CNC frezalash operatsiyalarida sirtni tugatish
1. Odatdagi sirt pürüzlülüğü erishish mumkin
CNC frezalash asboblar strategiyasi, mashina dinamikasi va material xususiyatlariga qarab turli xil sirt qoplamalarini ishlab chiqaradi. Materialni olib tashlash uchun qo'pol frezalash odatda 3,2 dan 12,5 mikrometre Ra gacha bo'lgan sirt pürüzlülüğüne erishadi, bu ko'zga ko'ringan asboblar belgilari va katta qadamlarning qirrali qirralari bilan tavsiflanadi. Yarim{4}}o‘rtacha parametrlar bilan frezalash 1,6 dan 3,2 mikrometre Ra gacha, muhim bo‘lmagan{7}}konstruktiv xususiyatlarga mos keladi. Nozik qadamlar, yuqori shpindel tezligi va o'tkir asboblar yordamida frezalashni tugatish 0,8 dan 1,6 mikrometre Ra ga etadi, bu umumiy aniqlikdagi yig'ishlar uchun javob beradi. Optimallashtirilgan yuqori{12}}tezlikdagi ishlov berish strategiyalari bilan nozik pardozlash 0,4 dan 0,8 mikrometre Ra ga erishadi, bu ko‘rinadigan kosmetik yuzalar va o‘rtacha aniqlikdagi mos-ga mos keladi. Qattiq dastgohlar, muvozanatli asbob-uskunalar va mikro{18}}qadam yondashuvlar yordamida yuqori aniqlikdagi frezalash 0,2 dan 0,4 mikrometre Ra ga yetishi mumkin. Maxsus shpindellar, tebranish izolyatsiyasi va bitta kristalli olmos yoki sayqallangan karbid asboblari-o‘ta nozik frezalash-0,1 mikrometrdan past bo‘lgan oynaga o‘xshash yuzalarni hosil qiladi, mikro ishlov berishda esa 0,05 mikrometrga yaqinlashadi.
2. Tegirmonli sirt hosil qilishning nazariy asoslari
Bir nuqtali asbob uzluksiz spiral sirt profillarini yaratadigan-burilishdan farqli o'laroq, frezalashda uzluksiz, sikloid sirt naqshlarini hosil qiluvchi ko'p{1}}tishli kesgichlar qo'llaniladi. Periferik frezalashda nazariy cho'qqi-to-cho'qqi balandligi to'sar diametriga, naylar soniga, har bir tishga o'tishga va radial tutashuvga bog'liq. Uch o'lchovli{6}}to'p{6}}yuzalarni frezalashda qo'shni o'tishlar orasidagi cho'qqi balandligi asbob radiusi va o'tish masofasi bilan bog'liq geometrik munosabatlarga mos keladi. O'tishni 0,5 millimetrdan 0,1 millimetrga qisqartirish, odatda, nazariy cho'qqi balandligini besh baravarga kamaytiradi, ammo haqiqiy yaxshilanish mashinaning dinamikasi va asbobning burilish cheklovlari tufayli kamayadi.
Frezelemening intervalgacha kesish tabiati tizimli tebranishlarni qo'zg'atadigan davriy ta'sir kuchlarini keltirib chiqaradi, bu esa erishish mumkin bo'lgan tugatishni uzluksiz kesish jarayonlariga qaraganda tizim dinamikasiga ko'proq sezgir qiladi. Har bir nay kirishi, agar chastotalar strukturaviy tabiiy rejimlarga mos kelsa, suhbatni qo'zg'atishi mumkin bo'lgan vaqtinchalik kuch impulsini yaratadi.
3. Tegirmonlangan sirtni tugatishga kritik parametr ta'siri
Har bir tish uchun ozuqa sirt tuzilishiga ta'sir qiluvchi asosiy parametr bo'lib xizmat qiladi. Pastki ozuqalar chip qalinligini va taroqning nazariy balandligini pasaytiradi, bu esa cho'zilgan aylanish vaqti evaziga tugatishni yaxshilaydi. Biroq, haddan tashqari past oziqlanishlar kesish o'rniga ishqalanishga olib keladi, issiqlik hosil qiladi va ishlov berishning mutanosib yaxshilanishisiz-qattiqlashadi. Tugatish uchun optimal yemlar odatda po'lat uchun 0,05 dan 0,15 millimetrgacha, alyuminiy uchun esa 0,1 dan 0,3 millimetrgacha, nozik pardozlash har bir tish uchun 0,05 millimetrdan past bo'ladi.
Kesish tezligi o'rnatilgan qirrali harakat-va asbobning eskirish jarayoni va termal effektlar orqali tugatishga ta'sir qiladi. Yuqori tezliklar, odatda, alyuminiy va misning o'rnatilgan-qirrasini kamaytiradi va sirt yorqinligini yaxshilaydi. Po'latlarda o'rtacha tezlik kraterning eskirishini tezlashtiradigan haddan tashqari issiqlikdan-yuklangan chekkadan qochishni muvozanatlashtiradi. Har qanday materialdagi haddan tashqari tezlik tebranish va termal buzilishlarni keltirib chiqaradi, bu esa tugatish mustahkamligini buzadi.
Radial bog'lanish yoki qadam tashlash, profil va cho'ntak operatsiyalarida sirt hosil bo'lishini tanqidiy ravishda belgilaydi. To'sar diametrining 50 dan 80 foizigacha bo'lgan katta qadamlar materialni olib tashlashni maksimal darajada oshiradi, lekin taniqli taroqlarni yaratadi. Nozik pardozlash cho'qqi balandligi va sirt to'lqinliligini minimallashtirish uchun 5 dan 15 foizgacha qadam qo'yadi. Moslashuvchan kliring strategiyalari doimiy tortishish burchaklarini ushlab turadi, shovqin va o'lchamdagi o'zgarishlarga olib keladigan kuch ko'tarilishining oldini oladi.
Kesishning eksenel chuqurligi tizimning burilishiga va chayqalish tendentsiyasiga ta'siri bilan yakunlanadi. Chuqur eksenel ulanishlar asbobning haddan tashqari ta'sirini va tebranish sezgirligini oshiradi. Nozik pardozlash uchun eksenel chuqurliklar chekka tegirmonlar uchun asbob diametridan bir-ikki baravar ko'p bo'lishi kerak, uzoq masofalar uchun-sayozroq chuqurliklar bo'lishi kerak.
4. Asbob geometriyasi va material tanlash
Tegirmonning geometriyasi frezalangan sirt sifatiga chuqur ta'sir qiladi. Spiral burchak kesish kuchining yo'nalishiga va chiplarni evakuatsiya qilishga ta'sir qiladi. 45 gradus yoki undan yuqori spiral burchaklari yupqa{3}}devorlarga ishlov berish barqarorligini yaxshilaydigan va burma hosil bo'lishini kamaytiradigan yuqoriga qarab kesish kuchlarini yaratadi. 30 graduslik past spiral burchaklar og'ir qo'pol ishlov berish uchun ko'proq chekka mustahkamligini ta'minlaydi, ammo qo'pol qoplamalarni ishlab chiqaradi. O'zgaruvchan spiral va o'zgaruvchan pitch dizaynlari ketma-ket nay yozuvlari o'rtasidagi izchil faza munosabatlarini oldini olish orqali regenerativ suhbatni buzadi, yuqori barqaror chuqurlik va yaxshilangan sirt tuzilishini ta'minlaydi.
Burchak radiusi va shar{0}}oxirgi geometriyasi uch-eksa va besh{2}}eksa profillashda sirt hosil bo‘lishini aniqlaydi. O'tkir burchakli uch tegirmonlar bosqichma-bosqich o'tishda aniq asboblar belgilarini ishlab chiqaradi. 0,5 dan 2,0 millimetrgacha bo'lgan burchak radiusi asbobni mustahkamlaydi va geometrik ta'rifni saqlab qolgan holda stress kontsentratsiyasini kamaytiradi. Sirt egriligiga mos keladigan radiusli- sharikli tegirmonlar murakkab profillashda cho'qqi balandligini minimallashtiradi.
Asbob materiali va qoplamani tanlash qirraning aniqligini aşınma qarshiligiga qarshi muvozanatlashtiradi. Qoplanmagan mikro{1}}don karbid alyuminiy va temir bo'lmagan-pardozlash uchun maksimal qirrali aniqlikni ta'minlaydi. Titan alyuminiy nitridi qoplamalari po'latlar va yuqori haroratli qotishmalarda asbobning ishlash muddatini uzaytiradi, lekin chekka radiusni biroz oshirishi mumkin. Olmos qoplamalari grafit va yuqori silikonli alyuminiy kabi abraziv materiallarga mos keladi. Polikristalli olmos va kubik bor nitridi asboblari mos ravishda temirsiz va qotib qolgan materiallarni ultra-aniq pardozlash imkonini beradi.
Asbobning holatini saqlash izchil tugatish uchun zarurligini isbotlaydi. Eskirgan asboblar qirralarning yaxlitlanishi, yon tomonlarning aşınması va parchalanishini rivojlantiradi, bu esa kesish kuchlarini oshiradi va yirtilgan yuzalarni hosil qiladi. To'plangan materiallarni olib tashlash yoki kuzatilgan aşınma er kengligi asosida muntazam tekshirish va almashtirish tugatish qobiliyatini saqlab qoladi.
5. Mashina dinamikasi va barqarorligi
Mashinaning qat'iyligi erishiladigan frezalash jarayonini tubdan cheklaydi. Shpindel yotqizish holati, eksa qo'zg'aysanining qattiqligi va ramka strukturasining yaxlitligi tizimning tebranishga chidamliligini aniqlaydi. Milning haddan tashqari chiqishi to'g'ridan-to'g'ri sirt profilining o'zgarishiga olib keladi, har bir nay biroz boshqacha radiusda kesiladi. Eksa teskarisi va servo mos kelmasligi yo'nalishni o'zgartirishda kvadrant nosozliklari va sirt nuqsonlarini hosil qiladi.
Chatter frezalangan sirt qoplamasining asosiy dinamik cheklanishini ifodalaydi. Qayta tiklanadigan effektlar natijasida{1}}o'z-o'zidan hayajonlangan tebranish aniq yuzalarni buzadigan muntazam to'lqinlilik naqshlarini hosil qiladi. Gaplashdan qochish strategiyalari lob diagrammalari orqali barqaror tezlik diapazonlarini tanlash, regenerativ fikr-mulohazalarni buzish uchun o'zgaruvchan pitch vositalaridan foydalanish, qisqaroq asboblar yoki yaxshilangan ishlash orqali tizimning qattiqligini oshirish va muhim ilovalar uchun sozlangan massa amortizatorlarini yoki faol tebranishlarni boshqarishni o'z ichiga oladi.
Termal barqarorlik kengaytirilgan operatsiyalar paytida o'lchovli siljish orqali tugatishga ta'sir qiladi. Shpindelning termal o'sishi asbob o'rnini o'zgartiradi, konusli devorlar yoki o'lchamdagi o'zgarishlarni yaratadi. Mashinani isitish-protokollari, shpindelni sovutish tizimlari va harorat nazorat qilinadigan- muhitlar nozik pardozlash uchun termal effektlarni minimallashtiradi.
6. Ishlov beriladigan materialga e'tibor berish
Materialning xususiyatlari frezalash uchun asosiy tugatish chegaralarini belgilaydi. Alyuminiy qotishmalari mukammal sirt porlashi bilan oson ishlov beradi, yakuniy o'tishlarda muntazam ravishda 0,4 dan 0,8 mikrometre Ra gacha va optimallashtirilgan parametrlar bilan 0,2 mikrometrdan pastroqqa erishadi. Yuqori kremniy tarkibiga ega quyma alyuminiy abraziv harakatni namoyon qiladi, bu asbobning aşınmasını tezlashtiradi va nozik pardozlashni cheklaydi. Mis va guruch ajoyib ishlov berish qobiliyatini taklif qiladi va olmos asboblari bilan oyna pardasiga erisha oladi.
Cheliklar frezalash javobida keng o'zgaruvchanlikni namoyon qiladi. Kam{1}}uglerodli po'latlar yuqori kesish parametrlarini yoki yaxshilangan moylashni talab qiladigan-o'rtacha tezlikda qirrali shakllanishga intiladi. Oʻrta{4}}uglerodli va qotishma poʻlatlar bilan qoplangan karbid asboblari bilan nozik pardozlash mashinasi. 45 HRC dan yuqori qattiqlashtirilgan po'latlar maqbul sirt tuzilishiga erishish uchun pasaytirilgan tezlik, maxsus qoplamalar yoki kubik bor nitridi asboblarini talab qiladi.
Zanglamaydigan po'latlar, xususan, ostenitik navlar-tez ishlaydi va yuqori kesish haroratini hosil qiladi. 1,0 mikrometr Ra dan past boʻlgan nozik qoplamalar keskin musbat-qoʻzgʻaluvchan asboblarni, ishda qotib qolgan qatlamlarni oldini olish uchun-bardoshli parametrlarni va termal effektlarni boshqarish uchun koʻpincha kriyojenik yoki yuqori{5}}bosimli sovutish suyuqligini talab qiladi.
Titan qotishmalari past issiqlik o'tkazuvchanligi, kimyoviy reaktivlik va past elastik modul tufayli qattiq frezeleme qiyinchiliklarini keltirib chiqaradi. Issiqlik konsentratlarini asbob chetida kesish, diffuziya aşınmasını tezlashtiradi. Yuzaki qoplamalar odatda an'anaviy yondashuvlar bilan 1,6 dan 3,2 mikrometre Ra gacha, maxsus strategiyalar esa 0,8 mikrometrga etadi.
7. Tool Path strategiyasi va dasturlash
Asbob yo'lining geometriyasi oddiy parametrlarni tanlashdan tashqari, sirt qoplamasiga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Ikki tomonlama o'tishlari bilan an'anaviy rastrli frezalash yo'nalishli sirt naqshlarini yaratadi va burilish nuqtalarida guvohlik belgilarini kiritishi mumkin. Troxoidal frezalash, moslashuvchan tozalash va yuqori -samarador frezalash kabi doimiy bog‘lovchi asboblar yo‘llari barqaror kesish sharoitlarini ta’minlab, sirt tuzilishi va asbobning ishlash muddatini yaxshilaydi.
Uch oʻlchovli{0}}yuzalar uchun sirt egriligiga nisbatan oʻtish yoʻnalishi choʻqqi geometriyasiga taʼsir qiladi. Asosiy egrilik yo'nalishlari bo'ylab ishlov berish geometrik yaqinlashish xatosini minimallashtiradi. Bir vaqtning o'zida besh-o'q frezalash asbobni sirtga me'yoriy yo'naltiradi, bu esa doimiy ulanishni ta'minlaydi va cho'qqi balandligini kamaytirish uchun-kattaroq sharning uchi radiuslaridan foydalanishga imkon beradi.
Kirish va chiqish strategiyalari sirtdagi dog'larni oldini oladi. Ramping yoki spiral kirishlar cho'kish belgilaridan qochadi. Silliq oʻtkazgich-kirish va{3}}tashqariga oʻtish yoylari kesilgan chegaralardagi turgʻun chiziqlarni yoʻq qiladi. Burchaklar orqali doimiy uzatish tezligini saqlab turish, servo javob cheklovlaridan-tezlanishning sekinlashuv belgilarining oldini oladi.
8. Sovutish suvi va chiplarni boshqarish
Chiplarni samarali evakuatsiya qilish qaytadan kesishning oldini oladi, bunda qamalgan chiplar qayta -ishlanadi, bu esa haddan tashqari issiqlik va oldindan aytib bo'lmaydigan sirt shikastlanishini keltirib chiqaradi. 70 dan 150 bargacha boʻlgan yuqori{2}}bosimli sovutish suvi choʻntak va chuqur funksiyalardan chiplarni chiqarib tashlaydi. Ish mili orqali{6}}sovutish moslamasi hatto yopiq geometriyalarda ham kesuvchi nuqtaga yetkazilishini ta'minlaydi. Alyuminiy uchun termal zarba va sovutish suvi qoldiqlarini bo'yashning oldini olish uchun havo portlashi yoki minimal miqdordagi moylash afzalroq bo'lishi mumkin.
Sovutish suvi haroratini nazorat qilish termal barqarorlikni saqlaydi. Differensial kengayishning oldini olish uchun suv toshqini sovutish suvi 20 daraja Selsiy bo'yicha ortiqcha yoki minus 2 daraja haroratda saqlanishi kerak. Haddan tashqari sovuq sovutish suvi ishlov berish jarayonida ish qismini qisqarishiga va o'lchovdan keyin kengayishiga olib keladi va aniq o'lchamdagi xatolarni keltirib chiqaradi.
9. Kengaytirilgan tugatish uchun ixtisoslashtirilgan frezalash jarayonlari
Yuqori{0}}tezlikdagi ishlov berish shpindel tezligini daqiqada 20 000 dan 60 000 ga yoki undan yuqori aylanish tezligi bilan mos ravishda oshirish tezligini qo'llaydi. Bir tishga chip yukining kamayishi va kesish chastotasining oshishi nozik yuza teksturasini hosil qiladi va ingichka elementlarni minimal burilish bilan qayta ishlashga imkon beradi. Diametri 0,5 millimetrdan past bo'lgan asboblar yordamida mikro{7}}frezalash miniatyura komponentlarida aniq xususiyatlar va nozik pardozlash imkonini beradi, biroq shpindelning chiqishi va asbobning sinishi jiddiy qiyinchiliklar tug'diradi.
Qattiq frezalash dastgohlari kubik bor nitridi yoki qoplangan karbid asboblari yordamida 65 HRC gacha bo'lgan po'latlarni qattiqlashtirdi, 0,4 dan 0,8 mikrometre Ra gacha bo'lgan ishlov berishga erishdi va potentsial silliqlash operatsiyalarini bartaraf etdi. Vibratsiyali frezalash-yordamli frezalash an'anaviy asbob harakatida ultratovush yoki past chastotali tebranishlarni o'rnatadi, chip shakllanishini o'zgartiradi va qiyin materiallarda sirt yaxlitligini yaxshilash uchun kesish kuchlarini kamaytiradi.
10. O'lchov va sifat nazorati
Tegirmonli sirt qoplamasi o'lchovi odatda ustun asboblar belgilariga perpendikulyar bo'lgan kontaktli stilus profilometrlaridan foydalanadi. Uch oʻlchovli yuzalar uchun{1}}oʻlchov yoʻnalishi maksimal pürüzlülüğü olish uchun bosqichma-bosqich yoʻnalishga mos kelishi kerak. Oq yorug'lik interferometriyasi va konfokal mikroskopiya-yumshoq yuzalar yoki sub{4}}mikrometr pürüzlülüğü uchun kontaktsiz baholashni ta'minlaydi.
O'lchov joyi kirish va chiqish zonalaridan, asboblar yo'lining o'tish joylaridan va aniq shovqin yoki asboblarning o'zgarishi zonalaridan qochish kerak. Sirt bo'ylab bir nechta o'lchovlar bir xillikni tavsiflaydi va mashinaning geometriyasi yoki asboblarning aşınma jarayoni bilan bog'liq tizimli naqshlarni aniqlaydi.
11. Umumiy tugatish kamchiliklarini bartaraf etish
Scallop belgilari nazariy bashoratlardan ko'ra qo'polroq, haddan tashqari qadam tashlashni, kesish kuchlari ostida asbobning burilishini yoki mashinaning mosligini ko'rsatadi. Yuqori{1}}oʻrnatilgan qirra yirtilgan, notekis sirt teksturasi sifatida namoyon boʻladi, bu esa yuqori tezlik, yaxshilangan sovutish suvi yoki oʻtkirroq asboblarni talab qiladi. Chatter besleme yo'nalishiga perpendikulyar muntazam to'lqinlilikni keltirib chiqaradi, bu tezlikni sozlashni, qattiqlikni oshirishni yoki o'zgaruvchan pitch asboblarini talab qiladi. Yo'nalish o'zgarishidagi choraklik yoki guvohlik belgilari servo mos kelmasligi yoki tezlashuv chegaralarini aks ettiradi, bu esa besleme tezligini optimallashtirish yoki yo'lning silliq o'tishlarini talab qiladi. Egiluvchan materiallarda yuzaning yirtilishi salbiy ta'sirchan burchak burchaklari, zerikarli asboblar yoki kesish tezligining etarli emasligidan kelib chiqadi. Qirralar bo'ylab burma hosil bo'lishi noto'g'ri chiqish strategiyasini, haddan tashqari oziqlantirishni yoki asbobning aniqligi etarli emasligini ko'rsatadi.
Xulosa
CNC frezalash qo'pol materiallarni 12,5 mikrometr Ra da olib tashlashdan tortib, 0,1 mikrometr Ra dan past bo'lgan ultra-aniq oyna yuzalarigacha bo'lgan sirtni tugatishga erishadi. Erishilishi mumkin bo'lgan tugatish kesish parametrlari, asbob geometriyasi va materiali, mashina dinamikasi, asbob yo'li strategiyasi, sovutish suvi etkazib berish va ishlov beriladigan qismning xususiyatlarini kompleks optimallashtirishga bog'liq. Frezelemening intervalgacha kesish tabiati tizim barqarorligiga alohida e'tibor berishni talab qiladigan tebranish va chayqalishning noyob muammolarini keltirib chiqaradi. Qolib ishlab chiqarish, aerokosmik komponentlar va optik moslamalardagi aniq ilovalar uchun yuqori{6}}tezkor shpindellar, tebranish-sönümlanuvchi asboblar, termal barqarorlik va ilg'or CAM strategiyalariga investitsiya doimiy ravishda yuqori sirt yaxlitligini ta'minlaydi. Tegirmonli sirt hosil qilishning nazariy asoslarini tushunish va mashina dinamikasi bo'yicha amaliy bilimlar texnologik muhandislarga materiallarni olib tashlashning samarali tezligini saqlab, frezalash aniqligi chegaralarini oshirishga imkon beradi.
