Do sự phức tạp của gia công CNC (chẳng hạn như các máy công cụ khác nhau, các vật liệu khác nhau, các dụng cụ khác nhau, các phương pháp cắt khác nhau, các thiết lập thông số khác nhau, v.v.), cần một thời gian tương đối dài để đạt được một mức độ nhất định trong gia công CNC (dù là gia công hay lập trình). Hướng dẫn này là tóm tắt một số kinh nghiệm được các kỹ sư tổng kết trong quá trình sản xuất thực tế lâu dài về công nghệ gia công CNC, quy trình, lựa chọn các thông số dụng cụ thường dùng, giám sát trong quá trình gia công, v.v., có thể được sử dụng để tham khảo.
Q: Làm thế nào để phân chia quy trình gia công?
A: Việc phân chia quy trình gia công CNC có thể được thực hiện theo các phương pháp sau:
- Phương pháp sắp xếp tập trung dụng cụ là chia quy trình theo các dụng cụ được sử dụng, và sử dụng cùng một dụng cụ để hoàn thành tất cả các phần có thể hoàn thành trên chi tiết. Sau đó sử dụng dụng cụ thứ hai và thứ ba để hoàn thành các phần khác mà chúng có thể hoàn thành. Điều này có thể giảm số lần thay đổi dụng cụ, nén thời gian không tải và giảm các lỗi định vị không cần thiết.
- Phân chia theo các phần gia công Đối với các bộ phận có nhiều nội dung gia công, phần gia công có thể được chia thành nhiều phần theo đặc điểm cấu trúc của nó, chẳng hạn như hình dạng bên trong, hình dạng bên ngoài, bề mặt cong hoặc mặt phẳng. Thông thường, các mặt phẳng và bề mặt định vị được gia công trước, sau đó là các lỗ; các hình dạng hình học đơn giản được gia công trước, sau đó là các hình dạng hình học phức tạp; các bộ phận có độ chính xác thấp hơn được gia công trước, sau đó là các bộ phận có yêu cầu độ chính xác cao hơn.
- Gia công theo trình tự thô và tinh Đối với các bộ phận dễ bị biến dạng trong quá trình gia công, cần phải sửa chữa do biến dạng có thể xảy ra sau khi gia công thô. Do đó, nói chung, tất cả các quy trình yêu cầu gia công thô và tinh phải được tách biệt.
Tóm lại, khi phân chia các quy trình, cần linh hoạt nắm bắt cấu trúc và khả năng gia công của các bộ phận, chức năng của máy công cụ, lượng nội dung gia công CNC của các bộ phận, số lần lắp đặt và tình trạng tổ chức sản xuất của đơn vị. Cũng nên áp dụng nguyên tắc tập trung quy trình hoặc nguyên tắc phân tán quy trình. Nó nên được xác định theo tình hình thực tế, nhưng phải hợp lý.
Q: Những nguyên tắc nào cần tuân theo khi sắp xếp trình tự gia công?
A: Việc sắp xếp trình tự gia công nên dựa trên cấu trúc và điều kiện phôi của các bộ phận, cũng như nhu cầu về định vị và kẹp chặt. Trọng tâm là không làm hỏng độ cứng của chi tiết gia công. Trình tự nên được thực hiện theo các nguyên tắc sau:
- Quá trình gia công của quy trình trước không được ảnh hưởng đến việc định vị và kẹp chặt của quy trình tiếp theo. Các quy trình gia công máy công cụ thông thường cũng cần được xem xét tổng thể.
- Thực hiện quy trình gia công hình dạng bên trong và khoang bên trong trước, sau đó là quy trình gia công hình dạng bên ngoài.
- Tốt nhất là thực hiện các quy trình được gia công với cùng một phương pháp định vị, kẹp chặt hoặc cùng một dụng cụ liên tiếp để giảm số lần định vị lại, thay đổi dụng cụ và di chuyển bàn máy.
- Đối với nhiều quy trình được thực hiện trong cùng một lần lắp đặt, quy trình gây ít hư hại nhất cho độ cứng của chi tiết gia công nên được sắp xếp trước.
Q: Những khía cạnh nào cần chú ý khi xác định phương pháp kẹp chặt chi tiết gia công?
A: Ba điểm sau đây cần được chú ý khi xác định tham chiếu định vị và phương án kẹp chặt:
- Cố gắng thống nhất các tham chiếu của thiết kế, quy trình và tính toán lập trình.
- Giảm thiểu số lần kẹp chặt và cố gắng gia công tất cả các bề mặt cần gia công sau một lần định vị.
- Tránh sử dụng các phương án điều chỉnh thủ công chiếm dụng máy.
- Đồ gá phải mở, và cơ chế định vị và kẹp chặt của nó không được ảnh hưởng đến đường đi của dụng cụ trong quá trình gia công (chẳng hạn như va chạm). Khi gặp tình huống như vậy, có thể kẹp chặt bằng cách sử dụng ê tô hoặc thêm tấm đáy để tháo vít.
Q: Làm thế nào để xác định điểm đặt dụng cụ hợp lý hơn?
Mối quan hệ giữa hệ tọa độ chi tiết gia công và hệ tọa độ lập trình là gì?
A: 1. Điểm đặt dụng cụ có thể được đặt trên phần đã gia công, nhưng lưu ý rằng điểm đặt dụng cụ phải là vị trí tham chiếu hoặc phần đã được gia công tinh. Đôi khi điểm đặt dụng cụ bị phá hủy bởi quá trình gia công sau quy trình đầu tiên, điều này sẽ làm cho không thể tìm thấy điểm đặt dụng cụ trong quy trình thứ hai và sau đó. Do đó, khi đặt dụng cụ trong quy trình đầu tiên, chú ý đặt một vị trí đặt dụng cụ tương đối tại một nơi có mối quan hệ kích thước tương đối cố định với tham chiếu định vị, để có thể tìm thấy điểm đặt dụng cụ ban đầu theo mối quan hệ vị trí tương đối giữa chúng. Vị trí đặt dụng cụ tương đối này thường được đặt trên bàn máy hoặc đồ gá. Các nguyên tắc lựa chọn như sau:
1) Dễ căn chỉnh.
2) Lập trình thuận tiện.
3) Lỗi thiết lập dụng cụ nhỏ.
4) Kiểm tra thuận tiện trong quá trình gia công.
2. Vị trí gốc của hệ tọa độ phôi được thiết lập bởi người vận hành. Nó được xác định bằng cách thiết lập dụng cụ sau khi phôi được kẹp chặt. Nó phản ánh mối quan hệ vị trí khoảng cách giữa phôi và điểm không của máy công cụ. Một khi hệ tọa độ phôi được cố định, nó thường không thay đổi. Hệ tọa độ phôi và hệ tọa độ lập trình phải được thống nhất, tức là trong quá trình gia công, hệ tọa độ phôi và hệ tọa độ lập trình phải nhất quán.
Q: Làm thế nào để chọn đường đi của dụng cụ?
A: Đường đi của dụng cụ đề cập đến quỹ đạo và hướng di chuyển của dụng cụ so với phôi trong quá trình gia công CNC. Việc lựa chọn hợp lý lộ trình gia công là rất quan trọng vì nó liên quan chặt chẽ đến độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt của các bộ phận. Các điểm sau đây chủ yếu được xem xét khi xác định đường đi của dụng cụ:
1) Đảm bảo yêu cầu độ chính xác gia công của các bộ phận.
2) Tạo điều kiện thuận lợi cho các tính toán số học và giảm khối lượng công việc lập trình.
3) Tìm kiếm lộ trình gia công ngắn nhất và giảm thời gian chờ của dụng cụ để cải thiện hiệu quả gia công.
4) Giảm thiểu số lượng đoạn chương trình.
5) Đảm bảo yêu cầu độ nhám bề mặt của phôi sau khi gia công, và đường viền cuối cùng nên được sắp xếp để dụng cụ cuối cùng gia công liên tục.
6) Lộ trình vào và ra của dụng cụ (cắt vào và cắt ra) cũng cần được xem xét cẩn thận để giảm thiểu việc dừng lại tại đường viền (biến dạng đàn hồi do thay đổi đột ngột lực cắt) và để lại vết dụng cụ, và cũng tránh cắt thẳng đứng trên bề mặt đường viền và làm xước phôi.
Q: Làm thế nào để giám sát và điều chỉnh trong quá trình gia công?
A: Sau khi phôi được căn chỉnh và chương trình được gỡ lỗi, nó có thể vào giai đoạn gia công tự động. Trong quá trình gia công tự động, người vận hành phải giám sát quá trình cắt để ngăn ngừa cắt bất thường gây ra các vấn đề chất lượng phôi và các tai nạn khác.
Các khía cạnh sau đây cần được xem xét để giám sát quá trình cắt:
- Giám sát quá trình gia công thô Gia công thô chủ yếu xem xét việc loại bỏ nhanh chóng lượng dư thừa trên bề mặt phôi. Trong quá trình gia công tự động của máy công cụ, theo lượng cắt đã đặt, dụng cụ tự động cắt theo quỹ đạo cắt đã định trước. Lúc này, người vận hành cần chú ý quan sát sự thay đổi tải cắt trong quá trình gia công tự động thông qua bảng tải cắt, và điều chỉnh lượng cắt theo khả năng chịu tải của dụng cụ để tối đa hóa hiệu quả của máy công cụ.
- Giám sát âm thanh cắt trong quá trình cắt Trong quá trình cắt tự động, khi quá trình cắt bắt đầu, âm thanh của dụng cụ cắt phôi thường ổn định, liên tục và nhẹ nhàng, và chuyển động của máy công cụ ổn định. Khi quá trình cắt tiến triển, khi có các điểm cứng trên phôi hoặc dụng cụ bị mòn hoặc dụng cụ bị kẹp, quá trình cắt trở nên không ổn định. Sự không ổn định được biểu hiện bằng sự thay đổi âm thanh cắt, âm thanh va chạm giữa dụng cụ và phôi, và rung động của máy công cụ. Lúc này, cần điều chỉnh lượng cắt và điều kiện cắt kịp thời. Khi hiệu quả điều chỉnh không rõ ràng, máy công cụ nên được dừng lại để kiểm tra tình trạng của dụng cụ và phôi.
- Giám sát quá trình hoàn thiện Quá trình hoàn thiện chủ yếu để đảm bảo kích thước gia công và chất lượng bề mặt của phôi. Tốc độ cắt cao và tốc độ tiến dao lớn. Lúc này, cần chú ý đến ảnh hưởng của cạnh tích tụ lên bề mặt gia công. Đối với gia công khoang, cũng cần chú ý đến việc cắt quá mức và cắt tại các góc. Để giải quyết các vấn đề trên, một là chú ý điều chỉnh vị trí phun của dung dịch cắt để bề mặt gia công luôn ở trong điều kiện làm mát tốt nhất; thứ hai là chú ý quan sát chất lượng bề mặt gia công của phôi và tránh thay đổi chất lượng càng nhiều càng tốt bằng cách điều chỉnh lượng cắt. Nếu việc điều chỉnh vẫn không có hiệu quả rõ rệt, máy nên được dừng lại để kiểm tra xem chương trình ban đầu có được lập trình hợp lý hay không. Đặc biệt, chú ý đến vị trí của dụng cụ khi tạm dừng để kiểm tra hoặc dừng để kiểm tra. Nếu dụng cụ dừng trong quá trình cắt và trục chính dừng đột ngột, sẽ tạo ra vết dụng cụ trên bề mặt phôi. Thông thường, máy nên được dừng lại khi dụng cụ rời khỏi trạng thái cắt.
- Giám sát dụng cụ Chất lượng của dụng cụ quyết định chất lượng gia công của phôi ở mức độ lớn. Trong quá trình gia công và cắt tự động, cần đánh giá sự mòn bình thường và hư hỏng bất thường của dụng cụ bằng cách giám sát âm thanh, kiểm soát thời gian cắt, kiểm tra tạm dừng trong quá trình cắt, phân tích bề mặt phôi và các phương pháp khác. Theo yêu cầu gia công, dụng cụ cần được xử lý kịp thời để ngăn ngừa các vấn đề chất lượng gia công do dụng cụ không được xử lý kịp thời.
Q: Làm thế nào để chọn dụng cụ gia công hợp lý?
Các yếu tố chính của tiêu thụ cắt là gì? Có bao nhiêu vật liệu cho dụng cụ? Làm thế nào để xác định tốc độ dụng cụ, tốc độ cắt và chiều rộng cắt?
A: 1. Khi phay mặt phẳng, bạn nên sử dụng dao phay ngón carbide không mài lại hoặc dao phay ngón. Trong phay thông thường, cố gắng sử dụng dụng cụ thứ cấp. Dụng cụ đầu tiên tốt nhất là sử dụng dao phay ngón để phay thô, và dụng cụ được di chuyển liên tục dọc theo bề mặt của phôi. Chiều rộng của mỗi lần dụng cụ được khuyến nghị là 60%-75% đường kính dụng cụ.
2. Dao phay ngón và dao phay ngón với lưỡi cắt carbide chủ yếu được sử dụng để gia công các bề mặt boss, rãnh và miệng hộp.
3. Dao cầu và dao tròn (còn được gọi là dao mũi tròn) thường được sử dụng để gia công các bề mặt cong và các hình dạng biên dạng biến đổi. Dao cầu chủ yếu được sử dụng để gia công bán tinh và gia công tinh. Dao tròn với lưỡi cắt carbide chủ yếu được sử dụng để gia công thô.
Q: Vai trò của bảng chương trình gia công là gì?
Bảng chương trình gia công nên bao gồm những gì?
A: (1) Bảng chương trình gia công là một trong những nội dung của thiết kế quy trình gia công CNC. Nó cũng là một quy trình mà các nhà vận hành cần tuân theo và thực hiện. Nó là một mô tả cụ thể về chương trình gia công. Mục đích là để cho nhà vận hành biết nội dung chương trình, phương pháp kẹp và định vị, và những vấn đề cần chú ý khi sử dụng các dụng cụ được chọn cho mỗi chương trình gia công.
(2) Bảng chương trình gia công nên bao gồm: tên bản vẽ và tệp lập trình, tên phôi, bản vẽ kẹp, tên chương trình, dụng cụ sử dụng cho mỗi chương trình, độ sâu cắt tối đa, tính chất gia công (chẳng hạn như gia công thô hoặc gia công tinh), thời gian gia công lý thuyết, v.v.
Q: Những chuẩn bị nào cần được thực hiện trước khi lập trình CNC?
A: Sau khi xác định công nghệ gia công, trước khi lập trình, bạn cần hiểu: 1. Phương pháp kẹp phôi; 2. Kích thước của phôi thô - để xác định phạm vi gia công hoặc liệu có cần kẹp nhiều lần hay không; 3. Vật liệu của phôi - để chọn dụng cụ sử dụng cho gia công; 4. Những dụng cụ nào có sẵn trong kho - để tránh việc phải sửa đổi chương trình do thiếu dụng cụ này trong quá trình gia công. Nếu dụng cụ này phải được sử dụng, nó có thể được chuẩn bị trước.
Q: Nguyên tắc đặt chiều cao an toàn trong lập trình là gì?
A: Nguyên tắc đặt chiều cao an toàn: thường cao hơn bề mặt cao nhất của đảo. Hoặc đặt điểm không lập trình tại bề mặt cao nhất, điều này cũng có thể giảm thiểu rủi ro va chạm dụng cụ.
Q: Tại sao chúng ta cần hậu xử lý sau khi đường dẫn dụng cụ được biên soạn?
A: Vì các máy công cụ khác nhau có thể nhận dạng các mã địa chỉ và định dạng chương trình NC khác nhau, nên cần phải chọn định dạng hậu xử lý chính xác cho máy công cụ được sử dụng để đảm bảo rằng chương trình đã biên soạn có thể chạy được.
Q: Giao tiếp DNC là gì?
A: Có hai cách truyền chương trình: CNC và DNC. CNC có nghĩa là chương trình được truyền vào bộ nhớ của máy công cụ thông qua các phương tiện (chẳng hạn như đĩa mềm, đầu đọc băng, đường truyền thông, v.v.) và được lưu trữ. Khi gia công, chương trình được gọi ra từ bộ nhớ để gia công. Vì dung lượng của bộ nhớ bị giới hạn bởi kích thước, DNC có thể được sử dụng để gia công khi chương trình lớn. Vì máy công cụ đọc chương trình trực tiếp từ máy tính điều khiển trong quá trình gia công DNC (tức là được gửi trong khi thực hiện), nó không bị giới hạn bởi dung lượng bộ nhớ. Có ba yếu tố chính trong các thông số cắt: độ sâu cắt, tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao. Nguyên tắc chung của việc chọn thông số cắt là: cắt ít, tiến nhanh (tức là độ sâu cắt nhỏ và tốc độ tiến dao nhanh). Theo phân loại vật liệu, dụng cụ thường được chia thành dao thép trắng cứng thông thường (vật liệu là thép tốc độ cao), dụng cụ phủ (chẳng hạn như mạ titan, v.v.), và dụng cụ hợp kim (chẳng hạn như thép tungsten, dụng cụ boron nitride, v.v.).
