CNC apdirbimas, kaip pažangus gamybos metodas, plačiai naudojamas aviacijos, laivų statybos ir elektronikos pramonėje didelio tikslumo ir sudėtingų dalių gamybai. CNC apdirbimo procesas nuo detalės brėžinio iki kvalifikuotos gatavos dalies gamybos yra glaudžiai integruota ir sudėtinga veiksmų seka. Jei kuri nors šios grandinės grandis susiduria su problema, visas apdirbimo procesas bus nutrauktas.
Šiame straipsnyje analizuojami kai kurie pagrindiniai CNC apdirbimo veiksniai trimis etapais, remiantis konkrečiais apdirbimo pavyzdžiais, siekiant geriau suprasti CNC operacijas ir pateikti gamybos gaires.
1. Proceso planavimo etapas
Dauguma CNC staklių neturi integruotų procesų planavimo galimybių. CNC procesų planavimo tikslas yra panašus į įprastų mašinų; tačiau, kadangi kiekviena CNC apdirbimo detalė turi būti iš anksto nustatyta ir vykdoma automatiškai, ji turi savo ypatybes, palyginti su tradiciniu proceso paruošimu.
1.1 Įrankio nustatymas ir keitimas
Įprasto apdirbimo metu įrankio ir ruošinio padėties santykis nustatomas rankiniu būdu, naudojant matavimo įrankius ir rankinius ratus. Jei įrankio padėtis neteisinga, operatorius gali bet kada ją pakoreguoti.
Tačiau CNC apdirbime dažnai naudojami keli įrankiai vienoje sąrankoje. Kiekvieno įrankio parametrai turi būti įvesti į kompiuterį, kuris nustato įrankio ir ruošinio santykį per koordinačių transformacijas. Skirtingai nuo įprasto apdirbimo, kai įrankių nustatymas nelaikomas pagrindiniu veiksniu, CNC apdirbimui reikia tiksliai nustatyti įrankį prieš vykdant programą, kitaip gali atsirasti rimtų pasekmių.
Įrankių keitimas įprastame apdirbime dažnai grindžiamas operatoriaus pojūčiu, tačiau CNC apdirbimo metu reikia atidžiai apsvarstyti įrankio keitimo padėtį, kad būtų išvengta susidūrimų.
1.2 Užspaudimo metodo pasirinkimas
Kadangi kiekvienam CNC apdirbimo užspaudimui reikia iš naujo nustatyti įrankius, kelios sąrankos labai padidins pagalbinio apdirbimo laiką ir sumažins efektyvumą, tuo pačiu nepakankamai išnaudojant CNC staklių galimybes. Todėl pageidautina visus reikalingus paviršius apdirbti vienu užspaudimu, visiškai išnaudojant CNC staklių potencialą.
Pavyzdys:
- Įranga:Schaublin CNC apdirbimo centras
- Įrankiai:(1) Šiurkštus tekinimo įrankis, (2) Apdailos tekinimo įrankis, (3) Grubaus griovelių pjovimo įrankis, (4) Apdailos griovelių įrankis, (5) Centrinis grąžtas, (6) Grąžtas, (7) Gręžimo įrankis, (8) Pjovimo įrankis
- Rungtynių:Pneumatinis trijų žandikaulių griebtuvas
Naudojant CNC apdirbimą, aukščiau nurodytą procesą galima atlikti vienu užspaudimu, o įprastam apdirbimui paprastai reikia keturių.
1.3 Įrankių dizainas
Palyginti su įprastu apdirbimu, CNC įrankiai pasižymi šiomis savybėmis:
-
Įrankių dizaino supaprastinimas
Pavyzdžiui, apdorojant detalės paviršių (kaip parodyta 2 pav.), įprastam apdirbimui reikalingas dviašmenis formos įrankis, kad būtų užtikrintas padėties ir matmenų tikslumas. Tačiau CNC staklės gali tiksliai valdyti įrankių padėtis, todėl vietoj jų galima naudoti vienašmenius įrankius. Specialiai sukurtas vienašmenis griovelių įrankis sėkmingai užbaigė apdirbimą. -
Specialių įrankių projektavimas
Nors CNC apdirbimas supaprastina kai kuriuos įrankių dizainus, dažnai reikia specialių įrankių dalims, kurias sunku arba neįmanoma apdirbti įprasta įranga. Pavyzdžiui, norint apdirbti ištisinį išlenktą paviršių (3 pav.), gali prireikti pagal užsakymą sukurto įrankio, atsižvelgiant į paviršiaus sudėtį, įrankio kelią, minimalų spindulį, išgaubtus / įgaubtus perėjimus ir galimus trukdžius. Kadangi lenkto paviršiaus apdirbimas yra pagrindinė CNC tendencija, šiam tikslui buvo sukurti trys įrankių dizainai (4–6 pav.), 4 ir 5 pav. sėkmingai pagaminti ir išbandyti, siekiant nepertraukiamo apdirbimo rezultatų.
2. Matematinio apdorojimo etapas
2.1 Skaičiavimo darbai
Koordinačių sistema daliniuose brėžiniuose dažnai skiriasi nuo naudojamos apdirbimo programose, todėl reikia konvertuoti. Be to, brėžiniuose pateikti matmenys gali neatitikti programos reikalavimų, todėl reikiamos koordinatės turi būti apskaičiuojamos pagal mašinos charakteristikas.
Sudėtingiems paviršiams, sudarytiems iš linijų ir lankų, skaičiavimai turi apimti linijos pradžios / pabaigos taškus, lanko pradžios / pabaigos taškus ir lanko centro koordinates.
2.2 Įrankių centro kelio analizė
Dauguma šiuolaikinių CNC sistemų turi pjaustytuvo kompensavimo funkcijas, leidžiančias programuoti tiesiai iš detalės kontūro. Tačiau kai kuriais ypatingais atvejais, ypač nuolat apdirbant paviršių, gali atsirasti įrankio ir ruošinio trikdžių, dėl kurių kompensacija tampa netinkama naudoti. Tokiais atvejais įrankio centro kelias turi būti analizuojamas rankiniu būdu.
Pavyzdys:
- Įranga:Schaublin apdirbimo centras
-
Pusapvalio įrankio kelias
Įrankio judėjimo ir pjovimo kelio analizė rodo, kad įrankio centro kelias atitinka ištisinę kreivę, sudarytą iš lygiagrečių segmentų, koncentrinių apskritimų ir ekscentrinių apskritimų, palyginti su detalės kontūru (7 pav.). -
Dvigubo lanko įrankio kelias
Analizė yra tokia pati kaip ir pusapvalio įrankio. Įrankio centro kelio taškai parodyti 8 pav.
3. Programavimo etapas
CNC programa yra vienintelė "kalba", kurią gali suprasti CNC mašina, siunčianti jai žingsnis po žingsnio komandas kiekvienai operacijai valdyti. Programos kokybė tiesiogiai veikia apdirbimo tikslumą ir efektyvumą. Tam reikia ne tik išsamaus mašinos veikimo ir kiekvieno apdirbimo žingsnio supratimo, bet ir nuolatinės praktikos, siekiant tobulinti programavimo įgūdžius.
3.1 Efektyvus integruotų programų naudojimas
Šiuolaikinės CNC staklės tampa vis galingesnės tiek mechaninės, tiek programinės įrangos funkcijose. Daugelyje sistemų yra brandžios įmontuotos apdirbimo programos, skirtos įprastoms operacijoms. Efektyvus šių integruotų programų pasirinkimas ir taikymas yra svarbi programavimo darbo dalis.
3.2 Programos valdymas
Apdirbimo programos, sukurtos iš įrankių kelio duomenų ir apdorotų koordinačių naudojant konkrečius CNC kodus, yra vertingi techniniai dokumentai, kuriuose pateikiami apdirbimo metodai, metodai ir netgi atspindi cecho techninį lygį. Jie turėtų būti kruopščiai saugomi ir archyvuojami.
Dažnai naudojamos programos dažnai saugomos CNC valdymo sistemoje, įrašomi dalių pavadinimai. Rečiau naudojamos programos turėtų būti dokumentuojamos raštu, pridedant pastabas apie galimas problemines sritis, kad būtų lengviau naudoti ateityje.
3.3 Parametrinio programavimo naudojimas praktiniams klausimams spręsti
Pavyzdys:
- Dalis:Vidinė skylė su lanko formos dugno paviršiumi
- Mašina:Šanchajaus CNC tikslios tekinimo staklės
Bendrame lankiniame apdirbime dažnai naudojamas G66 konservuotas ciklas (9 pav.). Tačiau praktiškai silpnas įrankio galiuko stiprumas gali lemti prastą įrankio tarnavimo laiką, kai įrankis aštriuose kampuose yra veikiamas dvikryptių jėgų. Proceso analizė pasiūlė alternatyvų įrankių kelią (10 pav.).
Tiesioginis šio kelio programavimas reikalauja perskaičiuoti kiekvieno pravažiavimo įrankio koordinates, o tai užima daug laiko, ypač kai dėl prasto įrankio standumo reikia kelių negilių pravažiavimų. Vietoj to buvo naudojamas parametrinis programavimas, leidžiantis greitai reguliuoti pjovimo gylį neperskaičiuojant visų koordinačių, efektyviai išsprendžiant apdirbimo problemą.
Išvada
Pagrindinių CNC apdirbimo veiksnių analizė suteikia praktinį pagrindą pagerinti CNC staklių panaudojimo rodiklius. Taikant šias įžvalgas galima efektyviai užtikrinti apdirbimo tikslumą ir pasiekti aukštos kokybės rezultatus.
