Nella lavorazione CNC, molti fattori possono portare a errori di lavorazione e un contributo significativo èeccentricità radiale dell'utensile da taglio. L'eccentricità radiale influisce direttamente sull'errore di forma minimo ottenibile in condizioni ideali, nonché sulla precisione geometrica della superficie lavorata.
Negli scenari di taglio reali, l'eccentricità dell'utensile influisce sulla precisione dimensionale, sulla rugosità superficiale, sull'usura irregolare dell'utensile e sulle prestazioni degli utensili a più scanalature. Maggiore è l'eccentricità, più instabile diventa il processo di lavorazione, portando a risultati inferiori.
Cause dell'eccentricità radiale
L'eccentricità radiale nella fresatura CNC può essere causata da errori di fabbricazione o di assemblaggio nell'utensile o nel mandrino, disallineamento tra l'asse dell'utensile e l'asse di rotazione del mandrino, bloccaggio improprio o condizioni di lavorazione specifiche.
1. Runout dal mandrino stesso
Le fonti comuni di eccentricità radiale del mandrino includono:
- Disallineamento coassiale tra i perni del mandrino
- Imprecisioni dei cuscinetti
- Disallineamento tra i cuscinetti
- Flessione del mandrino
Questi fattori hanno origine dalle fasi di produzione e assemblaggio della macchina. In quanto tali, sono difficili da eliminare durante il funzionamento, ma influiscono comunque sulla precisione di rotazione del mandrino in varia misura a seconda del metodo di lavorazione.
2. Disallineamento tra il centro dell'utensile e il centro del mandrino
Quando si installa un utensile, se il suo centro non si allinea con il centro di rotazione del mandrino, l'eccentricità radiale è inevitabile. Questo disallineamento può essere causato da:
- Scarso accoppiamento tra utensile e pinza
- Installazione impropria dell'utensile
- Problemi di qualità degli utensili
3. Effetti del processo di lavorazione stesso
Le forze di taglio radiali generate durante la lavorazione possono intensificare l'eccentricità dell'utensile. Queste forze (un componente della forza di taglio totale) causano la flessione dell'utensile, la flessione del pezzo e le vibrazioni, influenzando in modo significativo la finitura superficiale e la precisione dimensionale. Dipendono da:
- Parametri di taglio
- Materiali dell'utensile e del pezzo
- Geometria dell'utensile
- Metodo di lubrificazione
- Strategia di lavorazione
Metodi per ridurre l'eccentricità radiale
Poiché l'oscillazione radiale è principalmente peggiorata dalle forze di taglio radiali, la riduzione di queste forze è fondamentale per ridurre al minimo l'eccentricità. Di seguito sono riportati diversi metodi pratici per raggiungere questo obiettivo:
1. Utilizzare utensili da taglio affilati
- Angoli di spoglia più grandiRendere gli utensili più affilati, riducendo la forza di taglio e le vibrazioni.
- Angoli di scarico più ampiRidurre l'attrito tra il fianco dell'utensile e la superficie del pezzo, riducendo le vibrazioni.
However, rake and relief angles should not be too large, or tool strength and heat dissipation may suffer. For roughing, smaller angles are acceptable; for finishing, use larger angles to ensure sharpness and minimize runout.
2. Utilizzare strumenti ad alta resistenza
Esistono due modi principali per aumentare la rigidità dell'utensile:
- Aumentare il diametro del gambo: Un aumento del 20% del diametro dello stelo può ridurre l'eccentricità fino al 50% a parità di forza di taglio.
- Accorciare la sporgenza dell'utensile: Una sporgenza maggiore aumenta la flessione dell'utensile, causando fluttuazioni di eccentricità e superfici ruvide. Ridurre la sporgenza del 20% può anche ridurre il runout di circa il 50%.
3. Assicurarsi che la superficie liscia del rastrello dell'utensile
Una superficie di spoglia levigata riduce l'attrito del truciolo, le forze di taglio e, in ultima analisi, il runout dell'utensile.
4. Mantenere puliti il cono del mandrino e la pinza
Pulire sempre il cono del mandrino e la pinza prima dell'installazione. Evitare polvere o detriti di lavorazione.
Inoltre, scegli gli strumenti conSporgenze più cortee applicareforza di serraggio uniforme e appropriata—né troppo stretto né troppo largo.
5. Utilizzare una profondità di taglio adeguata
- Troppo leggeroUn taglio può causare lo scivolamento dell'utensile, con conseguente oscillazione variabile e scarsa finitura superficiale.
- Troppo pesanteUn taglio aumenta la forza di taglio e la flessione dell'utensile, peggiorando anche l'eccentricità e la finitura.
Choose a balanced depth of cut based on the tool and material.
6. Utilizzare la fresatura concorrente per la finitura
Infresatura convenzionale, il gioco tra la vite di comando e il dado cambia costantemente, causando avanzamento, urti e vibrazioni irregolari. Ciò influisce sulla finitura superficiale e sulla durata dell'utensile/macchina.
Nella fresatura concorrente, lo spessore del truciolo e il carico dell'utensile aumentano gradualmente, portando a un taglio più liscio, particolarmente adatto per la finitura.
For roughing, climb milling is still preferred due to its higher productivity and longer tool life.
7. Utilizzare fluidi da taglio appropriati
- Refrigeranti a base d'acquaAiutano principalmente nel raffreddamento e hanno scarso effetto sulle forze di taglio.
- Lubrificanti a base di olio, d'altra parte, può ridurre significativamente le forze di taglio attraverso la lubrificazione, diminuendo l'attrito sia sulla spoglia che sulle facce di scarico e quindi riducendo il runout dell'utensile.
Nota finale
In pratica, fintanto che la macchina è prodotta e assemblata con precisione e vengono utilizzati strumenti e processi di lavorazione adeguati, gli effetti negativi dell'eccentricità radiale dell'utensile sulla precisione del pezzo possono essere notevolmente ridotti al minimo.
