Что такое технология обработки с ЧПУ? Проще говоря, это использование компьютерных программ для управления станком для завершения обработки заготовки. Преимуществами обработки являются высокая точность, хорошая повторяемость и высокая скорость. Обработка с ЧПУ широко применяется в аэрокосмической промышленности, цифровой электронике, оборонной промышленности, автомобилестроении, производстве медицинского оборудования и других отраслях.
Однако в процессе производства и обработки у операторов станков с ЧПУ всё ещё есть некоторые проблемы. Например, как эффективно обработать острый внутренний угол заготовки? Далее в этой статье вы подробно разберётесь с проблемами, связанными с обработкой острых внутренних углов на станках с ЧПУ.
Оглавление
Почему обработка острых внутренних углов на станках с ЧПУ сложна?
обработка на станках с ЧПУ В настоящее время широко используется во многих отраслях промышленности. Но почему операторам станков с ЧПУ сложно обрабатывать острые внутренние углы, особенно прямые?
Большинство инструментов для станков с ЧПУ имеют цилиндрическую форму. Поэтому глубина реза ограничена. При врезании инструмента в полость заготовки углы полости всегда скругляются. Измените траекторию инструмента на 90 градусов, чтобы получить действительно прямой угол. Теоретически, минимальный радиус внутреннего скругления равен радиусу режущего инструмента. Чтобы получить действительно прямой угол, измените траекторию инструмента на 90 градусов. Однако траектория инструмента с ЧПУ не построена таким образом. Вы также можете изменить наименьший инструмент так, чтобы радиус внутреннего угла был близок к острому, но это не будет острым внутренним углом.
Итак, каковы решения этих проблем? Следите за нами, и мы продолжим.
Стратегии обработки острых внутренних углов
Изменить углы на скругления
Самое простое и понятное решение — избегать острых внутренних углов. Хотя это и не кажется «решением» проблемы, но все эксперты сходятся во мнении, что это необходимо. Большинство конструкций позволяют изменять радиус угла. Достаточно лишь внести незначительные изменения, достаточные для выполнения задачи с сохранением того же уровня функциональности.
Мы предлагаем это, потому что это просто и легко осуществимо. Все методы экономии, о которых мы поговорим позже, требуют больше времени, денег и усилий. Если вы можете этого избежать, сделайте это как можно скорее.
Другая причина заключается в стабильности процесса. Режущие инструменты, такие как концевые фрезы, не могут использоваться для обработки очень глубоких отверстий. Максимальная глубина резания обычно равна четырёхкратному диаметру инструмента. При превышении этих пределов начинают проявляться такие проблемы, как вибрация, поломка инструмента и шероховатость поверхности. Всё это затрудняет резку режущим инструментом качественных, острых внутренних углов.
Таким образом, при принятии решения о скруглении углов на кромках конструкторам следует учитывать радиус скругления. Необходимо выбрать радиус скругления, безопасный для производственного отдела. Это позволит производственному отделу безопасно производить продукцию, не снижая эксплуатационных характеристик детали.
Использование филе ти-бон и догбон
Когда проектирование неизбежно, можно рассмотреть возможность решения проблемы в процессе механической обработки. Это достигается путем создания поднутрений на каждом остром углу с использованием скруглений типа «Т-образная грань» и «собачья грань» для удаления излишков материала заготовки. Этот метод наиболее эффективен, когда необходимо собрать деталь с острыми внешними углами во внутреннюю полость. Он не приводит к несоответствиям в сборке заготовки. Кроме того, он не влияет на функциональность сборки. Он просто снимает часть материала с заготовки.
- Ти-бон: Это просто филе типа «Т-образная кость», имеющее Т-образную форму с закруглёнными краями и расширяющее область реза в одном направлении. Обычно расширение реза составляет половину диаметра инструмента, чтобы соответствовать заготовке, оставляя достаточно места для сборки.
- Филе собачьей кости: Свое название он получил потому, что после обработки форма острого угла напоминает собачью кость. Это расширяет пропил в двух направлениях, в отличие от однонаправленного пропила T-Bone. Процесс обработки немного сложнее, чем у T-Bone. Однако общий внешний вид лучше.
Технология электроэрозионной обработки
Помимо фрезерования с ЧПУ, для получения острых внутренних углов мы также можем использовать технологию электроэрозионной обработки (ЭЭО). По сравнению с вышеперечисленными методами, технология электроэрозионной обработки наиболее близка к острому внутреннему углу.
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) — очень распространённый метод обработки. Он использует электропроводность между инструментом и заготовкой, что, в свою очередь, приводит к удалению материала путём плавления и эрозии. В этой статье мы рассмотрим два метода ЭЭО: электроэрозионную формовку и электроэрозионную проволочную резку.
Электроэрозионная формовка
Процесс включает в себя использование электрода и заготовки. Обычно она погружена в изолирующую жидкость (например, масло или другую диэлектрическую жидкость). При подключении электрода и заготовки к подходящему источнику тока между ними возникает электрический потенциал. При приближении электрода к заготовке в жидкости происходит пробой диэлектрика. Это создает плазменный канал, который вызывает быстрые искры, проскакивающие туда-сюда. Затем излишки материала заготовки расплавляются и удаляются, достигая желаемой остроты внутреннего угла.
При электроэрозионной обработке инструментом служит специальный электрод с токопроводящими свойствами. Внешние углы электрода могут быть спроектированы таким образом, чтобы соответствовать острым внутренним углам полостей заготовки. Это обеспечивает максимально возможную остроту обработанного угла.
Электроэрозионная резка проволокой
Этот метод отличается от электроэрозионной обработки. В качестве инструмента используется тонкая токопроводящая проволока диаметром менее 0,1 мм. Она проходит через заготовку по контуру элемента и удаляет излишки материала. Поскольку диаметр тонкой проволоки очень мал (менее 0,1 мм), теоретически возможно получить радиус скругления с внутренним диаметром угла, равным половине диаметра тонкой проволоки. Это достаточно близко к острому внутреннему углу, чтобы быть приемлемым. Поэтому этот метод очень подходит для обработки острых внутренних углов.
Однако электроэрозионная обработка имеет ряд ограничений. Во-первых, детали, обрабатываемые этими двумя методами, должны быть электропроводными. Во-вторых, они не обеспечивают высокую эффективность обработки и качество поверхности. Как правило, они значительно медленнее традиционных методов обработки, а качество поверхности не высокое. Электроэрозионная проволочная резка Обработка острых внутренних углов внутренней полости может быть выполнена только через неё. Поэтому непройденные полости определённой глубины не могут быть обработаны данным методом.
Ручная резка
Когда филе ти-бон и догбон не могут быть использованы в ЧПУ процесс обработкиПосле завершения обработки заготовки неизбежно получение закруглённых по радиусу углов. На этом этапе необходимо выполнить ручную резку для окончательной обработки. Мы будем использовать ручные инструменты для резки, шлифовки и полировки внутреннего угла. Так мы получим острый внутренний угол. Среди распространённых инструментов можно назвать напильники, наждачную бумагу и т. д.
Этот вид обработки очень трудоёмок и занимает много времени. Кроме того, он применяется только после завершения обработки на станке, когда острые внутренние углы заготовки особенно важны.
Влияние материалов на обработку острых внутренних углов
При обработке на станках с ЧПУ выбор материала имеет решающее значение. Он влияет на качество острых внутренних углов. В обработке на станках с ЧПУ обычно используются металлы, пластики и композиты.
Алюминиевые, стальные, латунные и титановые сплавы широко используются в станках с ЧПУ. Эти металлы отличаются твёрдостью, прочностью, долговечностью и коррозионной стойкостью. Также используются АБС, делрин и нейлон, которые легко поддаются обработке и недороги. К распространённым композитным материалам относятся полимеры, армированные углеродным волокном (CFRP), и стекловолокно. CFRP обладает хорошим соотношением прочности к массе. Стекловолокно обладает прочностью, гибкостью и коррозионной стойкостью.
Материал влияет на обработку острых внутренних углов. Он влияет на них через твёрдость, температуру плавления, износ и пластичность.
- Влияние твердости материала: Чем выше твердость материала, тем выше параметры требуемого инструмента для обработки острого внутреннего угла, тем выше сложность обработки, в этом случае требуется более высокая твердость обработки специальным жестким инструментом.
- Влияние температуры плавления: При обработке пластмасс особое внимание следует уделять низкой температуре плавления. В этом случае необходимо контролировать температуру плавления, чтобы предотвратить деформацию или плавление заготовки. Качество обработки острых внутренних углов можно обеспечить, регулируя скорость стружки инструмента, скорость подачи и увеличивая подачу охлаждающей жидкости.
- Влияние износа: При обработке углеродных волокнистых материалов наличие абразива приводит к затуплению острого внутреннего угла инструмента. В этом случае для обеспечения точности обработки необходимо использовать специализированный инструмент.
- Влияние пластичности материала: При обработке острых углов необходимо учитывать пластичность материала, что обеспечивает точность обработки скруглённых углов, а также предотвращает деформацию детали и снижает внутренние усилия.
Оптимизация обработанных внутренних углов с помощью проектирования с учетом технологичности (DFM)
DFM — это методология проектирования производства, направленная на оптимизацию производства продукции с целью снижения затрат, повышения качества и сокращения сроков производства.
Перед обработкой острых внутренних углов в производстве, с одной стороны, DFM можно использовать для предварительной оценки сложности конструкции острых углов и определения, соответствуют ли спроектированные острые углы функциональной реализации детали. Если скругленные углы вместо острых не ухудшают качество конечного продукта, мы можем избегать острых углов перед обработкой на станке с ЧПУ. С другой стороны, DFM используется для оценки величины влияния включения острых углов на стоимость обработки. Добавление острых углов увеличивает стоимость детали. Таким образом, мы можем избегать острых углов или заменять их скругленными. Мы также можем рассмотреть возможность использования альтернативных процессов обработки — скругления T-bone или скругления dog-bone.
Анализ стоимости и эффективности обработки острых внутренних углов
Обработка острых внутренних углов заготовок на станках с ЧПУ не является особенно удачным решением. Острые внутренние углы трудно поддаются обработке. Они значительно увеличивают затраты на производство и время. Поэтому избегайте острых внутренних углов, если в них нет необходимости.
В большинстве проектов вместо острых углов можно использовать скруглённые углы, Т-образные или собачьи, чтобы реализовать соответствующие функции. Если заготовке требуется острый угол, можно использовать другие методы его создания. К ним относятся электроэрозионная обработка, ручная резка и лазерная резка.
Заключение
В настоящее время в обработке на станках с ЧПУ описаны несколько распространённых методов обработки острых внутренних углов. Если вам необходимо обработать острые внутренние углы на станках с ЧПУ, пожалуйста, свяжитесь с нами. 1ТП1Т Обладаем богатым опытом и знаниями в области обработки острых внутренних углов на станках с ЧПУ. Мы можем предложить комплексное решение для ваших нужд.
Часто задаваемые вопросы
Какова наилучшая практика проектирования деталей с острыми внутренними углами?
Сначала с помощью DFM оцените, требуется ли обработка изделия с острыми углами перед механической обработкой. Если острые углы можно заменить скруглёнными, измените конструкцию. Если заменить их невозможно, рассмотрите возможность электроэрозионной обработки.
Обработка острых углов на станке с ЧПУ, когда необходимы какие-либо навыки?
Основными методами обработки являются следующие:
Выбирайте острый инструмент как можно меньшего диаметра, что позволит обеспечить точность и чистоту поверхности острого угла.
Использование смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в процессе обработки. СОЖ может регулировать температуру инструмента, удалять стружку, выполнять функцию смазки, продлевая срок службы инструмента, и т. д.
Обработка инструмента должна выполняться несколько раз для подготовки ножа. Многократная обработка инструмента для подготовки ножа может улучшить точность заточки и качество поверхности.
Как получить острые углы при электроэрозионной обработке проволокой?
Электроэрозионная резка позволяет получить острые углы с помощью тонкопроволочного электрода. Проволока и заготовка попеременно заряжаются то положительно, то отрицательно. При их близком контакте возникает тепловой заряд, который затем разрушает деталь, формируя острые углы.
Почему следует избегать острых углов при обработке на станках с ЧПУ?
Есть два основных аспекта:
Острые углы при обработке на станках с ЧПУ могут привести к возникновению точек напряжения в заготовке. Они также приводят к повышенному износу инструмента и рискам при обработке.
Острые углы увеличивают стоимость обработки и время цикла. Поэтому не используйте станки с ЧПУ для заточки внутренних углов, если в этом нет необходимости.