22 základných faktov, ktoré musíte vedieť o spracovaní CNC gravírovacím strojom!

 

CNC gravírovacie stroje vynikajú jemným opracovaním malými nástrojmi, schopnými frézovať, brúsiť, vŕtať a rezať vysokorýchlostným závitom. Sú široko používané v priemysle 3C, priemysle foriem, medicínskom priemysle a ďalších oblastiach. Tento článok zhromažďuje bežné otázky o spracovaní CNC gravírovania.

 

 

 

 

1. Aký je hlavný rozdiel medzi CNC gravírovaním a CNC frézovaním?

CNC gravírovanie aj CNC frézovanie využívajú princípy frézovania. Hlavný rozdiel spočíva v použitom priemere nástroja. Typický rozsah priemerov nástroja pre CNC frézovanie je {{0}} milimetrov, zatiaľ čo pre CNC gravírovanie je to 0.2-3 milimetrov.

 

2. Je CNC frézovanie len na hrubé obrábanie a CNC gravírovanie len na jemné obrábanie?

Predtým, ako na to odpovieme, pochopme koncept procesu. Hrubé obrábanie zahŕňa veľké množstvo úberu materiálu, zatiaľ čo jemné obrábanie zahŕňa malé množstvo. Preto niektorí ľudia zvyčajne považujú hrubé obrábanie za „ťažké rezanie“ a jemné obrábanie za „ľahké rezanie“. V skutočnosti sú hrubovacie obrábanie, polodokončovanie a dokončovanie procesné koncepty predstavujúce rôzne fázy obrábania. Takže správna odpoveď je, že CNC frézovanie môže vykonávať ťažké aj ľahké rezanie, zatiaľ čo CNC gravírovanie môže vykonávať iba ľahké rezanie.

 

3. Môže CNC gravírovanie vykonávať hrubé obrábanie oceľových materiálov?

Na určenie, či CNC gravírovanie dokáže spracovať určitý materiál, je potrebné zvážiť veľkosť nástroja. Nástroje používané pri CNC gravírovaní určujú jeho maximálnu úberovú kapacitu. Ak tvar formy umožňuje použitie nástrojov s priemerom väčším ako 6 milimetrov, dôrazne sa odporúča najskôr použiť CNC frézovanie a potom použiť gravírovanie na odstránenie zvyšného materiálu.

 

4. Môže CNC obrábacie centrum so zosilňovačom rýchlosti vykonávať gravírovanie?

Nie, nemôže. Takéto výrobky sa objavili na výstavách pred dvoma rokmi, ale nemohli dokončiť gravírovanie. Hlavným dôvodom je, že CNC obrábacie centrá sú navrhnuté s ohľadom na vlastný rad nástrojov a celková konštrukcia nie je vhodná na gravírovanie. Mylná predstava vzniká prirovnaním vysokorýchlostných elektrických vretien s jediným znakom gravírovacích strojov.

 

5. Môže CNC gravírovanie nahradiť EDM (Electric Discharge Machining)?

Nie, nemôže. Hoci gravírovanie znižuje rozsah priemerov nástroja na frézovanie, čo umožňuje spracovanie niektorých malých foriem, ktoré predtým vyžadovali EDM, s gravírovaním, pomer dĺžky k priemeru gravírovacích nástrojov je vo všeobecnosti okolo 5:1. Pri použití nástrojov s malým priemerom je možné obrábať len plytké dutiny, zatiaľ čo EDM môže vytvárať dutiny takmer bez reznej sily, pokiaľ je možné vyrábať elektródy.

 

 

 

 

6. Aké sú hlavné faktory ovplyvňujúce spracovanie gravírovania?

Obrábanie je zložitý proces s viacerými ovplyvňujúcimi faktormi, medzi ktoré patria najmä vlastnosti obrábacích strojov, nástroje, riadiace systémy, vlastnosti materiálov, technológia spracovania, pomocné prípravky a okolité prostredie.

 

7. Aké sú požiadavky na riadiaci systém pri spracovaní CNC gravírovania?

CNC gravírovanie je v podstate proces frézovania, takže riadiaci systém musí mať možnosti frézovania. Pri obrábaní malých nástrojov musí poskytovať doprednú funkciu, spomaľovať pred dráhou a znižovať frekvenciu zlomenia nástroja. Súčasne by sa mala zvýšiť rýchlosť posuvu na hladších segmentoch dráhy, aby sa zlepšila účinnosť gravírovania.

 

8. Aké vlastnosti materiálu ovplyvňujú spracovanie?

Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi gravírovací výkon materiálov sú typ materiálu, tvrdosť a húževnatosť. Typy materiálov zahŕňajú kovové a nekovové materiály. Všeobecne platí, že čím väčšia tvrdosť, tým horšia opracovateľnosť; čím väčšia viskozita, tým horšia obrobiteľnosť. Viac nečistôt tiež znižuje obrobiteľnosť a čím väčšia je tvrdosť vnútorných častíc, tým horšia je obrobiteľnosť. Hrubým štandardom je, že vyšší obsah uhlíka vedie k horšej obrobiteľnosti, vyšší obsah zliatin vedie k horšej obrobiteľnosti a vyšší obsah nekovových prvkov vedie k lepšej obrobiteľnosti (hoci obsah nekovov v materiáloch je vo všeobecnosti prísne kontrolovaný).

 

9. Ktoré materiály sú vhodné na gravírovanie?

Vhodné nekovové materiály na gravírovanie zahŕňajú akryl, živicu a drevo. Medzi nevhodné nekovové materiály patrí prírodný mramor a sklo. Vhodné kovové materiály zahŕňajú meď, hliník a mäkkú oceľ s tvrdosťou menšou ako HRC40. Medzi nevhodné kovové materiály patrí kalená oceľ.

 

10. Ako samotný nástroj ovplyvňuje spracovanie a akým spôsobom?

Medzi faktory ovplyvňujúce výkon gravírovacieho nástroja patrí materiál nástroja, geometrické parametre a technológia brúsenia. Gravírovacie nástroje sú vyrobené z tvrdej zliatiny, práškovej zliatiny a hlavným ukazovateľom výkonu je stredný priemer prášku. Menší priemer znamená väčšiu odolnosť proti opotrebovaniu a dlhšiu životnosť nástroja. Ostrosť nástroja ovplyvňuje predovšetkým reznú silu. Ostrejšie nástroje majú za následok nižšiu reznú silu, hladšie spracovanie a lepšiu kvalitu povrchu, ale nižšiu životnosť nástroja. Preto by sa pre rôzne materiály mali zvoliť rôzne úrovne ostrosti. Mäkšie a lepkavejšie materiály vyžadujú ostrejšie nástroje, zatiaľ čo tvrdšie materiály vyžadujú menšiu ostrosť na zlepšenie životnosti nástroja. Ak je však nástroj príliš tupý, rezná sila sa zvyšuje, čo ovplyvňuje spracovanie. Kľúčovým faktorom pri brúsení nástrojov je zrnitosť dokončovacieho brúsneho kotúča. Vyššia veľkosť zrna vytvára jemnejšie rezné hrany, zlepšuje životnosť nástroja a hladšie zadné čelá nástroja, čím sa zvyšuje kvalita povrchu.

 

11. Aký je vzorec pre životnosť nástroja?

Životnosť nástroja sa vzťahuje predovšetkým na životnosť nástroja počas procesu obrábania oceľových materiálov. Empirický vzorec je: (T je životnosť nástroja, CT je parameter životnosti, VC je rýchlosť reznej čiary, f je posuv na zub, P je hĺbka rezu). Spomedzi nich má rýchlosť reznej linky najvýznamnejší vplyv na životnosť nástroja. Okrem toho radiálne hádzanie nástroja, kvalita brúsenia, materiál nástroja a povlak a chladiaca kvapalina tiež ovplyvňujú životnosť nástroja.

 

12. Ako chrániť zariadenie gravírovacích strojov pri spracovaní?

1) Chráňte nástroj na nastavenie nástroja pred nadmerným pôsobením oleja.

2) Kontrolujte odletujúce triesky, ktoré môžu poškodiť stroj tým, že spôsobia skraty v rozvodnej skrini alebo znížia životnosť skrutiek a vodidiel, keď sa dostanú dovnútra.

3) Pri presúvaní pracovného svetla neťahajte za hlavu lampy, aby ste predišli jej poškodeniu.

4) Nesledujte pozorne oblasť rezu, aby ste predišli poraneniu očí odletujúcimi trieskami. Vyhnite sa akýmkoľvek operáciám na pracovnom stole, keď sa motor vretena otáča.

5) Neotvárajte ani nezatvárajte dvierka stroja násilím, pretože náraz počas jemného spracovania môže spôsobiť stopy po nástroji na povrchu.

6) Pred začatím spracovania sa uistite, že vreteno dosiahne plnú rýchlosť, aby sa zabránilo zastaveniu motora v dôsledku nízkych počiatočných otáčok.

7) Na nosníky stroja neumiestňujte žiadne nástroje ani obrobky.

8) Na elektrickú skrinku neumiestňujte magnetické nástroje, ako sú skľučovadlá a základne číselníkov, aby nedošlo k poškodeniu displeja.

 

13. Aké parametre je potrebné upraviť, keď sa nové nástroje zablokujú a problémy so spracovaním?

Keď sa nový nástroj počas obrábania zablokuje a proces je náročný, ktoré parametre je potrebné upraviť? Ťažkosti pri obrábaní sú spôsobené tým, že výkon vretena a krútiaci moment nie sú schopné zvládnuť aktuálne rezné zaťaženie. Vhodnou akciou je preprogramovať dráhu, znížiť hĺbku rezu, hĺbku drážky a množstvo orezania. Ak je celkový čas obrábania kratší ako 30 minút, stav rezu možno zlepšiť aj úpravou rýchlosti posuvu.

 

14. Aká je funkcia reznej kvapaliny?

Pri spracovaní kovov je potrebné venovať pozornosť pridávaniu chladiacej kvapaliny. Úlohou chladiaceho systému je odstraňovať rezné teplo a triesky a zabezpečovať mazanie počas spracovania. Chladiaca kvapalina odvádza rezné teplo, čím sa znižuje teplo prenášané na nástroj a motor, čím sa predlžuje ich životnosť. Odstraňuje tiež triesky, čím zabraňuje sekundárnemu rezaniu. Mazanie znižuje reznú silu, vďaka čomu je obrábanie stabilnejšie. Pri spracovaní medi môže použitie reznej kvapaliny na báze oleja zlepšiť kvalitu povrchu.

 

15. Aké sú fázy opotrebovania nástroja?

Opotrebenie nástroja je rozdelené do troch etáp: počiatočné opotrebenie, bežné opotrebenie a rýchle opotrebenie. V počiatočnom štádiu opotrebovania je primárnou príčinou opotrebovania nástroja nízka teplota, ktorá ešte nedosiahla optimálnu reznú teplotu. Opotrebenie je v tomto štádiu najmä abrazívne, ktoré výrazne ovplyvňuje nástroj a môže ľahko viesť k zlomeniu nástroja. Táto fáza je veľmi nebezpečná; nesprávna manipulácia môže viesť k poruche nástroja. Keď nástroj prejde počiatočnou fázou opotrebovania a dosiahne určitú teplotu rezania, hlavným opotrebovaním je difúzne opotrebovanie, ktoré primárne spôsobuje lokalizované odlupovanie. Toto opotrebovanie je relatívne malé a pomalé. Keď opotrebovanie dosiahne určitú mieru, nástroj zlyhá a prejde do fázy rýchleho opotrebovania.

 

16. Prečo je potrebné vlámanie do nástroja a ako sa to robí?

Prečo a ako by mali byť nástroje zavedené? Ako už bolo spomenuté, nástroje sú náchylné na zlomenie počas počiatočnej fázy opotrebovania. Aby sa tomu zabránilo, musia byť nástroje zabehnuté, aby sa teplota rezania postupne zvyšovala na primeranú úroveň. Experimentálne overenie ukazuje, že pri rovnakých parametroch spracovania sa životnosť nástroja po zábehu viac ako zdvojnásobí. Metódou zábehu je udržiavať primeranú rýchlosť vretena pri znížení rýchlosti posuvu na polovicu, s dobou spracovania približne 5-10 minút. Použite nižšiu hodnotu pre mäkké materiály a vyššiu hodnotu pre tvrdé kovy.

17. Ako určiť silné opotrebovanie nástroja?

Silné opotrebovanie nástroja možno identifikovať podľa:

1) Počas spracovania počuť ostrý hluk.

2) Zaznamenanie výrazného zablokovania vretena.

3) Pocit zvýšených vibrácií počas spracovania a viditeľné vibrácie vretena.

4) Pozorovanie nesúrodých stôp po nástroji na obrobenom povrchu (ak k tomu dôjde od začiatku, znamená to nadmernú hĺbku rezu).

 

 

 

 

18. Kedy by sa mal nástroj vymeniť?

Náradie by sa malo vymeniť, keď dosiahne približne 2/3 svojej maximálnej životnosti. Napríklad, ak nástroj vykazuje silné opotrebovanie po 60 minútach používania, mal by sa vymeniť po 40 minútach pri ďalšom procese obrábania. Osvojenie si návyku pravidelnej plánovanej výmeny nástrojov je nevyhnutné.

 

19. Môže sa silne opotrebovaný nástroj naďalej používať?

Po silnom opotrebovaní sa môže rezná sila zvýšiť až na trojnásobok normálnej úrovne. Rezná sila má významný vplyv na životnosť vretenového motora, pričom životnosť motora je nepriamo úmerná tretej mocnine sily. Napríklad obrábanie po dobu 10 minút s trojnásobne zvýšenou reznou silou je ekvivalentné použitiu vretena po dobu 270 minút za normálnych podmienok (10 * 3^3=270).

 

20. Ako určiť dĺžku výstupku nástroja pri hrubom obrábaní?

Čím kratšia je dĺžka výstupku nástroja, tým lepšie. Ak je však príliš krátky, budú potrebné časté úpravy, ktoré ovplyvňujú účinnosť. Smernica znie: nástrojová tyč s priemerom φ3 sa môže predĺžiť o 5 mm, nástrojová tyč s priemerom φ4 sa môže predĺžiť o 7 mm a nástrojová tyč s priemerom φ6 sa môže predĺžiť o 10 mm pre bežné obrábanie. Pri nastavovaní nástroja sa snažte zostať v rámci týchto hodnôt. Ak dĺžka nástroja presahuje tieto hodnoty, kontrolujte hĺbku rezu počas opotrebovania nástroja. Toto si vyžaduje cvik na zvládnutie.

 

21. Ako zvládnuť náhle zlomenie nástroja pri obrábaní?

1) Zastavte obrábanie a skontrolujte aktuálne poradové číslo obrábania.

2) Skontrolujte miesto zlomu, či sa v ňom nenachádzajú zvyšky tela nástroja, a ak je prítomné, odstráňte ho.

3) Analyzujte príčinu zlomenia nástroja, čo je kľúčové. K zlomeniu zvyčajne dochádza v dôsledku náhleho zvýšenia reznej sily, čo môže byť spôsobené problémom s dráhou, nadmernými vibráciami nástroja, tvrdými miestami v materiáli alebo nesprávnou rýchlosťou vretena.

4) Po analýze vymeňte nástroj a pokračujte v obrábaní. Ak sa dráha nezmení, začnite obrábať o jednu sekvenciu skôr, znížte rýchlosť posuvu, pretože miesto zlomu je silne spevnené, a nechajte nástroj zalomiť.

 

22. Ako upraviť parametre obrábania, keď hrubé obrábanie nejde dobre?

Ak nie je možné zabezpečiť životnosť nástroja pri primeraných otáčkach vretena, upravte parametre tak, že najprv znížite hĺbku rezu, potom rýchlosť posuvu a nakoniec množstvo bočného posuvu. Všimnite si, že zníženie hĺbky rezu má svoje limity – príliš malá hĺbka má za následok nadmerné vrstvy, čo teoreticky zlepšuje účinnosť rezania, ale môže znížiť skutočnú efektivitu obrábania v dôsledku iných faktorov. V takýchto prípadoch môže byť efektívnejší prechod na menší nástroj, pričom minimálna hĺbka rezu vo všeobecnosti nie je menšia ako 0,1 mm.