Normy přesnosti frézování

Normy přesnosti pro frézovací operace se liší v závislosti na typu zařízení a podmínkách obrábění. Standardní frézovací zařízení může dosáhnout rozměrové přesnosti 0,01 mm, zatímco tradiční frézovací soustruhy (jako je CA6140A) obvykle opouštějí továrnu s přesností 0,02 mm. Následující analýza pokrývá tři oblasti: typ zařízení, účinky vibrací a přesná kalibrace.

Přesnost nového vybavení: Moderní frézovací zařízení díky optimalizovanému procesu-tuhosti systému (výkon stroje, konstrukce upínače, struktura nástroje) dokáže udržet rozměrovou přesnost v rozmezí 0,01 mm - vhodné pro vysoce-přesné obrábění součástí. Tato úroveň výkonu obvykle závisí na několika konvergujících faktorech: vysoká-tuhost vřetenových ložisek, přesné-broušené lineární vedení s minimální vůlí, tepelně stabilní konstrukční odlitky a uzavřené-systémy zpětné vazby, které nepřetržitě kompenzují chyby polohování. Investice do takového zařízení je obecně opodstatněná při výrobě dílů s úzkými tolerancemi, složitými geometriemi nebo při obrábění obtížně obrobitelných--materiálů, kde by jakékoli další vibrace nebo deformace ohrozily povrchovou úpravu.

Přesnost tradičního vybavení: Standardní frézovací soustruhy reprezentované CA6140A, omezené vůlemi ve vřetenu, vodicích drahách a převodových mechanismech, obvykle opouštějí továrnu s přesností 0,02 mm a vyžadují pravidelnou údržbu a seřizování, aby si udržely výkon. Stojí za zmínku, že tato tovární-přesnost ohodnocená představuje nejlepší-základní případ -, protože stroj hromadí provozní hodiny, opotřebení vodícího šroubu, povrchů vodicích drah a sedel ložisek může tyto vůle postupně rozšiřovat, což způsobí, že se skutečná pracovní přesnost dále posune od nominální hodnoty 0,02 mm, pokud nebude řešena níže uvedenými postupy údržby a kalibrace. Pro dílny, které se primárně spoléhají na tuto třídu zařízení, je často nákladově-efektivnějším-dlouhodobým přístupem sestavení plánu preventivní údržby -, nikoli pouze reakce na viditelné problémy s přesností -.

Vibrace při frézování jsou primárním faktorem ovlivňujícím přesnost, který vzniká z následujících příčin:

Kolísání řezné síly: Přerušované, více{0}}břitové řezné působení fréz způsobuje cyklické změny řezné síly a spouští vibrace v celém procesním systému. Toto pravidelné zatěžování a odebírání břitů je vlastní procesu frézování (na rozdíl od soustružení, které zahrnuje nepřetržité zapojení), což je součást toho, proč jsou frézovací operace obecně náchylnější k problémům s přesností související s vibracemi než operace soustružení s jedním-bodem se srovnatelnou tuhostí.

Up{0}}frézování (konvenční frézování) prokluzování: Během up-frézování dochází k prokluzování frézy s povrchem obrobku, což způsobuje, že se stopka nástroje zvedá a poté klesá - a dochází k periodickým vibracím. Tento jev je jedním z klíčových důvodů, proč mnoho obchodů preferuje sousledné frézování (soustupné{4}}frézování) pro dokončovací průchody, kde je kvalita povrchu kritická, protože tloušťka třísky při sousledném frézování začíná tlustá a zužuje se k nule, což obecně vede k hladšímu řezu -, i když sousledné frézování přináší své vlastní úvahy o vůli a vtahování obrobku-, které je třeba zvládnout.

Vůle systému: Vůle ve vřetenu stroje, vodicích drahách a převodových mechanismech zesilují vibrace. Dokonce i vůle v řádu několika mikronů, v kombinaci s cyklickým zatížením z přerušovaného řezání, se mohou zesílit do znatelných stop chvění na hotovém povrchu -, proto je kontrola vůlí považována za samostatný kalibrační krok, nikoli za součást obecné údržby.

Nedostatečná tuhost: Nedostatečná tuhost upínače, stopky nástroje nebo obrobku vede k deformaci nebo vibracím během obrábění. To je zvláště výrazné u tenkostěnných{1}}nebo štíhlých obrobků, kde se samotný obrobek - nejen stroj - stává slabým článkem celkové tuhosti systému, což někdy vyžaduje pomocné podpěry nebo přepracovanou upínací strategii nezávislou na vylepšeních na straně stroje-.

Vylepšete tuhost: Vybírejte-výkonné stroje a pevné přípravky a optimalizujte konstrukční rozměry nástroje (např. zkrácení stopky nástroje, zmenšení průměru). Obecnou zásadou je, že přesah nástroje by měl být pro danou operaci co možná nejkratší, protože vychýlení se zvyšuje s krychlí délky přesahu - i mírné snížení délky stopky může vést k neúměrnému zlepšení stability.

Nastavení vůlí: Před frézováním zkontrolujte a upravte vůle na všech místech stroje a zablokujte nepoužívané směry posuvu během obrábění. Tento poslední bod je v praxi často přehlížen -, když ponecháte volnoběžnou osu odemčenou, umožňuje to působit jako další stupeň volnosti pro šíření vibrací, i když tato osa není aktivně poháněna.

Optimalizujte parametry: Rozumně zvolte řezné úhly a parametry frézování (jako je rychlost posuvu a hloubka řezu), abyste snížili zdroje vibrací. Když se objeví chvění navzdory jinak správnému nastavení, úprava otáček vřetena tak, aby se řezná frekvence posunula od přirozené rezonanční frekvence systému, může problém často vyřešit rychleji než samotné snížení posuvu nebo hloubky -, což je technika někdy označovaná jako práce v rámci „stabilizačních laloků“ stroje.

Aby bylo zajištěno, že frézovací operace budou konzistentně a spolehlivě splňovat normy přesnosti po dlouhou dobu, měly by být pravidelně prováděny následující kalibrace:

Korekce osy X: Povolte 4 montážní šrouby (zachovejte si určitý třecí odpor), upravte levý-pravý úhel pracovního stolu otáčením seřizovacích šroubů a změřte polohu čela vřetena pomocí úchylkoměru. Při tomto seřizování je důležité zachovat částečné tření - úplné uvolnění šroubů může umožnit nepředvídatelné posunutí stolu vlastní vahou nebo mírným tlakem sondy indikátoru, což snižuje přesnost odečítání.

Korekce osy Y-: Povolte 3 šrouby (nepovolujte příliš-), použijte otočné šrouby ramene k jemnému-vyladění přední-zadní polohy pracovního stolu, znovu změřte čelo vřetena pomocí úchylkoměru. Stejně jako u postupu osy X- je tato úprava obvykle iterativními - malými korekcemi následovanými opětovným{8}}měřením - spíše než úpravou jedním-průchodem, protože odezva stolu na otočení šroubu není v blízkosti správné polohy dokonale lineární.

Korekce úrovně: Umístěte vodováhu na plochu pracovního stolu, zkontrolujte vodorovnost v bodech A a B, s povolenou odchylkou 0,06 mm/m; v případě potřeby nainstalujte pod stroj podložky, abyste mohli provést úpravy. Korekce úrovně je obecně považována za nezbytnou kontrolu před výše uvedenými procedurami os X- a Y-, protože lože stroje, které na začátku není rovné, může způsobit systematické chyby, které znesnadňují správnou interpretaci následné kalibrace os.

Kromě těchto tří základních postupů mnoho obchodů zahrnuje také pravidelnou kontrolu házení vřetena pomocí úchylkoměru proti testovací tyči, protože házení vřetena -, i když jsou vodicí dráhy a pracovní stůl správně kalibrovány -, může nezávisle zhoršit jak rozměrovou přesnost, tak jakost povrchu. Doporučený interval kalibrace se liší podle intenzity používání a prostředí dílny, ale obecně platí, že stroje v nepřetržitém provozu využívají častější ověřování než ty, které se používají přerušovaně, a každý stroj, u kterého nedávno došlo ke kolizi, přetížení nebo výraznému kolísání teploty, by měl být znovu zkontrolován- bez ohledu na běžný plán.

Normy přesnosti při frézování jsou ovlivněny třemi faktory: typem zařízení, kontrolou vibrací a údržbou kalibrace. Nové zařízení může dosáhnout 0,01 mm, zatímco tradiční zařízení dosahuje 0,02 mm; díky optimalizaci tuhosti-systému, omezení zdrojů vibrací a provádění pravidelné kalibrace lze přesnost obrábění dále zlepšovat a udržovat. Při praktické aplikaci by měla být vhodná strategie{5}}řízení přesnosti zvolena na základě konkrétních podmínek zařízení a požadavků na obrábění. Nakonec žádné jednotlivé opatření -, ať už modernizace zařízení, utahování vůlí nebo dodržování plánu kalibrace -, není samo o sobě dostatečné; Trvalá přesnost je výsledkem přístupu k výběru zařízení, řízení vibrací a kalibrační disciplíně jako k integrovanému systému spíše než k samostatnému řešení každého z nich.