaali, geometriset parametrit ja hiontatekniikka. Kaiverrustyökalut on valmistettu kovasta metalliseoksesta, jauheseoksesta, ja tärkein suoritusindikaattori on jauheen keskimääräinen halkaisija. Pienempi halkaisija tarkoittaa parempaa kulutuskestävyyttä ja pidempää työkalun kestävyyttä. Työkalun terävyys vaikuttaa ensisijaisesti leikkausvoimaan. Terävämmät työkalut johtavat pienempään leikkausvoimaan, tasaisempaan käsittelyyn ja parempaan pinnan laatuun, mutta heikentävät työkalun kestävyyttä. Siksi eri materiaaleille tulee valita eri terävyystasot. Pehmeämmät ja tahmeammat materiaalit vaativat terävämpiä työkaluja, kun taas kovemmat materiaalit vaativat vähemmän terävyyttä työkalun kestävyyden parantamiseksi. Jos työkalu on kuitenkin liian tylsä, leikkausvoima kasvaa, mikä vaikuttaa käsittelyyn. Keskeinen tekijä työkalun hionnassa on viimeistelyhiomalaikan karkeus. Suurempi karkeuskoko tuottaa hienommat leikkuureunat, parantaa työkalun kestävyyttä ja tasaisemmat työkalun takapinnat, mikä parantaa pinnan laatua.

 

11. Mikä on työkalun käyttöiän kaava?

Työkalun käyttöikä viittaa ensisijaisesti työkalun käyttöikään teräsmateriaalien työstöprosessin aikana. Empiirinen kaava on: (T on työkalun käyttöikä, CT on käyttöikäparametri, VC on leikkauslinjan nopeus, f on syöttö hammasta kohti, P on leikkaussyvyys). Näistä leikkuulinjan nopeudella on merkittävin vaikutus työkalun käyttöikään. Lisäksi työkalun kestävyyteen vaikuttavat myös työkalun säteittäinen juoksu, hiontalaatu, työkalun materiaali ja pinnoite sekä jäähdytysneste.

 

12. Kuinka suojata kaiverruskoneen laitteita käsittelyn aikana?

1) Suojaa työkalun asetusinstrumentti liialliselta öljyaltistukselta.

2) Ohjaa lentäviä lastuja, jotka voivat vahingoittaa konetta aiheuttamalla oikosulkuja sähkökaappiin tai lyhentämällä ruuvien ja ohjaimien käyttöikää niiden tullessa sisään.

3) Älä vedä lampun päästä työvaloa siirtäessäsi, jotta se ei vaurioidu.

4) Älä tarkkaile leikkausaluetta tarkasti, jotta vältät lentävän lastun aiheuttamat silmävammat. Vältä kaikkia työskentelyä työpöydällä karamoottorin pyöriessä.

5) Älä avaa tai sulje koneen luukkua väkisin, sillä hienon käsittelyn aikana tapahtuva isku voi aiheuttaa työkalun jälkiä pintaan.

6) Varmista, että kara saavuttaa täyden nopeuden ennen käsittelyn aloittamista, jotta moottori ei pysähtyisi alhaisen alkunopeuden takia.

7) Älä aseta työkaluja tai työkappaleita koneen palkkien päälle.

8) Älä aseta magneettisia työkaluja, kuten istukkaa ja mittakelloja sähkökaappiin, jotta näyttö ei vaurioidu.

 

13. Mitä parametreja on säädettävä, kun uusissa työkaluissa on jumiutumis- ja käsittelyvaikeuksia?

Kun uusi työkalu jumittuu koneistuksen aikana ja prosessi on vaikea, mitä parametreja on säädettävä? Koneistuksen vaikeus johtuu siitä, että karan teho ja vääntömomentti eivät kestä nykyistä leikkauskuormaa. Asianmukainen toimenpide on ohjelmoida reitti uudelleen, vähentää leikkaussyvyyttä, uran syvyyttä ja trimmauksen määrää. Jos kokonaistyöstöaika on alle 30 minuuttia, leikkaustilaa voidaan parantaa myös syöttönopeutta säätämällä.

 

14. Mikä on leikkausnesteen tehtävä?

Jäähdytysnesteen lisäämiseen tulee kiinnittää huomiota metallinkäsittelyssä. Jäähdytysjärjestelmän tehtävänä on poistaa leikkauslämpö ja lastut sekä tarjota voitelu työstön aikana. Jäähdytysneste kuljettaa pois leikkauslämmön vähentäen työkaluun ja moottoriin siirtyvää lämpöä, mikä pidentää niiden käyttöikää. Se poistaa myös lastut ja estää toissijaisen leikkaamisen. Voitelu vähentää leikkausvoimaa, mikä tekee työstyksestä vakaamman. Kuparin käsittelyssä öljypohjaisen leikkausnesteen käyttö voi parantaa pinnan laatua.

 

15. Mitkä ovat työkalujen kulumisen vaiheet?

Työkalujen kuluminen jaetaan kolmeen vaiheeseen: alkukuluminen, normaali kuluminen ja nopea kuluminen. Alkuvaiheessa työkalun kulumisen ensisijainen syy on alhainen lämpötila, joka ei ole vielä saavuttanut optimaalista leikkauslämpötilaa. Tässä vaiheessa kuluminen on pääasiassa hankaavaa kulumista, joka vaikuttaa merkittävästi työkaluun ja voi helposti johtaa työkalun rikkoutumiseen. Tämä vaihe on erittäin vaarallinen; väärä käsittely voi johtaa työkalun vioittumiseen. Kun työkalu on läpäissyt alkukulumisvaiheen ja saavuttanut tietyn leikkauslämpötilan, pääasiallinen kuluminen on diffuusiokulumista, joka aiheuttaa ensisijaisesti paikallista hilseilyä. Tämä kuluminen on suhteellisen vähäistä ja hidasta. Kun kuluminen saavuttaa tietyn rajan, työkalu epäonnistuu ja siirtyy nopeaan kulumisvaiheeseen.

 

16. Miksi työkalun sisäänajo on tarpeen ja miten se tehdään?

Miksi ja miten työkalut tulisi ottaa käyttöön? Kuten aiemmin mainittiin, työkalut ovat alttiita rikkoutumaan alkuvaiheessa. Tämän välttämiseksi työkalut on ajettava sisään leikkauslämpötilan nostamiseksi asteittain kohtuulliselle tasolle. Kokeellinen tarkastus osoittaa, että samoilla prosessointiparametreilla työkalun käyttöikä yli kaksinkertaistuu sisäänajon jälkeen. Sisäänajomenetelmänä on ylläpitää kohtuullinen karan nopeus puolittaen samalla syöttönopeuden ja käsittelyaika on noin 5-10 minuuttia. Käytä pienempää arvoa pehmeille materiaaleille ja korkeampaa arvoa koville metalleille.

17. Kuinka määrittää työkalujen vakava kuluminen?

Vakava työkalun kuluminen voidaan tunnistaa seuraavista:

1) Kuulee terävää ääntä käsittelyn aikana.

2) Huomattava karan jumiutuminen.

3) Lisääntynyt tärinä käsittelyn aikana ja havaittava karan tärinä.

4) Epäjohdonmukaisten työkalun jälkien havaitseminen työstetyllä pinnalla (jos tämä tapahtuu alusta alkaen, se tarkoittaa liiallista leikkaussyvyyttä).

 

 

 

 

18. Milloin työkalu tulee vaihtaa?

Työkalu tulee vaihtaa, kun se on saavuttanut noin 2/3 enimmäiskäyttöajastaan. Jos työkalu on esimerkiksi kulunut voimakkaasti 60 minuutin käytön jälkeen, se tulee vaihtaa 40 minuutin kuluttua seuraavan koneistuksen aikana. Säännöllisesti ajoitettujen työkalujen vaihtamisen tapa on välttämätöntä.

 

19. Voiko voimakkaasti kuluneen työkalun käyttöä jatkaa?

Kovan kulumisen jälkeen leikkausvoima voi kasvaa jopa kolminkertaiseksi normaaliin verrattuna. Leikkausvoimalla on merkittävä vaikutus karamoottorin käyttöikään, ja moottorin käyttöikä on kääntäen verrannollinen voiman kuutioon. Esimerkiksi 10 minuutin työstö kolminkertaistettuna leikkausvoimalla vastaa karan käyttöä 270 minuutin ajan normaaleissa olosuhteissa (10 * 3^3=270).

 

20. Kuinka määrittää työkalun ulkoneman pituus karkeatyöstössä?

Mitä lyhyempi työkalun ulkoneman pituus, sitä parempi. Jos se on kuitenkin liian lyhyt, tarvitaan usein säätöjä, jotka vaikuttavat tehokkuuteen. Ohje on: halkaisijaltaan φ3 työkalutanko voi ulottua 5 mm, halkaisija φ4 työkalutanko voi ulottua 7 mm ja halkaisija φ6 työkalutanko voi ulottua 10 mm normaalissa työstössä. Kun asetat työkalua, yritä pysyä näiden arvojen sisällä. Jos työkalun pituus ylittää nämä arvot, säädä leikkaussyvyyttä työkalun kulumisen aikana. Tämä vaatii harjoittelua hallita.

 

21. Kuinka käsitellä äkillistä työkalun rikkoutumista koneistuksen aikana?

1) Lopeta koneistus ja tarkista nykyinen koneistuksen järjestysnumero.

2) Tarkista, ettei murtokohdassa ole jäljellä työkalun runkoa, ja poista se, jos sellainen on.

3) Analysoi työkalun rikkoutumisen syy, mikä on ratkaisevan tärkeää. Rikkoutuminen johtuu tyypillisesti leikkausvoiman äkillisestä lisääntymisestä, joka voi johtua rataongelmasta, liiallisesta työkalun tärinästä, materiaalin kovista kohdista tai väärästä karan nopeudesta.

4) Vaihda työkalu analyysin jälkeen ja jatka koneistusta. Jos rata ei muutu, aloita työstö yhtä jaksoa aikaisemmin, vähennä syöttönopeutta, koska murtokohta on voimakkaasti karkaistu, ja anna työkalun murtautua sisään.

 

22. Kuinka koneistusparametreja säädetään, kun karkea koneistus ei suju?

Jos työkalun käyttöikää ei voida varmistaa kohtuullisella karan nopeudella, säädä parametreja vähentämällä ensin leikkaussyvyyttä, sitten syöttönopeutta ja lopuksi sivusyöttöä. Huomaa, että leikkaussyvyyden vähentämisellä on rajansa - liian matala syvyys johtaa liiallisiin kerroksiin, mikä teoreettisesti parantaa leikkaustehoa, mutta voi alentaa todellista työstötehoa muista tekijöistä johtuen. Tällaisissa tapauksissa pienempään työkaluun vaihtaminen voi olla tehokkaampaa, ja minimileikkaussyvyys on yleensä vähintään 0,1 mm.