Phay gia công CNC: Chiến lược đường chạy dao, thông số vật liệu và các quyết định cố định xác định liệu bộ phận của bạn có được vận chuyển theo thông số kỹ thuật hay không
Độ sâu túi của bạn là 18mm. Chiều rộng là 4mm. Bức tường ở cạnh dài là 1,1mm. Chất liệu là 7075-T651. Đánh giá DFM của bạn đưa ra một lá cờ: "tỷ lệ khe sẽ yêu cầu giảm lượng cấp dữ liệu và tăng số lượt đi - bạn nên xem lại xem hình dạng tường có bị hạn chế về mặt chức năng hay không."
Lá cờ đó đáng để hiểu trước khi bạn đẩy lùi nó. Chiều rộng 4mm buộc đường kính dao phay cuối tối đa là 3,2mm để duy trì bán kính góc mà bạn đã yêu cầu. Máy nghiền ngón 3,2 mm ở độ sâu 18 mm đang chạy ở tỷ lệ chiều dài-trên-đường kính là 5,6:1. Ở tỷ lệ đó, dụng cụ sẽ bị lệch dưới tải trọng bên{10}}và độ lệch không đồng đều - ở đáy túi lớn hơn ở phía trên, điều này tạo ra một bức tường côn. Độ côn có thể nằm trong phạm vi dung sai độ song song của bạn; nó có thể không. Dù bằng cách nào, thời gian chu kỳ sẽ tăng gấp đôi vì tốc độ tiến dao phải giảm để kiểm soát độ lệch.
Đây là mối quan hệ-hình học của quá trìnhPhay gia công CNCcác quyết định bật lên. Không phải liệu máy có thể đạt được tính năng - hay không mà là liệu chiến lược đường chạy dao, lựa chọn công cụ và cố định có thể giữ được chú thích của bạn với chi phí khiến bộ phận đó có thể sản xuất được hay không.
Chiến lược đường chạy dao: Khi phay Trochoidal tốt hơn phay rãnh thông thường
Phay CNC trochoidal và đường chạy dao thông thườngkhông phải là một câu hỏi tối ưu hóa trừu tượng. Nó có câu trả lời cụ thể dựa trên hình dạng đặc điểm và vật liệu.
Việc tạo rãnh thông thường - đưa dao phay đầu có chiều rộng tối đa- vào hốc và di chuyển ngang - giúp dụng cụ tiếp xúc liên tục với phôi. Trên nhôm ở độ sâu vừa phải, điều này hoạt động. Sự cố bắt đầu khi khe hẹp hơn 1,5× đường kính dao cắt hoặc khi tỷ lệ chiều sâu-trên-rộng vượt quá 3:1. Tại thời điểm đó, quá trình thoát phoi giảm xuống, nhiệt cắt tập trung ở đáy khe và dụng cụ bị lệch do độ bám xuyên tâm quá cao so với độ cứng của dụng cụ ở chiều dài nhô ra đó.
Phay trochoidal - đường chạy dao cung tròn giới hạn độ ăn khớp hướng tâm ở mức 10–20% đường kính dao bất kể chiều rộng rãnh - giải quyết đồng thời cả ba vấn đề. Tải phoi trên mỗi răng không đổi vì cung ăn khớp không đổi. Nhiệt thoát ra do dụng cụ thoát ra khỏi vết cắt trên mỗi cung. Độ lệch giảm vì lực hướng tâm chỉ là một phần của trường hợp xẻ rãnh thông thường. Sự cân bằng-là độ dài đường chạy dao: chương trình trochoidal di chuyển nhiều khoảng cách hơn để loại bỏ cùng một khối lượng. Nhưng trên 7075-T651, trochoidal cho phép các đường chuyền có độ sâu đầy đủ ở tổng độ sâu của khe trong một thao tác duy nhất, trong đó việc tạo rãnh thông thường yêu cầu tăng nhiều độ sâu và bước tiến thấp hơn 30–40%.
Điểm giao nhau thực tế: sử dụng trochoidal khi tỷ lệ độ sâu khe-trên-chiều rộng vượt quá 2,5:1 hoặc khi chiều rộng khe nằm trong khoảng từ 1,0× đến 1,5× đường kính dao cắt. Độ sâu-đến{10}}chiều rộng dưới 2,5:1 trên một khe mở bằng nhôm, các đường chạy dao thông thường sẽ nhanh hơn. Ở trên nó, trochoidal tiết kiệm thời gian chu trình và tạo ra chất lượng thành tốt hơn -, điều quan trọng nếu bạn có chú thích độ song song hoặc độ thẳng trên thành khe.
Phay nhấn (插铣) là tùy chọn thứ ba và nó có một trường hợp sử dụng cụ thể: gia công thô khối lượng lớn- trên các khoang sâu trong đó hạn chế chính là tốc độ loại bỏ vật liệu chứ không phải chất lượng thành. Phay nhấn hướng lực cắt theo chiều trục thay vì hướng tâm, có nghĩa là dụng cụ có thể xử lý độ sâu lớn hơn nhiều mà không bị lệch. Độ hoàn thiện bề mặt kém và cần phải thực hiện bước hoàn thiện, nhưng đối với hốc vỏ sâu 30 mm-ở 7075-T651 khi bạn loại bỏ 80% khối lượng trong nguyên công thô, phay chìm giúp cắt giảm thời gian gia công thô khoảng 35–50% so với trochoidal. Quy tắc quyết định: nếu bạn cần chất lượng tường trên một đặc điểm sâu, hình tam giác. Nếu bạn cần tốc độ loại bỏ vật liệu trên khoang sâu rộng và vẫn muốn gia công tinh, hãy lao vào.
Vật liệu-Thông số phay cụ thể: Những gì thực sự chạy trong sản xuất
Bảng dưới đây phản ánh các thông số sản xuất chothông số quy trình phay cnc nhômvà các tài liệu khác mà chúng tôi chạy thường xuyênPhay gia công CNChoạt động. Đây không phải là các giá trị danh mục - chúng phản ánh những gì chúng tôi sử dụng trên các trung tâm gia công 5- trục và 3 trục được bảo trì tốt với chất làm mát suốt trục chính.
| Vật liệu | Tốc độ cắt (m/phút) | Thức ăn trên mỗi răng (mm) | Radial DOC - Gia công thô | Hoàn thiện DOC xuyên tâm - | Chiến lược làm mát |
|---|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 400–600 | 0.05–0.12 | 40–60% DC | 5–10% Dc | Lũ lụt hoặc sương mù; khí nén cho túi sâu |
| 7075-T651 | 350–500 | 0.05–0.10 | 30–50% DC | 5–8% Dc | Lụt; sương mù chấp nhận được trên các tính năng mở |
| Ti-6Al-4V | 50–80 | 0.05–0.10 | 10–20% Dc (trochoid) | 3–5% Dc | Thông qua-trục chính HPC Lớn hơn hoặc bằng 70 bar bắt buộc |
| Thép không gỉ 303 | 80–120 | 0.04–0.08 | 20–30% DC | 5–8% Dc | Lụt; tránh cắt khô |
| Thép không gỉ 316L | 60–100 | 0.03–0.07 | 15–25% Dc | 3–5% Dc | Lũ-áp suất cao; công việc-cứng rắn lại nhanh chóng |
| Inconel 718 | 25–45 | 0.03–0.06 | 5–10% Dc | 2–3% Dc | Thông qua-HPC trục chính; dụng cụ gốm để gia công thô |
| POM (Delrin) | 200–400 | 0.05–0.15 | 30–50% DC | 10–15% DC | Khí nén; tránh nước làm mát ngập nước |
| PEEK | 150–300 | 0.04–0.10 | 20–40% DC | 5–10% Dc | Khí nén; quản lý việc sơ tán chip một cách cẩn thận |
Đường kính dao cắt Dc =. Các thông số giả định cacbua sắc, không tráng phủ trên nhôm và nhựa; TiAlN-được phủ trên thép và titan; gốm trên gia công thô Inconel.
Một tham số hiếm khi xuất hiện trong dữ liệu danh mục nhưng lại quan trọng trong quá trình sản xuất: mối quan hệ giữa tốc độ trục xoay và tần số tự nhiên của bộ phận trên các đặc điểm thành mỏng. Nếu bạn đang phay một bức tường nhôm 0,8mm ở tốc độ trục chính cao và bức tường bị sứt mẻ hoặc có vết kêu, cách khắc phục không phải lúc nào cũng là giảm tốc độ. Đôi khi việc giảm tốc độ sẽ đặt trục quay ở tần số hài hòa với chế độ rung của tường. Việc thay đổi tốc độ trục chính theo ±15% - theo hướng - có thể loại bỏ hiện tượng rung nhanh hơn so với việc thay đổi tốc độ tiến dao. Đây không phải là lý thuyết; đó là sự điều chỉnh mà chúng tôi thực hiện trên vỏ nhôm có thành mỏng-khi tiếng trò chuyện xuất hiện giữa{10}}chương trình.
Logic cố định: Quyết định thiết lập quyết định độ phẳng và độ chính xác của vị trí
Phay gia công CNCdung sai trên các bộ phận phức tạp không bị giới hạn bởi độ chính xác định vị của máy - các trung tâm gia công hiện đại có khả năng lặp lại định vị ±0,003 mm trong các điều kiện được kiểm soát. Giới hạn dung sai có thể đạt được trong quá trình sản xuất là việc cố định: bộ phận được giữ chắc chắn đến mức nào, các bề mặt chuẩn được tiếp xúc nhất quán như thế nào và liệu lực kẹp có gây ra độ lệch được giải phóng sau khi mở kẹp hay không.
Đối với các bộ phận hình lăng trụ có các đặc điểm được gia công trên nhiều mặt, trình tự cố định cũng quan trọng như phương pháp cố định. Thiết lập đầu tiên sẽ gia công các bề mặt chuẩn - các mặt sẽ định vị bộ phận cho tất cả các thao tác tiếp theo. Nếu các bề mặt chuẩn không phẳng và song song với nhau trong phạm vi dung sai cần thiết cho các đối tượng phía dưới thì mọi thiết lập tiếp theo đều thừa hưởng lỗi đó.
Chế độ lỗi cố định cụ thể mà chúng tôi thấy thường xuyên nhất trênphay CNCcông việc ở bài viết đầu tiên: dấu kẹp trên các mặt chuẩn đã được gia công trong hoạt động trước đó. Khi kẹp chịu lực trực tiếp trên bề mặt hoàn thiện, ứng suất tiếp xúc cục bộ sẽ làm biến dạng đàn hồi bề mặt - bộ phận sẽ đàn hồi trở lại sau khi tháo kẹp, nhưng biến dạng trong quá trình cắt có nghĩa là đối tượng được gia công trong thiết lập đó được đặt dựa vào một mốc đo bị dịch chuyển. Kết quả là lỗi vị trí trông giống như lỗi máy nhưng thực chất là lỗi cố định. Cách khắc phục là kẹp trên phôi, bề mặt thô hoặc các miếng đệm hy sinh được gia công trước thay vì các mặt chuẩn đã hoàn thiện.
Đối với các bộ phận mà tất cả các mặt đều hoạt động - không có sẵn bề mặt thô để kẹp -, các tùy chọn là hàm mềm được gia công theo biên dạng của bộ phận, cố định chân không trên mặt chuẩn chính hoặc một tấm-phụ có các hạt chèn ren được gia công vào thân bộ phận và sau đó được tháo ra. Mỗi cách tiếp cận đều có chi phí; không ai trong số họ là miễn phí. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào kích thước lô và yêu cầu dung sai.
Độ hoàn thiện bề mặt: Cách chỉ định Ra mà không-dung sai quá mức
Phay CNC bề mặt hoàn thiện Ra đặc điểm kỹ thuậtlà chú thích thường gặp nhất-được thắt chặt trên các bộ phận gia công. Có thể đạt được Ra 0,8µm bằng đường phay hoàn thiện được kiểm soát và phù hợp với hầu hết các mặt tiếp xúc, rãnh bịt kín và các bề mặt kỹ thuật chung. Việc chỉ định Ra 0,4µm sẽ thêm một đường hoàn thiện chuyên dụng ở mức tiến dao giảm. Việc chỉ định Ra 0,2µm hoặc cao hơn yêu cầu thao tác mài hoặc mài chính xác trên đỉnh phay - một quy trình riêng biệt có tác động đến chi phí và thời gian thực hiện riêng.
Giá trị Ra từ nguyên công phay có tính định hướng: bề mặt vuông góc với hướng tiến dao hơn là song song với hướng tiến dao, bởi vì dấu tiến dao được định hướng dọc theo hướng tiến dao. Nếu bộ phận của bạn có mặt bịt kín tiếp xúc với miếng đệm thì Ra có liên quan nằm ngang hướng nạp chứ không phải dọc theo hướng đó. Để các giá trị Ra được báo cáo của CMM-có ý nghĩa, hướng đo cần phải khớp với hướng tiếp xúc chức năng - cần được chỉ định trên bản vẽ hoặc được xác nhận với cửa hàng.
| Ra mục tiêu | Quy trình có thể đạt được | Giảm tốc độ cấp liệu điển hình so với Ra 3,2µm | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Ra 3,2µm | Vượt qua tiêu chuẩn | - (đường cơ sở) | Các bề mặt không{0}}giao tiếp chung |
| Ra 1,6µm | Kết thúc vượt qua, các tham số được kiểm soát | Giảm 20–30% | Hầu hết các khuôn mặt giao phối kỹ thuật |
| Ra 0,8µm | Đường hoàn thiện chuyên dụng, dụng cụ sắc bén | Giảm 40–50% | Bề mặt bịt kín, gắn quang, khớp trượt |
| Ra 0,4µm | Đường chuyền kết thúc chậm hoặc đường cắt bay- | Giảm 60–70% | Niêm phong có độ chính xác cao-, dữ liệu CMM |
| Ra 0,2µm | Yêu cầu mài hoặc lapping | Không thể đạt được chỉ bằng cách phay | Gương-bề mặt quang học hoặc bịt kín chất lượng |
| Ra 0,02µm | Lapping chính xác, trần khả năng MID | Chuyên gia công hoàn thiện | Bề mặt đo lường siêu chính xác- |
Một chi tiết ảnh hưởng đến chỉ số Ra trên nhôm: bán kính mũi của hạt dao cắt hoặc hình dạng đầu phay cuối. Bán kính góc lớn hơn trên công cụ hoàn thiện tạo ra bề mặt mịn hơn ở cùng tốc độ tiến dao vì chiều cao vỏ sò - các đỉnh còn lại giữa các đường chuyền liền kề - thấp hơn. Đối với máy phay đầu bi-hoàn thiện bề mặt có đường viền, Ra tỷ lệ thuận với bình phương của bước-chia cho bán kính bi. Việc giảm một nửa bước-sẽ giảm chiều cao của con sò đi 4×. Đây là lý do tại sao việc hoàn thiện bề mặt theo đường viền trên vỏ nhôm thường mất nhiều thời gian hơn so với việc hoàn thiện bề mặt phẳng ở cùng thông số Ra.
Khả năng phay và quy trình DFM của MID
Của chúng tôiPhay gia công CNCcác chương trình chạy trên các trung tâm gia công 3{2}}trục và 5{3}}trục, với các chiến lược đường chạy dao được chọn cho mỗi loại tính năng - trochoidal cho các khe hẹp sâu, gia công thô cho các khoang có khối lượng lớn, 5 trục đồng thời cho các bề mặt có đường viền phức hợp. Chúng tôi không áp dụng một mẫu đường chạy dao duy nhất cho tất cả công việc; chiến lược được viết trên mỗi tệp STEP, cho mỗi thao tác.
Vìphay CNCtrên các vật liệu bên ngoài nhôm - titan, không gỉ, Inconel, PEEK -, kế hoạch quy trình bao gồm khoảng thời gian thay dao,-điểm đo trong quy trình và yêu cầu ổn định nhiệt trước khi hoàn thiện. Vìbộ phận xay chính xácvới dung sai chặt hơn ±0,01mm, kế hoạch kiểm tra được viết trước khi cắt miếng đầu tiên, không ghi sau.
Gửi tệp STEP của bạn tới chúng tôi đội kỹ thuật xử lýđể có một bản đánh giá DFM bằng văn bản. Chúng tôi gắn cờ xung đột hình học, sự cố truy cập công cụ và rủi ro dung sai trước khi chương trình được trích dẫn - được trả lại trong vòng 24 giờ mà không cần cam kết. Đối với các bộ phận đã được sản xuất ở nơi khác nhưng lại tạo ra sự-không tuân thủ, chúng tôi có thể xem lại kế hoạch quy trình hiện có và xác định nguyên nhân gốc rễ. Bắt đầu tại bishenprecision.com.
Câu hỏi thường gặp
Tôi nên chỉ định bán kính góc nào trên hốc được phay sâu để tránh các thao tác-công cụ nhỏ và thời gian chu kỳ kéo dài?
Đối với độ sâu hốc D, hãy chỉ định bán kính góc trong tối thiểu là D/4 - và nếu thiết kế cho phép, hãy chuyển tới D/3. Trên túi sâu 15 mm-, tối thiểu là R3,75; R5 tốt hơn. Bán kính góc bằng bán kính của dụng cụ nhỏ nhất có thể gia công nó. Các dụng cụ nhỏ hơn chạy chậm hơn, lệch nhiều hơn và thường xuyên bị gãy hơn, đặc biệt là ở các vật liệu có lực cắt đáng kể. Góc R2 trên hốc 15mm buộc máy nghiền ngón 4mm ở các thông số giảm - thêm 25–40% vào thời gian chu trình chỉ riêng cho các góc đó. Nếu hình dạng góc không có hạn chế về chức năng, việc tăng bán kính lên R5 sẽ không tốn kém gì trên bản vẽ và loại bỏ hoàn toàn vấn đề{17}}nhỏ về công cụ.
Bạn có thể giữ ±0,005mm trên mặt nhôm 150mm mà không cần thao tác mài không?
Về chú thích độ phẳng, có - với đường cắt bay hoàn thiện-và ổn định nhiệt trước khi đo. Trên chú thích tính song song giữa hai mặt, có - nếu cả hai mặt được gia công trong cùng một thiết lập từ cùng một mốc chuẩn, do đó tính song song được thiết lập bởi hình dạng trục của máy thay vì bằng cách-cố định lại. Trên chú thích độ dày ±0,005mm trên 150mm, câu trả lời phụ thuộc vào độ phẳng của phôi trước khi gia công và trạng thái nhiệt khi đo. Nhôm giãn nở 23µm trên 100mm mỗi độ - phần 150mm được đo cao hơn 2 độ so với nhiệt độ tham chiếu sẽ dày hơn thực tế 0,007mm. Việc gia công có thể đạt được; các điều kiện đo là nơi mà ±0,005mm trở nên khó xác minh một cách nhất quán.
Khi nào tôi nên chuyển từ phay 3 trục sang phay 5 trục trên một chi tiết phức tạp?
Khi bộ tính năng yêu cầu nhiều hơn hai thiết lập trên máy 3{1}}trục và những thiết lập đó liên quan đến việc-cố định lại từ bề mặt chuẩn đã hoàn thiện hoặc bán{4}}hoàn thiện. Mỗi thiết bị cố định lại đều đưa ra một lỗi truyền dữ liệu - thường là 0,005–0,015mm tùy thuộc vào thiết kế thiết bị cố định và độ lặp lại. Trên một bộ phận có dung sai vị trí là ±0,01mm giữa các chi tiết trên các bề mặt khác nhau, ba bộ cố định lại sẽ tích lũy đủ lỗi để đe dọa giới hạn dung sai trước khi trục xoay bắt đầu. Gia công đồng thời năm{14}}trục giúp loại bỏ việc-cố định lại bằng cách đạt được các tính năng góc-kết hợp trong một thiết lập duy nhất. Chi phí tăng thêm cho 5{22}}trục - thường cao hơn 25–40% theo giờ so với 3 trục - thường được phục hồi trong thời gian thiết lập và giảm phế liệu trên các bộ phận mà hình học sẽ yêu cầu bốn thiết lập 3 trục trở lên.
Cách tiếp cận chính xác là gì khi bề mặt được phay xuất hiện các vết sứt mẻ trên phần{0}}có thành nhôm mỏng?
Đầu tiên, loại trừ việc cố định: kiểm tra xem tiếng kêu chỉ xuất hiện trên các bộ phận liền kề với vị trí kẹp, điều này cho thấy kẹp đang kích thích sự cộng hưởng của bộ phận chứ không phải dụng cụ. Nếu tiếng kêu đồng đều trên bề mặt thì vấn đề là ở-động lực học của phôi công cụ. Hãy thử thay đổi tốc độ trục xoay ±10–15% trước khi thay đổi tốc độ tiến dao - đặt trục xoay ở tốc độ tránh được tần số cộng hưởng của thành thường nhanh hơn việc giảm bước tiến. Nếu tiếng kêu vẫn tiếp tục, hãy tăng số lượng rãnh trên dụng cụ hoàn thiện (4{10}}sáo thay vì 2{11}}sáo trên nhôm cho ứng dụng này) để tăng độ giảm chấn tại vùng cắt. Nếu không có cách nào trong số này hoạt động, thì bức tường cần được hỗ trợ cố định bổ sung - có thể là vật cố định phía sau hoặc phương pháp lấp đầy khoang trong đó túi được đóng gói bằng sáp trước khi hoàn thiện bức tường mỏng.
