Підсумок досвіду обробки з ЧПК

Через складність обробки з ЧПК,-що включає такі змінні, як верстати, матеріали, ріжучі інструменти, методи різання та налаштування параметрів-, щоб досягти високого рівня майстерності в цій галузі (чи то в реальній обробці, чи в програмуванні) потрібен значний час. Нижче наведено підсумок практичного досвіду, накопиченого інженерами протягом тривалого періоду виробництва. Він охоплює такі аспекти, як процеси обробки, робочі етапи, вибір параметрів інструменту та моніторинг процесу, і призначений для довідки.

(1) **Послідовність-на основі інструментів:** операції поділяються відповідно до використовуваних різальних інструментів. Один інструмент завершує виконання всіх можливих функцій на деталі, перш ніж використовувати другий або третій інструмент для завершення інших функцій. Цей підхід зменшує кількість змін інструменту, мінімізує час без-різання (пневма-різання) і зменшує непотрібні помилки позиціонування.

(2) **Послідовність-на основі особливостей:** Для деталей із великими вимогами до механічної обробки роботу можна розділити на основі структурних характеристик-таких як внутрішні елементи, зовнішні профілі, вигнуті поверхні або плоскі поверхні. Як правило, плоскі поверхні та опорні поверхні обробляються перед отворами; прості геометричні форми обробляються перед складними; деталі з нижчими вимогами до точності обробляються перед тими, що вимагають вищої точності.

(3) **Послідовність чорнової та чистової обробки:** Для деталей, схильних до деформації, чорнову та чистову операції, як правило, слід розділити. Це пояснюється тим, що після чорнової обробки можуть знадобитися коригувальні заходи (такі як повторне-вирівнювання), щоб усунути будь-яку деформацію, що виникла в результаті.
Таким чином, при розподілі операцій необхідно гнучко враховувати такі фактори, як структура та технологічність деталі, можливості верстата, необхідний обсяг обробки з ЧПУ, кількість установок і організація виробництва. Вибір між операціями зосередження (менша кількість налаштувань) і операціями розосередження (більше налаштувань) повинен ґрунтуватися на конкретній ситуації, завжди прагнучи до раціонального підходу.

Послідовність обробки повинна визначатися на основі структури деталі, стану сировини (заготівлі) і вимог до позиціонування та затискання, з першочерговим акцентом на забезпеченні жорсткості заготовки. Послідовність, як правило, має відповідати таким принципам:

(1) Механічна обробка на попередньому етапі не повинна заважати позиціонуванню та затисканню, необхідним для наступного етапу; операції із залученням-верстатів загального призначення, які перемежовуються між етапами, також слід брати до уваги.

(2) Обробити внутрішні деталі та порожнини перед обробкою зовнішніх контурів.

(3) Операції, що використовують однакові методи позиціонування та затискання або один і той же ріжучий інструмент, в ідеалі повинні виконуватися послідовно, щоб мінімізувати кількість операцій пере-переміщення,-заміни інструменту та -регулювання затискачів.

(4) Для кількох операцій, які виконуються під час одного налаштування, спочатку заплануйте ті, які мають найменший вплив на жорсткість заготовки.

(1) Прагніть уніфікувати дані, які використовуються для проектування, виробничих процесів і програмних розрахунків.

(2) Мінімізуйте кількість налаштувань; прагнути обробити всі необхідні поверхні після однієї операції позиціонування.

(3) Уникайте схем, які потребують ручного регулювання під час роботи машини.

(4) Переконайтеся, що конструкція кріплення відкрита та доступна; позиціонування та затискні механізми не повинні заважати траєкторії інструменту (наприклад, спричиняти зіткнення). Якщо перешкод уникнути не можна, подумайте про використання машинних лещат або опорної пластини з гвинтовим-затисканням.

1. Точка налаштування-інструмента може бути розташована на самій заготівлі, за умови, що це базова деталь або поверхня, яка вже була точно-оброблена. Однак, якщо точку-налаштування інструмента зруйновано під час першої операції, може стати неможливим знайти її для наступних операцій. Таким чином, під час першої операції встановіть відносне положення -інструмента в точці з фіксованим відношенням розмірів до бази позиціонування; це дозволяє відновити початкову точку-налаштування інструмента на основі їхнього відносного розташування. Це відносне положення-налаштування інструменту зазвичай розташоване на столі верстата або пристосуванні. Принципи вибору такі:
1) Легко вирівнювати.
2) Зручний для програмування.
3) Помилка-налаштування низького інструменту.
4) Зручний для огляду під час обробки.

2. Початок системи координат заготовки встановлюється оператором; воно визначається за допомогою налаштування інструменту після того, як заготовка була затиснута, і відображає позиційне співвідношення (відстань) між заготовкою та нульовою точкою верстата. Після встановлення система координат заготовки, як правило, залишається фіксованою. Система координат заготовки та система координат програмування повинні бути узгоджені; тобто при обробці вони повинні збігатися.

Траєкторія інструменту відноситься до траєкторії та напрямку руху інструменту відносно заготовки під час обробки з ЧПК. Вибір раціонального шляху обробки має вирішальне значення, оскільки він тісно пов’язаний з точністю обробки деталі та якістю поверхні. При визначенні траєкторії інструменту слід враховувати такі моменти:
1) Переконайтеся, що деталь відповідає вимогам точності обробки.
2) Полегшення чисельних розрахунків і зменшення навантаження на програмування.
3) Шукайте найкоротший шлях обробки та мінімізуйте час «повітряного-різання», щоб покращити ефективність обробки.
4) Мінімізувати кількість програмних блоків.
5) Переконайтеся, що вимоги щодо шорсткості поверхні профілю заготовки виконуються; кінцевий профіль слід безперервно обробляти в останньому проході.
6) Уважно враховуйте шляхи підходу та відведення інструменту (вхід і вихід), щоб мінімізувати сліди інструменту, спричинені зупинкою на профілі (де раптові зміни сили різання можуть призвести до пружної деформації), і щоб уникнути подряпин на заготовці, занурюючи інструмент вертикально в поверхню профілю.

Після завершення вирівнювання заготовки та налагодження програми процес переходить на етап автоматичної обробки. Під час автоматичної обробки оператор повинен стежити за процесом різання, щоб запобігти проблемам з якістю або іншим нещасним випадкам, спричиненим ненормальними умовами різання.

Моніторинг процесу різання передбачає в першу чергу наступні аспекти:
1. Контроль процесу обробки: груба обробка спрямована на швидке видалення надлишку матеріалу з поверхні заготовки. Під час автоматичної обробки інструмент дотримується заданої траєкторії на основі заданих параметрів різання. Оператор повинен спостерігати за змінами навантаження різання за допомогою вимірювача навантаження та регулювати параметри різання на основі стану навантаження інструменту, щоб максимізувати ефективність верстата.

2. Відстеження звуків різання під час процесу: при автоматичному різанні звук, який створюється, коли інструмент зачіпає заготовку, зазвичай є стабільним, безперервним і чітким, що супроводжується плавним рухом машини. У міру просування процесу може виникнути нестабільність через такі фактори, як тверді включення в заготовці, знос інструменту або його відхилення. Ця нестабільність проявляється у змінах звуку різання-, наприклад у шумі інструмента, який торкається заготовки-і вібрації машини. Необхідно своєчасно регулювати параметри та умови різання; якщо коригування виявилося неефективним, машину слід призупинити, щоб перевірити стан інструмента та заготовки.

3. Контроль процесу фінішної обробки: фінішна обробка зосереджена на забезпеченні точності розмірів і якості поверхні, зазвичай передбачаючи високі швидкості різання та швидкості подачі. Необхідно звернути увагу на вплив нарощених-країв на оброблену поверхню. При обробці порожнистої поверхні слід також уникати надрізу та відхилення інструменту в кутах. Щоб вирішити ці проблеми: по-перше, відрегулюйте положення розпилювача охолоджуючої рідини, щоб забезпечити оптимальне охолодження обробленої поверхні; по-друге, слідкуйте за якістю обробленої поверхні та регулюйте параметри різання, щоб мінімізувати коливання якості. Якщо коригування не призвели до значного покращення, зупиніть машину, щоб перевірити дійсність вихідної програми.
Слід приділяти особливу увагу положенню інструменту під час призупинення або зупинки машини для перевірки. Зупинка верстата під час активного різання-спричиняє різку зупинку шпинделя-може залишити сліди інструменту на поверхні заготовки. В ідеалі машину слід зупиняти лише після того, як інструмент від’єднається від зони різання.

1. Для торцевого фрезерування слід вибирати твердосплавні торцеві фрези чи торцеві фрези без можливості повторного заточування. Як правило, перевага віддається двопрохідній стратегії обробки: перший прохід має бути чорновою операцією за допомогою торцевої фрези, яка безперервно переміщується по поверхні заготовки. Рекомендована ширина різання для кожного проходу становить 60%–75% діаметра інструменту.

2. Кінцеві фрези та торцеві фрези з-твердосплавними пластинами в основному використовуються для обробки виступів, пазів і поверхонь-отворів коробки.

3. Кульові-кінцеві фрези та круглі-пластинкові фрези (також відомі як-зубці) зазвичай використовуються для обробки криволінійних поверхонь і профілів зі змінними кутами осі. Кулькові-кінцеві фрези здебільшого використовуються для напів-фінішної обробки, тоді як твердосплавні-фрези з круглими-вставками зазвичай використовуються для чорнової обробки.

Аркуш програми обробки є компонентом розробки процесу обробки з ЧПК і служить набором інструкцій, яких повинен виконувати оператор. Він містить конкретні відомості про програму обробки з метою роз’яснення змісту програми, методів утримання та позиціонування, інструментів, вибраних для кожної операції обробки, та будь-яких конкретних запобіжних заходів.

Аркуш програми обробки повинен містити: назви файлів CAD/CAM, назву заготовки, ескіз закріплення, назву програми, інструменти, що використовуються для кожної програми, максимальну глибину різання, тип обробки (наприклад, чорнова або чистова), приблизний час обробки тощо.

Після визначення процесу обробки перед програмуванням необхідно розуміти наступне:

1. Спосіб затиску заготовки;

2. Розмір заготовки (для визначення обсягу обробки або необхідності кількох налаштувань);

3. Матеріал заготовки (підібрати відповідний різальний інструмент);

4. Наявний інвентар інструментів (щоб уникнути модифікації програми через відсутність інструментів під час обробки або підготувати необхідні інструменти заздалегідь, якщо вони потрібні).

Принцип встановлення безпечної висоти зазвичай полягає в тому, щоб розташувати її над найвищою поверхнею будь-яких «острівців» (піднятих елементів). Крім того, встановлення нульової точки програмування на найвищій поверхні також може мінімізувати ризик зіткнення інструментів.

Оскільки різні верстати розпізнають різні адресні коди та формати програм NC, правильний формат пост{0}}обробки потрібно вибрати для конкретного верстата, який використовується, щоб забезпечити правильну роботу згенерованої програми.

Методи передачі програм можна класифікувати на CNC і DNC. У методі ЧПК програма передається через носій (наприклад, дискету, пристрій для читання стрічки або кабель зв’язку) у пам’ять верстата для зберігання, а потім витягується з пам’яті під час обробки. Оскільки обсяг пам'яті обмежений, метод DNC використовується для великих програм; оскільки DNC дозволяє верстату зчитувати програму безпосередньо з керуючого комп’ютера (фактично передаючи дані під час роботи), він не обмежений обмеженнями обсягу пам’яті.