Auswahl von CNC-Bearbeitungswerkzeugen und Bestimmung der Schnittmenge

Mittlerweile bieten viele CAD/CAM-Softwarepakete automatische Programmierfunktionen. Diese Software ruft im Allgemeinen die damit verbundenen Themen der Prozessplanung in der Programmieroberfläche auf, wie z. B. Werkzeugauswahl, Planung der Bearbeitungswege, Einstellung des Schnittbetrags usw. Der Programmierer muss nur die relevanten Themen einstellen. Parameter kann das NC-Programm automatisch generiert und an die CNC-Werkzeugmaschine übertragen werden, um die Bearbeitung abzuschließen. Daher werden die Werkzeugauswahl und die Schnittmengenbestimmung bei der CNC-Bearbeitung im Zustand der Mensch-Computer-Interaktion abgeschlossen, was in scharfem Kontrast zur gewöhnlichen Werkzeugmaschinenbearbeitung steht. Gleichzeitig müssen Programmierer die Grundprinzipien der Werkzeugauswahl und Schnittmengenbestimmung beherrschen. Berücksichtigen Sie bei der Programmierung die Besonderheiten der CNC-Bearbeitung. In diesem Dokument werden die Probleme der Werkzeugauswahl und der Bestimmung des Schnittbetrags, denen bei der NC-Programmierung begegnet werden muss, diskutiert, einige Prinzipien und Vorschläge gegeben und die Probleme, die beachtet werden sollten, diskutiert.

Typen und Merkmale häufig verwendeter Werkzeuge für die CNC-Bearbeitung

CNC-Bearbeitungswerkzeuge müssen sich an die hohe Geschwindigkeit, die hohe Effizienz und den hohen Automatisierungsgrad von CNC-Werkzeugmaschinen anpassen und umfassen im Allgemeinen allgemeine Werkzeuge, universelle Verbindungswerkzeughalter und eine kleine Anzahl von speziellen Werkzeughaltern. Der Werkzeughalter ist mit dem Werkzeug verbunden und auf dem Antriebskopf der Werkzeugmaschine montiert, sodass er schrittweise standardisiert und serialisiert wurde. Es gibt viele Möglichkeiten, CNC-Werkzeuge zu klassifizieren.

Je nach Werkzeugstruktur kann es unterteilt werden in:

①Integral

② Eingelegter Typ, mit Schweiß- oder Maschinenklemmverbindung, Maschinenklemmtyp kann in zwei Typen unterteilt werden:nicht indexierbar und indexierbar

③ Sondertypen wie Verbundwerkzeuge, stoßdämpfende Werkzeuge etc.

Nach dem zur Herstellung des Werkzeugs verwendeten Material kann es unterteilt werden in:

①Werkzeug aus Schnellarbeitsstahl

②Hartmetallwerkzeug

③Diamantwerkzeug

④ Werkzeuge aus anderen Materialien, wie Werkzeuge aus kubischem Bornitrid, Keramikwerkzeuge usw.

Aus dem Schneideprozess kann er unterteilt werden in:

① Drehwerkzeuge, einschließlich Außenkreise, Innenbohrungen, Gewinde, Schneidwerkzeuge usw.

②Bohrwerkzeuge, einschließlich Bohrer, Reibahlen, Gewindebohrer usw.

③ Bohrwerkzeug

④ Fräswerkzeuge usw.

Um den Anforderungen von CNC-Werkzeugmaschinen nach langlebigen, stabilen, leicht einstellbaren und austauschbaren Werkzeugen gerecht zu werden, sind in den letzten Jahren maschinengespannte Wendeschneidplatten weit verbreitet und erreichen 30% bis 40% der gesamten CNC-Werkzeuge. Der Betrag macht 80 % bis 90 % der Gesamtsumme aus.

Verglichen mit den Werkzeugen, die auf gewöhnlichen Werkzeugmaschinen verwendet werden, haben CNC-Werkzeuge viele andere Anforderungen, darunter hauptsächlich die folgenden Eigenschaften:

(1) Gute Steifigkeit (insbesondere Schruppwerkzeuge), hohe Präzision, geringe Vibrationsfestigkeit und thermische Verformung

⑵ gute Austauschbarkeit, einfaches schnelles Wechseln des Werkzeugs

(3) Lange Lebensdauer, stabile und zuverlässige Schneidleistung

⑷Die Größe des Werkzeugs lässt sich leicht anpassen, um die Einstellzeit für den Werkzeugwechsel zu verkürzen

⑸Das Werkzeug sollte in der Lage sein, Späne zuverlässig zu brechen oder zu rollen, um die Entfernung von Spänen zu erleichtern

⑹Serialisierung und Standardisierung zur Erleichterung der Programmierung und Werkzeugverwaltung.

Auswahl an CNC-Bearbeitungswerkzeugen

Die Werkzeugauswahl wird unter dem Mensch-Maschine-Interaktionszustand der NC-Programmierung durchgeführt. Das Werkzeug und der Werkzeughalter sollten entsprechend der Verarbeitungskapazität der Werkzeugmaschine, der Leistung des Werkstückmaterials, dem Verarbeitungsverfahren, der Schnittmenge und anderen verwandten Faktoren richtig ausgewählt werden.

Das allgemeine Prinzip der Werkzeugauswahl lautet:einfache Installation und Einstellung, gute Steifigkeit, hohe Haltbarkeit und Präzision. Unter der Prämisse, die Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen, versuchen Sie, einen kürzeren Werkzeughalter zu wählen, um die Steifigkeit der Werkzeugbearbeitung zu verbessern.

Bei der Werkzeugauswahl sollte die Größe des Werkzeugs an die Flächengröße des zu bearbeitenden Werkstücks angepasst werden.

In der Produktion werden häufig Schaftfräser eingesetzt, um die Umfangskonturen von Flachteilen zu bearbeiten. Beim Fräsen der Ebene sollte der Hartmetall-Wendeplattenfräser ausgewählt werden. Wählen Sie bei der Bearbeitung von Vorsprüngen und Nuten Hochgeschwindigkeits-Schaftfräser aus Stahl. Wenn Sie die Oberfläche des Rohlings bearbeiten oder das Loch schruppen, können Sie einen Maisfräser mit Hartmetalleinsatz wählen. Für die Bearbeitung einiger dreidimensionaler Profile und variabler Fasenprofile werden häufig Kugelkopffräser, Ringfräser, Kegelfräser und Scheibenfräser eingesetzt.

Da bei der Bearbeitung von Freiformflächen die Schnittgeschwindigkeit des Endes des Kugelkopfwerkzeugs Null ist, ist der Schnittlinienabstand im Allgemeinen sehr eng, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu gewährleisten, sodass der Kugelkopf häufig zum Schlichten verwendet wird die Oberfläche. Das Werkzeug mit flachem Ende ist dem Werkzeug mit Kugelende in Bezug auf Oberflächenbearbeitungsqualität und Schnittleistung überlegen. Daher sollte das Werkzeug mit flachen Enden bevorzugt werden, solange sichergestellt ist, dass es nicht schneidet, sei es beim Schruppen oder Schlichten der gekrümmten Oberfläche. Darüber hinaus stehen die Haltbarkeit und Genauigkeit des Werkzeugs in einem guten Verhältnis zum Preis des Werkzeugs. Es muss beachtet werden, dass in den meisten Fällen, obwohl die Wahl eines guten Werkzeugs die Werkzeugkosten erhöht, die daraus resultierende Verbesserung der Verarbeitungsqualität und Verarbeitungseffizienz, die gesamten Verarbeitungskosten erheblich reduziert werden können.

Auf dem Bearbeitungszentrum sind verschiedene Werkzeuge auf dem Werkzeugmagazin installiert, und die Werkzeugauswahl und der Werkzeugwechsel können gemäß den Programmvorschriften jederzeit durchgeführt werden. Daher muss ein Standardwerkzeughalter verwendet werden, damit die Standardwerkzeuge zum Bohren, Aufbohren, Aufweiten, Fräsen und andere Prozesse schnell und genau auf der Werkzeugmaschinenspindel oder dem Werkzeugmagazin installiert werden können. Programmierer sollten die Strukturgröße, die Einstellmethode und den Einstellbereich des auf der Werkzeugmaschine verwendeten Werkzeughalters verstehen, um die radialen und axialen Abmessungen des Werkzeugs während der Programmierung zu bestimmen.

Da bei der wirtschaftlichen CNC-Bearbeitung das Schärfen, Messen und Austauschen von Werkzeugen meist manuell durchgeführt wird, dauert die Unterstützung lange. Daher muss die Anordnungsreihenfolge der Werkzeuge vernünftig arrangiert werden. Im Allgemeinen sollten die folgenden Grundsätze befolgt werden:

① Minimieren Sie die Anzahl der Werkzeuge

② Nachdem ein Werkzeug eingespannt wurde, sollte es alle Bearbeitungsteile abschließen, die es ausführen kann

③ Die Schrupp- und Schlichtwerkzeuge sollten separat verwendet werden, auch wenn die Werkzeuge die gleiche Größe haben

④ Erst fräsen und dann bohren

⑤ Führen Sie zuerst die Oberflächenbearbeitung und dann die 2D-Konturenbearbeitung durch

⑥ Wenn möglich, sollte die automatische Werkzeugwechselfunktion von CNC-Werkzeugmaschinen so weit wie möglich genutzt werden, um die Produktionseffizienz zu verbessern.

Da bei der wirtschaftlichen CNC-Bearbeitung das Schärfen, Messen und Austauschen von Werkzeugen meist manuell durchgeführt wird, dauert die Unterstützung lange. Daher muss die Anordnungsreihenfolge der Werkzeuge vernünftig arrangiert werden. Im Allgemeinen sollten die folgenden Grundsätze befolgt werden:

① Minimieren Sie die Anzahl der Werkzeuge

② Nachdem ein Werkzeug eingespannt wurde, sollte es alle Bearbeitungsteile abschließen, die es ausführen kann

③ Die Schrupp- und Schlichtwerkzeuge sollten separat verwendet werden, auch wenn die Werkzeuge die gleiche Größe haben

④ Erst fräsen und dann bohren

⑤ Führen Sie zuerst die Oberflächenbearbeitung und dann die 2D-Konturenbearbeitung durch

⑥ Wenn möglich, sollte die automatische Werkzeugwechselfunktion von CNC-Werkzeugmaschinen so weit wie möglich genutzt werden, um die Produktionseffizienz zu verbessern.

Ermittlung der Schnittmenge in C NC-Bearbeitung

Das Prinzip der angemessenen Auswahl der Schnittmenge ist, dass bei der Grobbearbeitung der Hauptzweck darin besteht, die Produktivität zu verbessern, aber auch die Wirtschaftlichkeit und die Bearbeitungskosten berücksichtigt werden sollten. Wirtschaftlichkeit und Bearbeitungskosten. Der spezifische Wert sollte anhand des Werkzeugmaschinenhandbuchs, des Schnittmengenhandbuchs und der Erfahrung bestimmt werden.

⑴ Schnitttiefe t.

Wenn es die Steifigkeit der Werkzeugmaschine, des Werkstücks und des Werkzeugs zulässt, ist t gleich der Bearbeitungszugabe, was ein wirksames Maß zur Verbesserung der Produktivität darstellt. Um die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit der Teile zu gewährleisten, sollte generell ein gewisser Spielraum für die Endbearbeitung gelassen werden. Die Schlichtzugabe von CNC-Werkzeugmaschinen kann etwas kleiner sein als die von gewöhnlichen Werkzeugmaschinen.

⑵ Schnittbreite L.

Im Allgemeinen ist L proportional zum Werkzeugdurchmesser d und umgekehrt proportional zur Schnittiefe. Bei der wirtschaftlichen CNC-Bearbeitung beträgt der allgemeine Wertebereich von L:L=(0,6~0,9)d.

⑶ Schnittgeschwindigkeit v.

Die Erhöhung von v ist auch eine Maßnahme zur Verbesserung der Produktivität, aber v steht in engem Zusammenhang mit der Standzeit des Werkzeugs. Mit zunehmendem v sinkt die Werkzeughaltbarkeit stark, sodass die Wahl von v hauptsächlich von der Werkzeughaltbarkeit abhängt. Zudem hängt die Schnittgeschwindigkeit auch eng mit dem zu bearbeitenden Material zusammen. Beispielsweise kann beim Fräsen der Legierung 30CrNi2MoVA mit einem Schaftfräser v ca. 8m/min betragen. Beim Fräsen von Aluminiumlegierungen mit dem gleichen Schaftfräser kann v auf mehr als 200 m/min eingestellt werden.

(4) Vorschubgeschwindigkeit vF

vF sollte gemäß den Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit des Teils sowie dem Werkzeug- und Werkstückmaterial ausgewählt werden. Eine Erhöhung des vF kann auch die Produktionseffizienz verbessern. Bei geringer Anforderung an die Oberflächenrauhigkeit kann vF größer gewählt werden. Während des Bearbeitungsprozesses kann vF auch manuell über den Trimmschalter auf der Maschinensteuertafel eingestellt werden, jedoch ist der maximale Vorschub durch die Steifigkeit der Ausrüstung und die Leistung des Vorschubsystems begrenzt.