A indústria manufatureira está em constante desenvolvimento. A eficiência da usinagem CNC está se tornando vital. É crucial encurtar o ciclo de produção e reduzir o custo das peças. Se um fabricante se preocupa apenas com a qualidade da fabricação e a quantidade de peças disponíveis, sem considerar como melhorar a eficiência da produção, seus custos de produção serão elevados. Isso não será benéfico para o negócio a longo prazo.
Neste artigo, a Yonglihao Machinery discutirá como otimizar a usinagem CNC para aumentar a eficiência. Nos concentraremos nas configurações de parâmetros e em estratégias avançadas. Isso ajudará você a alcançar uma produção de alta qualidade, ao mesmo tempo que melhora a eficiência.
Compreendendo a usinagem CNC
A usinagem CNC é um tipo de tecnologia de automação. Ela utiliza um computador para controlar a ferramenta na máquina. Essa ferramenta realiza o trabalho na peça. Envolve o controle da máquina-ferramenta para usinar a peça de acordo com trajetórias e parâmetros de usinagem específicos, utilizando instruções pré-programadas pelo software CAM. Isso possibilita um processo de usinagem de alta precisão e alta eficiência. Portanto, a usinagem CNC tornou-se uma tecnologia de usinagem indispensável e importante na manufatura moderna.
As máquinas-ferramenta CNC possuem estas partes principais: máquina-ferramenta, sistema CNC, sistema de potência, ferramentas, sistema de troca de ferramentas e outros dispositivos. Uma máquina-ferramenta também é conhecida como unidade principal. Geralmente, possui quatro partes principais: barramento, fuso, mesa e partes móveis. O sistema de controle numérico inclui um controlador, um computador e um equipamento de programação. O sistema de potência contém o sistema de acionamento e o acionamento do fuso. O sistema de ferramentas e troca de ferramentas contém uma ferramenta e um magazine de ferramentas para troca automática. O sistema auxiliar contém três partes: um sistema de refrigeração, um sistema de lubrificação e um dispositivo de fixação. O sistema computadorizado controla a máquina-ferramenta CNC. Ele permite a operação automática contínua e mantém alta precisão.
Leitura adicional:O que é usinagem CNC?
A importância da otimização dos parâmetros de usinagem CNC
A usinagem CNC é hoje amplamente utilizada em setores como o aeroespacial, automotivo e eletrônico. Sua importância na manufatura é inegável. Alguns produtos são cada vez mais potentes, o que aumenta a necessidade de alta precisão nas peças e qualidade de superfície. Portanto, otimizar os parâmetros da CNC para maximizar essa precisão é fundamental.
A otimização dos parâmetros de usinagem CNC melhora a qualidade, a velocidade e os prazos de entrega. Prolonga a vida útil da ferramenta e reduz custos. Além disso, cria peças precisas e repetíveis, aumentando a capacidade de toda a empresa. Também aprimora a competitividade e sustenta o crescimento a longo prazo.
Parâmetros-chave a serem otimizados na usinagem CNC
No processo de usinagem CNC, a configuração dos parâmetros de corte pode ser diferente para cada parte da usinagem. Para garantir que a usinagem das peças acabadas atinja o melhor estado, velocidade de corte, velocidade de avanço, A profundidade de avanço, a compensação do raio da ferramenta e o percurso da ferramenta precisam ser otimizados e projetados para que se alcancem os melhores resultados.
Velocidade de corte
A velocidade de corte é a velocidade linear da ferramenta em relação à peça de trabalho. Mede-se a distância que a ferramenta percorre na superfície por unidade de tempo quando opera nessa velocidade. A velocidade de corte afeta diretamente a eficiência, a qualidade e a vida útil da ferramenta. O material da ferramenta, o material da peça de trabalho e o tipo de processamento são os principais fatores que influenciam a velocidade. Outros fatores também são importantes. É necessário escolher a velocidade adequada para cada material e ferramenta.
O material da peça afeta o corte. Materiais duros requerem velocidades de corte mais baixas. Materiais macios requerem velocidades de corte mais altas. Bons materiais para ferramentas resistem ao desgaste e conduzem calor. Podem ser usados em velocidades de corte mais altas. No desbaste e acabamento, a velocidade de corte para desbaste é geralmente maior.
Em geral, você pode escolher a velocidade de corte seguindo os parâmetros do fabricante da ferramenta. Em seguida, use a peça de trabalho para testar o corte. Continue ajustando os parâmetros para obter os melhores resultados.
Velocidade de alimentação
A velocidade de avanço refere-se à velocidade de movimento da ferramenta ao longo da superfície da peça durante o processo de usinagem, ou seja, à distância percorrida pela ferramenta por minuto durante a usinagem (geralmente em milímetros/minuto ou polegadas/minuto). Além disso, a velocidade de avanço afeta a força de corte. Também afeta a formação de cavacos, a temperatura da superfície e a qualidade da superfície usinada.
Uma taxa de avanço muito alta ou muito baixa pode afetar negativamente o processo de usinagem. Uma alta velocidade de avanço pode levar a uma força de corte excessiva. Essa força deforma a peça e reduz a qualidade da superfície. Uma taxa de avanço muito baixa reduz a eficiência da usinagem, prolongando o ciclo de produção. Portanto, a seleção da taxa de avanço deve ser integrada ao tipo de corte, às características do material da peça e às ferramentas utilizadas, entre outros fatores. Geralmente, essa seleção é feita durante o pré-processamento e também por meio de testes de corte na peça, com base na experiência e nos manuais do fabricante da ferramenta, para determinar o valor adequado da taxa de avanço.
Profundidade de corte
A distância entre a superfície usinada e a superfície a ser usinada é a profundidade de corte ao cortar a peça. É a profundidade da ferramenta a cada corte na peça. Ela afeta diretamente o processo de corte, principalmente em termos de força de corte, temperatura, qualidade da superfície e vida útil da ferramenta. Por sua vez, refere-se à distância radial na peça. Fresamento refere-se à distância de corte na direção axial da peça.
Em geral, o material da peça de trabalho, o material da ferramenta, o tipo de processamento, a potência da máquina, a rigidez do líquido de arrefecimento da máquina e outros fatores afetarão a seleção da profundidade de corte, portanto, a seleção da profundidade de corte apropriada, em primeiro lugar, de acordo com os fatores que afetam o primeiro conjunto preliminar de um parâmetro de profundidade e, em seguida, teste o corte da peça de trabalho para ajustar os parâmetros e, finalmente, registre os resultados de vários cortes e continue a otimizar a profundidade de profundidade para atingir a profundidade de corte ideal para que você possa otimizar a eficiência da usinagem, melhorar a qualidade da peça de trabalho e estender a vida útil da ferramenta.
Compensação do raio da ferramenta
A compensação do raio da ferramenta corrige o erro causado pelo raio da ferramenta. Ela garante que as dimensões e a forma da peça estejam de acordo com o projeto. Existem dois modos principais de compensação do raio da ferramenta: compensação à esquerda (G41) e compensação à direita (G42), sendo esta última utilizada quando a ferramenta está localizada no lado esquerdo do contorno da peça e vice-versa. A compensação do raio da ferramenta pode ser otimizada medindo e inserindo com precisão o raio da ferramenta, ajustando dinamicamente o valor da compensação e otimizando o programa. Ao otimizar a compensação do raio da ferramenta, a precisão e a eficiência da usinagem podem ser aprimoradas e os erros de usinagem podem ser reduzidos.
Otimização do caminho da ferramenta
Otimizar o caminho da ferramenta pode melhorar significativamente a eficiência e a qualidade da usinagem CNC. Use um software CAM para criar o caminho da ferramenta a partir do formato da peça. Em seguida, simule o caminho da ferramenta para encontrar e corrigir problemas e torná-lo eficiente. Isso evitará cursos vazios e ferramentas quebradas.
Primeiro, utilize o software CAM para encontrar o melhor caminho da ferramenta para a simulação de trajetória. Isso garante que a trajetória esteja livre de colisões e interferências. Em seguida, utilize estratégias de avanço espiral e retrocesso progressivo para otimizar os caminhos de avanço e retrocesso. Em seguida, racionalize o processo de usinagem para reduzir o curso vazio. Por fim, os parâmetros de usinagem são ajustados de acordo com a situação real para obter a trajetória ideal.
Padrões de desgaste e vida útil da ferramenta
Na usinagem CNC, o desgaste da ferramenta é uma medida da eficácia da usinagem. É um método importante para calcular a vida útil da ferramenta. Também pode alterar a qualidade da peça. Por exemplo, o desgaste da ferramenta reduz a precisão dimensional do produto acabado e enfraquece a resistência da superfície. Isso, em última análise, leva ao aumento da vibração entre a ferramenta e a peça, danificando-a. Na maioria dos casos, esses resultados prejudicam a eficiência.
O desgaste da ferramenta pode ser medido por métodos diretos e indiretos. Ao utilizar o primeiro método, é necessário considerar indicações de diferentes sinais, como vibração, força de avanço, acústica e textura da superfície. O segundo método consiste em medir a área de desgaste da ferramenta utilizando uma ferramenta calibrada.
Quando o sistema de controle da máquina CNC detecta que a vida útil da ferramenta está diminuindo, o operador pode então alterar as configurações para prolongar a vida útil da ferramenta. Ele pode alterar as velocidades de corte, avanços, liberação de lubrificante, etc.
Taxa de remoção de material (MRR)
A taxa de remoção de material (MRR) é uma medida da eficiência da usinagem CNC. É a quantidade de material removido da superfície do material em um determinado período de tempo (geralmente por minuto). Uma MRR alta indica alta eficiência do sistema, enquanto uma MRR baixa indica baixa eficiência do sistema.
A MRR é afetada por uma combinação de avanço, velocidade de corte e profundidade de corte. Por exemplo, baixas velocidades de corte resultam em baixa eficiência da MRR. Isso ocorre porque a ferramenta quebrará, o acabamento será ruim e a produção será lenta. Por outro lado, uma velocidade de corte ideal resultará em uma MRR eficiente.
Revoluções por minuto (RPM)
Você pode medir a velocidade de rotação em rotações por minuto ou RPM. Este número indica quantas rotações por minuto o fuso gira em torno do eixo longitudinal (fuso). O RPM afeta a velocidade da superfície. Uma broca maior requer uma RPM menor do que uma broca menor para a mesma velocidade da superfície do aro. Por exemplo, uma broca com menos de 3 milímetros (1/8 de polegada) de diâmetro requer 12.000 RPM ou mais para cortar bem sem quebrar. Brocas maiores requerem velocidades mais baixas.
A rotação por minuto (RPM) não é afetada apenas pelo tamanho da ferramenta. O tipo e a dureza da liga a ser usinada e o processo de usinagem também são importantes. Isso significa que cada objeto a ser perfurado ou cortado tem uma velocidade superficial ideal. Existem cinco maneiras diferentes de encontrar a rotação por minuto correta em uma configuração de broca. Aqui estão os cinco métodos mais utilizados:
- Cálculos de RPM integrados no software CAM
- Aplicativo de calculadora dedicado
- Experiência do operador
- Fórmula padrão (RPM é igual a quatro multiplicado pela velocidade da superfície dividida pelo diâmetro da broca)
- Gráfico de RPM
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Taxa de sucata e taxa de conformidade de peças
A taxa de refugo é o número de produtos fabricados em um determinado período que não atendem aos requisitos de projeto e precisam ser descartados. Dito isso, refugo significa apenas tempo perdido na fabricação de peças de baixa qualidade. Uma alta taxa de refugo significa que há problemas em diferentes etapas do processo de fabricação ou usinagem de metais. Em resumo, isso reduz a eficiência da usinagem CNC.
O oposto disso é a taxa de aprovação de peças. O rendimento de peças indica quantas peças qualificadas são produzidas em um determinado período. Uma taxa de aprovação de peças mais alta significa que a eficiência da usinagem CNC é muito boa.
Operação geral do equipamento
A Eficiência Geral do Equipamento (OEE) é um método para avaliar o desempenho de uma máquina. Um evento problemático (como uma peça quebrada) pode alterá-la. A OEE é expressa como um número. Ela é derivada da combinação de diversos fatores, como disponibilidade da máquina, índice de qualidade da peça e eficiência de desempenho. Para determinar a disponibilidade da máquina, é necessário considerar o tempo de configuração, o tempo do ciclo de troca de ferramentas, o tempo de inatividade, o tempo de inatividade para manutenção e o tempo de operação.
Quanta potência ou energia é usada
Uma das maneiras modernas de medir a eficiência da usinagem CNC é observar quanta potência ou energia está sendo utilizada. Essa é uma boa maneira de descobrir com que frequência uma máquina CNC está funcionando. Quanto mais tempo a máquina funciona, mais energia ela consome. Da mesma forma, quanto mais tempo a máquina funciona, mais unidades são produzidas. Isso significa que a máquina é mais eficiente. Se o consumo de energia for baixo, geralmente significa que a máquina funciona apenas por um curto período. Portanto, menos unidades são produzidas. Simplificando, baixo consumo de energia significa baixa produtividade.
Custo por peça
Para calcular o custo por peça, divida o custo total de produção pelo número de peças. Quanto menor o custo por peça, mais peças são produzidas. Isso também significa que o processo de produção é mais eficiente. Por outro lado, um custo maior por peça significa que menos peças estão sendo produzidas. Isso também significa que o processo de produção é menos eficiente.
Controle de Qualidade e Manutenção de Equipamentos
Na usinagem CNC, o controle de qualidade e a manutenção dos equipamentos são fundamentais. Eles garantem a precisão e a estabilidade da usinagem. Esses fatores afetam diretamente a qualidade da peça final.
Controle de qualidade
Controle da qualidade da usinagem CNC pode ser realizada nos quatro aspectos seguintes:
- Pcontrole de processo: O controle de processo monitora a força de corte, a vibração e a temperatura em tempo real. Isso é feito por meio de sensores e sistemas de monitoramento. Eles detectam problemas precocemente para que medidas de ajuste possam ser tomadas.
- Estabelecimento do processo do sistema de gestão da qualidade: Implementaremos o sistema de gestão da qualidade ISO9001. Estabeleceremos um processo de controle de qualidade impecável e fichas de registro. Isso garantirá que cada peça seja rastreável e pesquisável.
- Disponibilização de inspetores profissionais para controle: A alocação de inspetores profissionais no local de processamento é responsável pela primeira, média e última inspeção das peças a qualquer momento. Eles registram as inspeções e analisam os problemas de processamento. Também auxiliam os engenheiros de fabricação no ajuste e otimização dos parâmetros de usinagem.
- Medição usando equipamento de teste profissional: Para garantir a confiabilidade dos dados de teste, o uso de equipamentos de teste profissionais (como uma máquina de medição de coordenadas, microscópio de ferramenta universal, instrumento de imagem, etc.) para medir o tamanho da peça de trabalho, para garantir que as dimensões finais de processamento da peça de trabalho estejam de acordo com os requisitos de projeto.
Manutenção de Equipamentos
A manutenção dos equipamentos pode ser realizada a partir dos três aspectos seguintes:
- Manutenção regular de máquinas-ferramentas: Lubrificação, limpeza e inspeção regulares das máquinas-ferramentas para garantir a operação normal dos componentes das máquinas-ferramentas para prolongar a vida útil do equipamento e a precisão da usinagem.
- Calibração regular de equipamentos: Para garantir a precisão e a estabilidade do processamento, o equipamento de processamento precisa ser calibrado em intervalos regulares para garantir a qualidade do processamento da peça de trabalho.
- Manutenção do sistema de refrigeração: Devido ao longo tempo de processamento da produção, as impurezas no líquido de arrefecimento do equipamento aumentarão, o que bloqueará a tubulação e afetará o efeito de resfriamento. Por isso, é necessário limpar regularmente o sistema de resfriamento e substituir o líquido de arrefecimento para garantir a estabilidade da temperatura durante o processo de usinagem.
Um rigoroso controle de qualidade e uma boa manutenção dos equipamentos garantem que a usinagem CNC produza peças de qualidade. Além disso, mantêm o equipamento estável, melhorando a qualidade das peças e a eficiência da produção. Por fim, elevarão significativamente o nível e a capacidade de produção da empresa.
Resumo
Precisamos otimizar os parâmetros de usinagem CNC. Isso é fundamental para melhorar a eficiência, a qualidade e a precisão. Fazemos isso definindo o objetivo da usinagem. Em seguida, escolhemos a velocidade de corte, a taxa de avanço e a profundidade de corte adequadas. Também selecionamos a compensação correta do raio da ferramenta. Otimizamos os percursos da ferramenta e outros parâmetros-chave. Isso melhora a eficiência e a qualidade da peça. Também precisamos realizar um bom controle de qualidade e a manutenção dos equipamentos. Devemos continuar otimizando e aprimorando. Isso ajuda as empresas a melhorar a eficiência e a competitividade. Garante seu desenvolvimento contínuo e inovação. Isso as ajuda a liderar o mercado.
Yonglihao Machinery é especializada em serviços de prototipagem. Temos anos de experiência e conhecimento em usinagem CNC. Se você precisar de peças CNC personalizadas, Por favor, entre em contato conosco. Oferecemos serviços profissionais e soluções completas.
Perguntas frequentes
Quais são os parâmetros mais importantes para otimizar na usinagem CNC?
Escolher a velocidade de corte, a taxa de avanço e a profundidade de corte corretas é fundamental. Você também precisa definir a compensação correta do raio da ferramenta e escolher o melhor caminho da ferramenta. Isso otimizará a usinagem CNC.
Por que a manutenção regular de máquinas-ferramentas é importante?
Estabelecer um programa regular de manutenção de máquinas-ferramenta inclui limpeza, lubrificação e calibração. Também inclui inspeções de componentes críticos. Além disso, evita falhas inesperadas e garante desempenho e eficiência constantes da máquina.
Como a otimização do caminho da ferramenta melhora a eficiência?
Trajetórias de ferramentas eficientes minimizam o curso da ferramenta e encurtam tempos de usinagem. Eles também reduzem o desgaste da ferramenta e melhoram a qualidade da superfície. Isso aumenta a produtividade geral.
Qual o papel do treinamento de funcionários na otimização da usinagem CNC?
O treinamento adequado garante que os operadores sejam habilidosos com o equipamento. Isso os ajuda a aprimorar suas habilidades, realizar manutenções de rotina e reduzir o desperdício por erro humano. Isso melhora a eficiência e reduz custos.
