Die Regeln für die Auswahl von CNC-Werkzeugmaschinen
Die Werkzeuglebensdauer hängt eng mit dem Schnittvolumen zusammen. Bei der Formulierung der Schnittparameter sollte zuerst eine angemessene Werkzeuglebensdauer ausgewählt und die angemessene Werkzeuglebensdauer entsprechend dem Optimierungsziel bestimmt werden. Im Allgemeinen wird in zwei Typen unterteilt: die Werkzeuglebensdauer mit der höchsten Produktivität und die Werkzeuglebensdauer mit den niedrigsten Kosten. Erstere wird entsprechend dem Ziel der geringsten Einzelstückarbeitsstunden bestimmt, und letztere wird entsprechend dem Ziel der niedrigsten Prozesskosten bestimmt.
Bei der Wahl der Standzeit je nach Komplexität des Werkzeugs sowie Herstellungs- und Schärfkosten können die folgenden Punkte berücksichtigt werden. Die Standzeit komplexer und hochpräziser Werkzeuge sollte höher sein als die von einschneidigen Werkzeugen. Bei maschinengespannten Wendeschneidwerkzeugen kann die Standzeit aufgrund der kurzen Werkzeugwechselzeit niedriger gewählt werden, um die Schneidleistung voll auszuschöpfen und die Produktionseffizienz zu verbessern. Im Allgemeinen beträgt sie 15 bis 30 Minuten. Bei Werkzeugmaschinen mit mehreren Werkzeugen, modularen Werkzeugmaschinen und automatisierten Bearbeitungswerkzeugen, bei denen die Werkzeuginstallation, der Werkzeugwechsel und die Werkzeugeinstellung komplizierter sind, sollte die Standzeit höher sein und die Zuverlässigkeit des Werkzeugs gewährleistet sein. Wenn die Produktivität eines bestimmten Prozesses in der Werkstatt die Produktivitätssteigerung der gesamten Werkstatt begrenzt, sollte die Standzeit des Prozesses niedriger gewählt werden. Wenn die Kosten der gesamten Anlage pro Zeiteinheit eines bestimmten Prozesses relativ hoch sind, sollte die Standzeit ebenfalls niedriger gewählt werden. Um sicherzustellen, dass beim Fertigstellen großer Teile mindestens ein Durchgang abgeschlossen wird und um einen Werkzeugwechsel mitten im Schnitt zu vermeiden, sollte die Standzeit des Werkzeugs anhand der Genauigkeit des Teils und der Oberflächenrauheit bestimmt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsmethoden mit Werkzeugmaschinen, CNC-Bearbeitung stellt höhere Anforderungen an Schneidwerkzeuge. Es erfordert nicht nur gute Qualität, hohe Präzision, sondern auch Dimensionsstabilität, hohe Haltbarkeit sowie einfache Installation und Einstellung. Erfüllen Sie die hohen Effizienzanforderungen von CNC-Werkzeugmaschinen. Die ausgewählten Werkzeuge für CNC-Werkzeugmaschinen verwenden häufig Werkzeugmaterialien, die für das Hochgeschwindigkeitsschneiden geeignet sind (z. B. Schnellarbeitsstahl, ultrafeinkörniges Hartmetall) und verwenden Wendeschneidplatten.
CNC-Werkzeugmaschinen zum Drehen
Die häufig verwendeten CNC-Drehwerkzeuge werden im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt: Formdrehwerkzeuge, Spitzdrehwerkzeuge, Bogendrehwerkzeuge und drei Typen. Formdrehwerkzeuge werden auch als Prototyp-Drehwerkzeuge bezeichnet. Die Konturform der bearbeiteten Teile wird vollständig durch die Form und Größe der Drehwerkzeugklinge bestimmt. Bei der CNC-Drehbearbeitung umfassen häufig verwendete Formdrehwerkzeuge Bogendrehwerkzeuge mit kleinem Radius, nicht rechteckige Drehwerkzeuge und Gewindewerkzeuge. Bei der CNC-Bearbeitung sollte das Formdrehwerkzeug so wenig wie möglich verwendet werden oder nicht. Das Spitzdrehwerkzeug ist ein Drehwerkzeug, das durch eine gerade Schneide gekennzeichnet ist. Die Werkzeugspitze dieses Drehwerkzeugtyps besteht aus linearen Haupt- und Nebenschneiden, wie z. B. 3 Innen- und Außendrehwerkzeugen, Links- und Rechtsplandrehwerkzeugen, Nutdrehwerkzeugen (Schneiddrehwerkzeugen) und verschiedenen Außen- und Innenschneiden mit kleinen Werkzeugspitzen. Lochdrehwerkzeug. Die Auswahlmethode für die geometrischen Parameter des spitzen Drehwerkzeugs (hauptsächlich der geometrische Winkel) ist grundsätzlich dieselbe wie beim normalen Drehen, jedoch sollten die Merkmale der CNC-Bearbeitung (wie Bearbeitungsweg, Bearbeitungsstörungen usw.) vollständig berücksichtigt werden und die Stärke der Werkzeugspitze selbst sollte berücksichtigt werden.
Der zweite ist der bogenförmige Drehmeißel. Der bogenförmige Drehmeißel ist ein Drehmeißel, der durch eine bogenförmige Schneide mit einem kleinen Rundheits- oder linearen Profilfehler gekennzeichnet ist. Jeder Punkt der Bogenkante des Drehmeißels ist die Spitze des bogenförmigen Drehmeißels. Dementsprechend liegt der Werkzeugpositionspunkt nicht auf dem Bogen, sondern in der Mitte des Bogens. Der bogenförmige Drehmeißel kann zum Drehen von Innen- und Außenflächen verwendet werden und eignet sich besonders zum Drehen verschiedener glatter Verbindungsflächen (konkav). Bei der Auswahl des Bogenradius des Drehmeißels sollte berücksichtigt werden, dass der Bogenradius der Schneide des 2-Punkt-Drehmeißels kleiner oder gleich dem minimalen Krümmungsradius der konkaven Kontur des Teils sein sollte, um eine Trockenheit bei der Bearbeitung zu vermeiden. Der Radius sollte nicht zu klein sein, da sonst nicht nur die Herstellung schwierig wird, sondern das Drehmeißel aufgrund der schwachen Spitzenfestigkeit oder der schlechten Wärmeableitungskapazität des Werkzeugkörpers beschädigt werden kann.
CNC-Werkzeugmaschinen zum Fräsen
Bei der CNC-Bearbeitung werden Flachbodenfräser häufig zum Fräsen der Innen- und Außenkonturen ebener Teile und der Fräsebene verwendet. Die empirischen Daten der relevanten Parameter des Werkzeugs lauten wie folgt: Erstens sollte der Radius des Fräsers RD kleiner sein als der minimale Krümmungsradius Rmin der Innenkonturoberfläche des Teils, im Allgemeinen RD = (0.8-0.9) Rmin. Der zweite ist die Bearbeitung h2 des Teils H < (1/4-1/6) RD, um sicherzustellen, dass das Messer ausreichend steif ist. Drittens, wenn der Boden der inneren Nut mit einem Flachbodenfräser gefräst wird, müssen sich die beiden Durchgänge des Nutbodens überlappen und der Radius der Unterkante des Werkzeugs ist Re=Rr, d. h. der Durchmesser ist d=2Re=2(Rr). Nehmen Sie den Werkzeugradius als Re=2 (Rr) an. Für die Bearbeitung einiger dreidimensionaler Profile und Konturen mit variablen Abschrägungswinkeln werden häufig Kugelfräser, Ringfräser, Trommelfräser, Kegelfräser und Scheibenfräser verwendet.
Die meisten CNC-Werkzeugmaschinen verwenden serialisierte und standardisierte Werkzeuge. Für Werkzeughalter und Werkzeugköpfe wie indexierbare, maschinengespannte Außendrehwerkzeuge und Plandrehwerkzeuge gibt es nationale Standards und serialisierte Modelle. Für Bearbeitungszentren und automatische Werkzeugwechsler wurden Werkzeugmaschinen und Werkzeughalter serialisiert und standardisiert. Beispielsweise lautet der Standardcode des konischen Werkzeugsystems TSG-JT und der Standardcode des geraden Werkzeugsystems DSG-JZ. Darüber hinaus muss für das ausgewählte Werkzeug vor der Verwendung die Werkzeuggröße genau gemessen werden, um genaue Daten zu erhalten. Der Bediener gibt diese Daten in das Datensystem ein und schließt den Verarbeitungsprozess durch Programmaufruf ab, wodurch qualifizierte Werkstücke verarbeitet werden.
Die Spitze des Werkzeugs
Von welcher Position aus beginnt das Werkzeug, sich zur angegebenen Position zu bewegen? Zu Beginn der Programmausführung muss daher die Position bestimmt werden, an der sich das Werkzeug im Werkstückkoordinatensystem zu bewegen beginnt. Diese Position ist der Startpunkt des Werkzeugs relativ zum Werkstück, wenn das Programm ausgeführt wird. Sie wird daher als Programmstartpunkt oder Startpunkt bezeichnet. Dieser Startpunkt wird im Allgemeinen durch die Werkzeugeinstellung bestimmt, daher wird dieser Punkt auch als Werkzeugeinstellpunkt bezeichnet. Wählen Sie beim Kompilieren des Programms die Position des Werkzeugeinstellpunkts richtig aus. Das Prinzip der Einstellung des Werkzeugeinstellpunkts besteht darin, die numerische Verarbeitung zu erleichtern und die Programmierung zu vereinfachen. Er lässt sich während der Verarbeitung leicht ausrichten und überprüfen; der verursachte Verarbeitungsfehler ist gering. Der Werkzeugeinstellpunkt kann am bearbeiteten Teil, an der Vorrichtung oder an der Werkzeugmaschine eingestellt werden. Um die Bearbeitungsgenauigkeit des Teils zu verbessern, sollte der Werkzeugeinstellpunkt so weit wie möglich auf der Konstruktions- oder Prozessbasis des Teils eingestellt werden. Beim tatsächlichen Betrieb der Werkzeugmaschine kann der Werkzeugpositionspunkt des Werkzeugs durch manuelle Werkzeugeinstellung auf den Werkzeugeinstellpunkt gesetzt werden, d. h. durch die Übereinstimmung von „Werkzeugpositionspunkt“ und „Werkzeugeinstellpunkt“. Der sogenannte „Werkzeugpositionspunkt“ bezieht sich auf den Positionierungsbezugspunkt des Werkzeugs. Der Werkzeugpositionspunkt des Drehwerkzeugs ist die Werkzeugspitze oder die Mitte des Werkzeugspitzenbogens. Der Flachbodenfräser ist der Schnittpunkt der Werkzeugachse und der Werkzeugunterseite; der Kugelkopffräser ist die Mitte der Kugel und der Bohrer ist die Spitze. Der manuelle Werkzeugeinstellungsvorgang weist eine geringe Präzision und Effizienz auf. Einige Fabriken verwenden optische Werkzeugeinstellungsspiegel, Werkzeugeinstellungsinstrumente, automatische Werkzeugeinstellungsgeräte usw., um die Werkzeugeinstellungszeit zu verkürzen und die Werkzeugeinstellungsgenauigkeit zu verbessern. Wenn das Werkzeug während der Verarbeitung gewechselt werden muss, sollte der Werkzeugwechselpunkt angegeben werden. Der sogenannte „Werkzeugwechselpunkt“ bezieht sich auf die Position des Werkzeughalters, wenn er sich dreht, um das Werkzeug zu wechseln. Der Werkzeugwechselpunkt sollte sich außerhalb des Werkstücks oder der Vorrichtung befinden, und das Werkstück und andere Teile sollten während des Werkzeugwechsels nicht berührt werden.
Die Bearbeitungsdaten
Bei der NC-Programmierung muss der Programmierer die Bearbeitungsdaten für jeden Prozess ermitteln und in Form von Anweisungen in das Programm schreiben. Zu den Schnittparametern gehören Spindeldrehzahl, Rückbearbeitungsdaten und Vorschubgeschwindigkeit. Für unterschiedliche Verarbeitungsmethoden müssen unterschiedliche Schnittparameter ausgewählt werden. Das Auswahlprinzip der Bearbeitungsdaten besteht darin, die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit der Teile sicherzustellen, die Schneidleistung des Werkzeugs voll auszuschöpfen, eine angemessene Werkzeughaltbarkeit sicherzustellen und die Leistung der Werkzeugmaschine voll auszuschöpfen, um die Produktivität zu maximieren und die Kosten zu senken.
1. Spindeldrehzahl ermitteln.
Die Spindeldrehzahl sollte entsprechend der zulässigen Schnittgeschwindigkeit und dem Durchmesser des Werkstücks (oder Werkzeugs) ausgewählt werden. Die Berechnungsformel lautet: n = 1000 v/7 1D, wobei V die Schnittgeschwindigkeit ist, die Einheit ist m/m Bewegung, die durch die Haltbarkeit des Werkzeugs bestimmt wird; N ist die Spindeldrehzahl, die Einheit ist U/min, und D ist der Werkstückdurchmesser oder Werkzeugdurchmesser in mm. Für die berechnete Spindeldrehzahl N sollte zuletzt die Drehzahl ausgewählt werden, die die Werkzeugmaschine hat oder nahe daran liegt.
2. Bestimmen Sie die Vorschubgeschwindigkeit.
Die Vorschubgeschwindigkeit ist ein wichtiger Parameter bei den Schnittparametern von CNC-Werkzeugmaschinen, der hauptsächlich entsprechend den Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit der Teile sowie den Materialeigenschaften der Werkzeuge und Werkstücke ausgewählt wird. Die maximale Vorschubgeschwindigkeit wird durch die Steifigkeit der Werkzeugmaschine und die Leistung des Vorschubsystems begrenzt. Das Prinzip der Bestimmung der Vorschubgeschwindigkeit: Wenn die Qualität des Werkstücks garantiert werden kann, kann zur Verbesserung der Produktionseffizienz eine höhere Vorschubgeschwindigkeit gewählt werden. Im Allgemeinen im Bereich von 100-200mm/min; beim Schneiden, Bearbeiten tiefer Löcher oder Bearbeiten mit Schnellarbeitsstahlwerkzeugen sollte eine niedrigere Vorschubgeschwindigkeit gewählt werden, im Allgemeinen im Bereich von 20-50mm/min; wenn die Bearbeitungsgenauigkeit, die Oberfläche Wenn die Rauheitsanforderung hoch ist, sollte die Vorschubgeschwindigkeit kleiner gewählt werden, im Allgemeinen im Bereich von 20-50mm/min; Wenn das Werkzeug leer ist, insbesondere wenn die lange Distanz „auf Null zurückkehrt“, können Sie die maximale Vorschubgeschwindigkeit in den CNC-Systemeinstellungen der Maschine festlegen.
3. Bestimmen Sie die Schnitttiefe.
Die Schnitttiefe wird durch die Steifigkeit der Werkzeugmaschine, des Werkstücks und des Schneidwerkzeugs bestimmt. Wenn die Steifigkeit es zulässt, sollte die Schnitttiefe so weit wie möglich der Bearbeitungszugabe des Werkstücks entsprechen, wodurch die Anzahl der Durchgänge verringert und die Produktionseffizienz verbessert werden kann. Um die Qualität der bearbeiteten Oberfläche sicherzustellen, kann eine kleine Menge an Schlichtzugabe belassen werden, im Allgemeinen 0.2-0.5mm. Kurz gesagt, der spezifische Wert der Bearbeitungsdaten sollte analog zur Maschinenleistung, den zugehörigen Handbüchern und tatsächlichen Erfahrungen bestimmt werden.
Gleichzeitig können Spindeldrehzahl, Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit aufeinander abgestimmt werden, um optimale Schnittparameter zu erzielen.
Die Bearbeitungsdaten sind nicht nur ein wichtiger Parameter, der vor der Einstellung der Werkzeugmaschine bestimmt werden muss, sondern auch, ob ihr Wert angemessen ist oder nicht, hat einen sehr wichtigen Einfluss auf die Verarbeitungsqualität, die Verarbeitungseffizienz und die Produktionskosten. Die sogenannten „angemessenen“ Bearbeitungsdaten beziehen sich auf die Bearbeitungsdaten, die die Schneidleistung des Werkzeugs und die dynamische Leistung der Werkzeugmaschine (Leistung, Drehmoment) voll ausnutzen, um unter der Voraussetzung der Qualitätssicherung eine hohe Produktivität und niedrige Verarbeitungskosten zu erzielen.
