De wereld van CNC (Computer Numerical Control) bewerken is groot en complex, en het verkrijgen van een goed begrip van de kernprincipes is essentieel voor succes. Voor degenen die net het veld betreden, zijn hier 29 technische tips en inzichten ontworpen om uw kennis te vergroten en u te helpen bij het navigeren door veelvoorkomende uitdagingen.
1. De Relatie Tussen Snijomstandigheden en Bewerkingsresultaten
Drie belangrijke factoren beïnvloeden de snijtemperatuur: snijsnelheid, voedingssnelheid en snedediepte. Dezezelfde factoren, wanneer aangepast, beïnvloeden ook de snijkracht en gereedschapsduurzaamheid op verschillende manieren. Bijvoorbeeld, het verhogen van de snedediepte verhoogt de snijkracht dramatischer dan het verhogen van de voedingssnelheid of snijsnelheid.
Snijkracht is evenredig met de snedediepte, wat betekent dat als de snedediepte wordt verdubbeld, de snijkracht ook zal verdubbelen. Daarentegen heeft het verhogen van de snijsnelheid de neiging om de snijkracht geleidelijk te verminderen. Deze principes zijn cruciaal om te begrijpen hoe bewerkingsparameters geoptimaliseerd kunnen worden om de beste balans te bereiken tussen productiviteit, gereedschapsslijtage en oppervlaktekwaliteit.
2. Spanenmonitoring als Diagnostisch Hulpmiddel
Het uiterlijk van de spanen (metaalkrullen) die tijdens het bewerken worden geproduceerd, biedt belangrijke aanwijzingen over het bewerkingsproces. Als spanen breken of hun kleur abrupt verandert, kan dit wijzen op problemen zoals overmatige snijkracht of oververhitting. Operators kunnen de vorming en kleur van spanen gebruiken om te controleren of de snijomstandigheden binnen normale grenzen liggen, en zo mogelijke schade aan gereedschappen en werkstukken voorkomen.
3. Verhoudingsveranderingen in Snijkracht
In de praktijk veranderen snijkrachten op voorspelbare manieren:
- Het verdubbelen van de snedediepte zal resulteren in een verdubbeling van de snijkracht.
- Het verdubbelen van de voedingssnelheid verhoogt de snijkracht met ongeveer 70%.
- Het verdubbelen van de snijsnelheid vermindert de snijkracht, hoewel deze afname geleidelijk is.
Deze relatie verklaart waarom bewerkingsstrategieën zoals het gebruik van G99 (voeding per omwenteling) de voorkeur hebben bij het verhogen van de snijsnelheid zonder de snijkracht significant te beïnvloeden.
4. Spanenkleur als Temperatuurindicator
Verschillende spanenkleuren komen overeen met verschillende temperatuurbereiken:
- Witte spanen duiden op temperaturen onder 200°C.
- Gele spanen duiden op temperaturen tussen 220–240°C.
- Donkerblauwe spanen komen voor bij ongeveer 290°C.
- Blauwe spanen duiden op temperaturen tussen 320–350°C.
- Paarse of zwarte spanen komen voor bij temperaturen boven 500°C.
- Rode spanen vertegenwoordigen extreme temperaturen boven 800°C.
Deze kleurindicatoren helpen machinisten om optimale snijtemperaturen te handhaven, die cruciaal zijn voor het behoud van de materiaalintegriteit en het voorkomen van gereedschapsslijtage.
5. Precisie bij het Draaien van Concave Bogen
Bij het draaien van concave bogen kunnen problemen ontstaan wanneer de daadwerkelijk gemeten waarde (X) aanzienlijk verschilt van de beoogde diameter (Y). Bijvoorbeeld, als X Y met meer dan 0,8 mm overschrijdt, kan het draaigereedschap tegen het startpunt van de boog wrijven, wat mogelijk schade aan het oppervlak of dimensionale fouten kan veroorzaken. Het gebruik van de juiste gereedschapsgeometrie, zoals een gereedschap met een 52-graden kleine snijkant hoek, kan helpen dit probleem te voorkomen.
6. Veelvoorkomende G-Codes in FANUC-Systemen
Het begrijpen van de G-codes in uw CNC-systeem is essentieel voor efficiënt bewerken. In FANUC-systemen zijn veelvoorkomende G-codes onder andere:
- G21: Metrische invoermodus.
- G54: Standaard werkcoördinatensysteem.
- G96/G97: Constante oppervlaksnelheidsregeling.
- G99: Voeding per omwenteling.
- G80: Annuleer ingeblikte cyclus.
- G40: Annuleer gereedschapsneusstraalcompensatie.
Elke code heeft een specifieke functie en helpt operators verschillende aspecten van het bewerkingsproces te controleren. Bijvoorbeeld, het gebruik van G96 om de oppervlaksnelheid te regelen kan zorgen voor een consistente afwerking over het hele werkstuk, ongeacht variaties in diameter.
7. Berekening van Schroefdraadsnijsnelheid
Bij het snijden van schroefdraad is een algemene formule voor het bepalen van de optimale spilsnelheid S = 1200 / spoed veiligheidsfactor (met een typische veiligheidsfactor van 0,8). Een juiste spilsnelheid zorgt voor schone, precieze schroefdraadprofielen en minimaliseert gereedschapsslijtage, vooral in toepassingen met hoge precisie.
8. Schroefdraadspoednormen
Bij externe schroefdraad is de spoed typisch **1,3 keer de nominale spoed (P)**, terwijl interne schroefdraad een spoed van **1,08P** gebruikt. Het begrijpen van dit verschil is essentieel voor het bereiken van strakke toleranties en ervoor zorgen dat externe en interne schroefdraad correct op elkaar aansluiten tijdens de montage.
9. Handmatige Gereedschapsneusstraalcompensatie voor Afschuinen
Bij handmatig afschuinen is het berekenen van gereedschapsneusstraalcompensatie cruciaal voor nauwkeurig bewerken. Voor afschuinen van onder naar boven:
- Z = R * (1 - tan(a/2))
- X = R * (1 - tan(a/2)) * tan(a)
Bij het afschuinen van boven naar beneden verandert de formule enigszins, maar de principes blijven hetzelfde. Correcte compensatie zorgt voor precieze hoeken en soepele overgangen tussen oppervlakken.
10. Impact van Snijsnelheid en Kracht op Gereedschapslevensduur
De relatie tussen snijsnelheid en snijkracht is cruciaal voor de levensduur van het gereedschap. Naarmate de snijsnelheid toeneemt terwijl de voedingssnelheid constant blijft, neemt de snijkracht af. Echter, hoge snijsnelheden kunnen ook leiden tot versnelde gereedschapsslijtage door de verhoogde hitte die wordt gegenereerd. Wanneer snijkrachten en interne spanningen de capaciteit van het gereedschap overschrijden, kan catastrofaal gereedschapsfalen optreden.
11. Aanpassen van Spilsnelheid om te Compensatie voor Verhoogde Voeding
Voor elke 0,05 mm toename in voedingssnelheid, verlaag de spilsnelheid met 50–80 RPM. Deze verlaging compenseert de verhoogde snijkracht en hitte die wordt gegenereerd door de hogere voeding, waardoor een meer gebalanceerde gereedschapsslijtage mogelijk is en gereedschapsfalen wordt voorkomen.
12. Speciale Overwegingen bij CNC Draaien
Bij het gebruik van CNC-draaibanken, houd deze factoren in gedachten:
- Veel economische CNC-draaibanken gebruiken variabele frequentieaandrijvingen (VFD's) voor traploze snelheidsregeling, wat koppelproblemen kan veroorzaken bij lage snelheden.
- Zorg ervoor dat gereedschappen hun volledige bewerking in één cyclus kunnen voltooien, vooral tijdens afwerkingsbewerkingen.
- Gebruik G96 om de oppervlaksnelheid te regelen en een consistente afwerking over verschillende diameters te behouden.
Bovendien, bij het draadsnijden op een CNC-draaibank, moeten hogere snelheden worden gebruikt om soepele, hoogwaardige schroefdraden te garanderen.
13. Trillingen en gereedschapsbreuk tijdens groeven
Groeven veroorzaakt vaak trillingen en gereedschapsbreuk, wat het gevolg is van overmatige snijkracht en onvoldoende gereedschapsstijfheid. Het gebruik van kortere gereedschapsoverhangen, grotere vrijloophoeken en bredere inzetstukken kan de gereedschapsstijfheid verbeteren en de kans op falen verminderen. Bij het selecteren van groefgereedschappen moet rekening worden gehouden met de balans tussen gereedschapsgrootte en de snijkrachten die ze kunnen weerstaan.
14. Oorzaken van trillingen tijdens groeven
Veelvoorkomende oorzaken van trillingen zijn:
- Gereedschapsoverhang die te lang is, waardoor de stijfheid vermindert.
- Onvoldoende machine stijfheid, waardoor het gereedschap meer snijkracht moet verwerken dan de machine aankan.
- Langzame voedingssnelheden, die de eenheidsnijkracht verhogen en trillingen veroorzaken.
Het verhogen van de spilsnelheid of het gebruik van stijvere machine-opstellingen kan deze problemen verminderen.
15. Dimensionale instabiliteit in de loop van de tijd
Bij het bewerken van een batch onderdelen kunnen de afmetingen na enkele uren beginnen te verschuiven als gevolg van gereedschapsslijtage. Naarmate gereedschappen slijten, nemen de snijkrachten toe, wat ertoe kan leiden dat het werkstuk in de klauwplaat verschuift, resulterend in onstabiele afmetingen. Regelmatige inspectie van de gereedschapstoestand en het opnieuw aanpassen van de klemming kan helpen om de dimensionale nauwkeurigheid bij langere runs te behouden.
16. FANUC subprogrammaformaten
In FANUC-systemen kunnen subprogramma's op twee manieren worden geformatteerd:
- P0000000: De eerste drie cijfers geven het aantal cycli aan, terwijl de laatste vier cijfers het programmanummer aangeven.
- P0000L000: De eerste vier cijfers geven het programmanummer aan, gevolgd door het aantal cycli.
Het begrijpen van deze formaten helpt bij het stroomlijnen van het programmabeheer en het vermijden van fouten.
17. G71 sequentienummerlimieten
Bij het gebruik van G71 voor ruwbewerkingscycli, zorg ervoor dat de P- en Q-waarden de sequentienummers van het programma niet overschrijden. Het overschrijden van deze limieten in FANUC-systemen resulteert in een alarm dat een onjuiste G71-G73-opmaak signaleert.
18. Diepe gaten boren
Bij het boren van diepe gaten, vermijd het slijpen van de spaangroeven om de efficiëntie van de spaanafvoer te behouden. Een goede spaanafvoer is cruciaal om gereedschapsbreuk te voorkomen en schone, nauwkeurige diepe gaten te garanderen.
19. Boogoffset in Z-richting
Wanneer het boogstartpunt hetzelfde blijft maar de Z-richting met "a" mm wordt verschoven, verschuift de basisdiameter van de boog met a/2. Dit principe helpt machinisten om nauwkeurige aanpassingen aan de afmetingen van onderdelen te maken zonder de algehele geometrie te veranderen.
20. Wijzigen van gatdiameter
Door de boor tijdens het bewerken te draaien, kunnen machinisten de diameter van het geboorde gat aanpassen. Deze methode is vooral nuttig in op maat gemaakte bewerkingstoepassingen waar kleine diameteraanpassingen nodig zijn zonder van gereedschap te wisselen.
21. Materiaal laadopties
Bij het invoeren van materiaal in CNC-machines zijn er drie primaire opties:
- Eén onderdeel per opstelling.
- Twee onderdelen per opstelling.
- Volledige staafinvoer.
Elke methode heeft zijn voordelen, afhankelijk van het gebruikte materiaal en de grootte van de werkstukken.
22. Roestvrij staal boren
Bij het boren van roestvrij staal, gebruik een kleinere centerboor om een goede snijwerking te garanderen. Voor kobaltboren, vermijd het slijpen van spaangroeven om gloeien tijdens het boorproces te voorkomen.
23. Gebruik van macroprogramma's in plaats van subprogramma's
Macroprogramma's kunnen subprogramma's in bepaalde systemen vervangen, waardoor het aantal programmanummers wordt verminderd en het programmabeheer wordt vereenvoudigd. Het gebruik van macro's elimineert ook veelvoorkomende fouten die gepaard gaan met subprogrammacalls.
24. Omgaan met ovaliteit in schroefdraden
Als ovaliteit optreedt tijdens het draadsnijden, kan het werkstuk losgeraakt zijn in de klauwplaat. In dergelijke gevallen kan het nemen van extra draadsnijdende passen met het draadsnijgereedschap helpen het probleem te corrigeren.
25. Minimaliseren van diameterafwijking op een boorstandaard
Bij het direct boren op een boorstandaard kunnen diameterafwijkingen optreden. Echter, het ruimen van het gat resulteert meestal in
diameterafwijkingen binnen acceptabele toleranties.
26. Problemen met gereedschappen identificeren
Een veelvoorkomend probleem bij externe schroefdraad is overmatige snijkrachten die gereedschapsbreuk veroorzaken. Om dit te voorkomen, moeten machinisten de snijkrachten nauwlettend in de gaten houden en gereedschappen indien nodig vervangen om gereedschapsfalen te voorkomen.
27. Beheren van hoge voedingssnelheden
Bij het werken met hoge voedingssnelheden kan het verlagen van de spilsnelheid helpen om de verhoogde snijkrachten die door de hogere voeding worden gegenereerd, in balans te brengen. Voor elke 0,05 mm toename in voeding, verlaag de spilsnelheid met 50–80 RPM.
28. Begrijpen van gereedschapslevensduur tijdens draaien
Tijdens draaibewerkingen kan het verhogen van de snijsnelheid de snijkrachten verminderen, maar ook de gereedschapsslijtage versnellen. Omgekeerd verlengen lagere snijsnelheden de levensduur van het gereedschap, maar kunnen ze leiden tot verhoogde snijkrachten als de voedingssnelheid te hoog is.
29. Oppervlakteafwerking en gereedschapsgeometrie
Gereedschapsgeometrie speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de oppervlakteafwerking van bewerkte onderdelen. Het gebruik van gereedschappen met de juiste spaanhoeken, vrijloophoeken en randvoorbereiding helpt bramen te minimaliseren en zorgt voor gladde oppervlakteafwerkingen, wat cruciaal is bij precisiebewerkingen.
Door deze 29 CNC-bewerkingstips te begrijpen, kunnen zowel beginners als professionals diepere inzichten in het vakgebied krijgen, de efficiëntie verbeteren en veelvoorkomende valkuilen vermijden. Voor iedereen die betrokken is bij CNC-bewerking, zal het beheersen van deze principes hun capaciteiten aanzienlijk verbeteren, wat uiteindelijk leidt tot producten van betere kwaliteit en efficiëntere werkstromen.
