22 væsentlige fakta, du skal vide om CNC-graveringsmaskinebehandling!

 

CNC-graveringsmaskiner udmærker sig ved finbearbejdning med små værktøjer, der er i stand til at fræse, slibe, bore og anboring i høj hastighed. De er meget udbredt i 3C-industrien, formindustrien, medicinsk industri og andre områder. Denne artikel samler almindelige spørgsmål om CNC-graveringsbehandling.

 

 

 

 

1. Hvad er hovedforskellen mellem CNC-gravering og CNC-fræsning?

Både CNC-gravering og CNC-fræsning bruger fræseprincipper. Den største forskel ligger i den anvendte værktøjsdiameter. Det typiske værktøjsdiameterområde for CNC-fræsning er {{0}} millimeter, mens det for CNC-gravering er 0,2-3 millimeter.

 

2. Er CNC-fræsning kun til grovbearbejdning og CNC-gravering kun til finbearbejdning?

Før vi besvarer dette, lad os forstå konceptet for processen. Grov bearbejdning involverer en stor mængde materialefjernelse, mens finbearbejdning involverer en lille mængde. Derfor tænker nogle mennesker sædvanligvis på grov bearbejdning som "tung skæring" og finbearbejdning som "let skæring". I virkeligheden er grovbearbejdning, halvbearbejdning og efterbehandling proceskoncepter, der repræsenterer forskellige stadier af bearbejdning. Så det rigtige svar er, at CNC-fræsning kan udføre både tung og let skæring, mens CNC-gravering kun kan udføre let skæring.

 

3. Kan CNC-gravering udføre grovbearbejdning på stålmaterialer?

For at afgøre, om CNC-gravering kan behandle et bestemt materiale, skal værktøjsstørrelsen tages i betragtning. De værktøjer, der bruges til CNC-gravering, bestemmer dens maksimale fjernelseskapacitet. Hvis formen tillader brug af værktøjer med en diameter større end 6 millimeter, anbefales det kraftigt først at bruge CNC fræsning og derefter bruge gravering til at fjerne det resterende materiale.

 

4. Kan et CNC-bearbejdningscenter med en hastighedsforøger udføre gravering?

Nej, det kan den ikke. Sådanne produkter dukkede op på udstillinger for to år siden, men kunne ikke fuldføre gravering. Hovedårsagen er, at CNC-bearbejdningscentre er designet med deres eget værktøjsområde i tankerne, og den overordnede struktur er ikke egnet til gravering. Misforståelsen opstår ved at sidestille højhastigheds elektriske spindler med graveringsmaskiners eneste funktion.

 

5. Kan CNC-gravering erstatte EDM (Electric Discharge Machining)?

Nej, det kan den ikke. Selvom gravering reducerer værktøjsdiameterområdet til fræsning, så nogle små forme, som tidligere krævede EDM, kunne behandles med gravering, er længde-til-diameter-forholdet for graveringsværktøj generelt omkring 5:1. Ved brug af værktøj med lille diameter kan kun lavvandede hulrum bearbejdes, mens EDM kan producere hulrum med næsten ingen skærekraft, så længe elektroder kan fremstilles.

 

 

 

 

6. Hvad er de vigtigste faktorer, der påvirker graveringsbehandlingen?

Bearbejdning er en kompleks proces med flere påvirkningsfaktorer, primært inklusive værktøjsmaskiners egenskaber, værktøjer, kontrolsystemer, materialeegenskaber, forarbejdningsteknologi, hjælpearmaturer og det omgivende miljø.

 

7. Hvad er kravene til kontrolsystemet i CNC-graveringsbehandling?

CNC-gravering er grundlæggende en fræseproces, så styresystemet skal have fræsemuligheder. Til små værktøjsbehandlinger skal det give en feedforward-funktion, decelerere forud for banen og reducere hyppigheden af ​​værktøjsbrud. Samtidig bør fremføringshastigheden øges på glattere banesegmenter for at forbedre graveringseffektiviteten.

 

8. Hvilke materialeegenskaber påvirker forarbejdningen?

De vigtigste faktorer, der påvirker materialernes graveringsydelse, er materialetype, hårdhed og sejhed. Materialetyper omfatter metalliske og ikke-metalliske materialer. Generelt gælder det, at jo større hårdhed, jo dårligere bearbejdelighed; jo større viskositet, jo dårligere bearbejdelighed. Flere urenheder reducerer også bearbejdeligheden, og jo større hårdhed de indre partikler er, jo dårligere er bearbejdeligheden. En grov standard er, at højere kulstofindhold fører til dårligere bearbejdelighed, højere legeringsindhold fører til dårligere bearbejdelighed, og højere indhold af ikke-metalliske grundstoffer fører til bedre bearbejdelighed (selvom det ikke-metalliske indhold i materialer generelt er strengt kontrolleret).

 

9. Hvilke materialer er velegnede til gravering?

Egnede ikke-metalliske materialer til gravering omfatter akryl, harpiks og træ. Uegnede ikke-metalliske materialer omfatter naturligt marmor og glas. Egnede metalliske materialer omfatter kobber, aluminium og blødt stål med en hårdhed mindre end HRC40. Uegnede metalliske materialer omfatter hærdet stål.

 

10. Hvordan påvirker selve værktøjet behandlingen, og på hvilken måde?

Faktorer, der påvirker graveringsværktøjets ydeevne, omfatter værktøjsmateriale, geometriske parametre og slibeteknologi. Graveringsværktøjer er lavet af hård legering, en pulverlegering, og hovedydelsesindikatoren er pulverets gennemsnitlige diameter. Mindre diameter betyder mere slidstyrke og længere værktøjsholdbarhed. Værktøjets skarphed påvirker primært skærekraften. Skarpere værktøjer resulterer i lavere skærekraft, jævnere bearbejdning og bedre overfladekvalitet, men lavere værktøjsholdbarhed. Derfor bør der vælges forskellige skarphedsniveauer for forskellige materialer. Blødere og mere klæbrige materialer kræver skarpere værktøj, mens hårdere materialer kræver mindre skarphed for at forbedre værktøjets holdbarhed. Men hvis værktøjet er for sløvt, øges skærekraften, hvilket påvirker forarbejdningen. Nøglefaktoren ved værktøjsslibning er kornstørrelsen på den afsluttende slibeskive. Større kornstørrelse giver finere skærekanter, forbedrer værktøjets holdbarhed og glattere værktøjsflader bagpå, hvilket forbedrer overfladekvaliteten.

 

11. Hvad er formlen for værktøjslevetid?

Værktøjslevetiden refererer primært til værktøjslevetiden under bearbejdningsprocessen af ​​stålmaterialer. Den empiriske formel er: (T er ​​værktøjets levetid, CT er levetidsparameteren, VC er skærelinjehastigheden, f er tilspændingen pr. tand, P er skæredybden). Blandt disse har skærelinjens hastighed den største indflydelse på værktøjets levetid. Derudover påvirker værktøjets radiale udløb, slibekvalitet, værktøjsmateriale og belægning samt kølevæske også værktøjets holdbarhed.

 

12. Hvordan beskytter man graveringsmaskineudstyr under forarbejdning?

1) Beskyt værktøjsindstillingsinstrumentet mod overdreven oliepåvirkning.

2) Kontroller flyvende spåner, som kan beskadige maskinen ved at forårsage kortslutninger i el-kabinettet eller reducere levetiden på skruer og føringer, når de går ind.

3) Træk ikke i lampehovedet, når arbejdslyset flyttes, for at undgå at beskadige det.

4) Observer ikke skæreområdet nøje for at forhindre øjenskader fra flyvende spåner. Undgå enhver handling på arbejdsbordet, mens spindelmotoren roterer.

5) Åbn eller luk ikke maskindøren med magt, da stødet under finbearbejdning kan forårsage værktøjsmærker på overfladen.

6) Sørg for, at spindlen når fuld hastighed, før behandlingen påbegyndes for at forhindre, at motoren stopper på grund af lav starthastighed.

7) Anbring ikke værktøj eller emner på maskinens bjælker.

8) Anbring ikke magnetiske værktøjer som patroner og måleurbaser på el-kabinettet for at undgå at beskadige displayet.

 

13. Hvilke parametre skal justeres, når nye værktøjer oplever at gå i stå og bearbejde vanskeligheder?

Når et nyt værktøj oplever at gå i stå under bearbejdningen, og processen er vanskelig, hvilke parametre skal så justeres? Vanskeligheden ved bearbejdning skyldes, at spindlens kraft og drejningsmoment ikke er i stand til at håndtere den aktuelle skærebelastning. Den passende handling er at omprogrammere banen, reducere skæredybden, slidsdybden og trimningsmængden. Hvis den samlede bearbejdningstid er mindre end 30 minutter, kan skæretilstanden også forbedres ved at justere tilspændingshastigheden.

 

14. Hvad er funktionen af ​​skærevæske?

Vær opmærksom på at tilføje kølevæske ved metalbearbejdning. Kølesystemets rolle er at fjerne skærevarme og spåner og sørge for smøring under forarbejdningen. Kølevæsken transporterer skærevarmen bort, hvilket reducerer varmen, der overføres til værktøjet og motoren, og forlænger dermed deres levetid. Det fjerner også spåner, hvilket forhindrer sekundær skæring. Smøring reducerer skærekraften, hvilket gør bearbejdningen mere stabil. Ved forarbejdning af kobber kan brug af oliebaseret skærevæske forbedre overfladekvaliteten.

 

15. Hvad er stadierne af værktøjsslid?

Værktøjsslid er opdelt i tre stadier: indledende slid, normalt slid og hurtigt slid. I den indledende slidfase er den primære årsag til værktøjsslid lav temperatur, som endnu ikke har nået den optimale skæretemperatur. På dette stadium er sliddet hovedsageligt slibende slid, hvilket påvirker værktøjet væsentligt og let kan føre til værktøjsbrud. Denne fase er meget farlig; forkert håndtering kan føre til værktøjsfejl. Når først værktøjet passerer det indledende slidstadium og når en vis skæretemperatur, er hovedslidet diffusionsslid, som primært forårsager lokal afskalning. Dette slid er relativt lille og langsomt. Når sliddet når et vist omfang, svigter værktøjet og går ind i det hurtige slidstadium.

 

16. Hvorfor er værktøjsindbrud nødvendigt, og hvordan gøres det?

Hvorfor og hvordan skal værktøjer køres ind? Som tidligere nævnt er værktøjer tilbøjelige til at gå i stykker under den indledende slidfase. For at undgå dette skal værktøj køres ind for gradvist at øge skæretemperaturen til et rimeligt niveau. Eksperimentel verifikation viser, at værktøjets levetid mere end fordobles under de samme behandlingsparametre efter indkøring. Metoden til indkøring er at opretholde en rimelig spindelhastighed og samtidig halvere tilspændingshastigheden med en behandlingstid på cirka 5-10 minutter. Brug den lavere værdi for bløde materialer og den højere værdi for hårde metaller.

17. Hvordan bestemmer man alvorligt værktøjsslid?

Alvorligt værktøjsslitage kan identificeres ved:

1) At høre skarp støj under behandlingen.

2) bemærker betydelig spindelstop.

3) Følelse af øget vibration under forarbejdning og mærkbar spindelvibration.

4) Observation af inkonsistente værktøjsmærker på den bearbejdede overflade (hvis dette sker fra begyndelsen, indikerer det for stor skæredybde).

 

 

 

 

18. Hvornår skal værktøjet skiftes?

Værktøjet skal udskiftes, når det har nået ca. 2/3 af dets maksimale levetid. Hvis f.eks. værktøjet udviser alvorligt slid efter 60 minutters brug, skal det skiftes efter 40 minutter under den næste bearbejdningsproces. Det er vigtigt at udvikle en vane med regelmæssige planlagte værktøjsskift.

 

19. Kan et stærkt slidt værktøj fortsat bruges?

Efter kraftigt slid kan skærekraften øges op til tre gange det normale niveau. Skærekraft har en væsentlig indflydelse på spindelmotorens levetid, hvor motorens levetid er omvendt proportional med kraftens terning. For eksempel svarer bearbejdning i 10 minutter med skærekraften øget tre gange til at bruge spindlen i 270 minutter under normale forhold (10 * 3^3=270).

 

20. Hvordan bestemmes værktøjets fremspringslængde under grovbearbejdning?

Jo kortere værktøjets fremspringslængde er, jo bedre. Men hvis den er for kort, vil der være behov for hyppige justeringer, hvilket påvirker effektiviteten. Retningslinjen er: en værktøjsstang med en diameter på φ3 kan forlænges 5 mm, en værktøjsstang med en diameter på φ4 kan forlænges 7 mm, og en værktøjsstang med en diameter på φ6 kan forlænges 10 mm til normal bearbejdning. Når du indstiller værktøjet, skal du prøve at holde dig inden for disse værdier. Hvis værktøjets længde overskrider disse værdier, skal du kontrollere skæredybden under værktøjsslid. Dette kræver øvelse at mestre.

 

21. Hvordan håndterer man pludselige værktøjsbrud under bearbejdning?

1) Stop bearbejdningen og kontroller det aktuelle bearbejdningssekvensnummer.

2) Kontroller brudpunktet for eventuelt resterende værktøjslegeme, og fjern det, hvis det findes.

3) Analyser årsagen til værktøjsbrud, som er afgørende. Bruddet opstår typisk på grund af en pludselig stigning i skærekraften, som kan være forårsaget af et baneproblem, overdreven værktøjsvibration, hårde pletter i materialet eller forkert spindelhastighed.

4) Udskift værktøjet efter analyse og genoptag bearbejdningen. Hvis banen ikke ændres, skal du begynde at bearbejde en sekvens tidligere, reducere fremføringshastigheden, fordi brudpunktet er kraftigt hærdet, og lade værktøjet bryde ind.

 

22. Hvordan justeres bearbejdningsparametre, når grovbearbejdning ikke går godt?

Hvis værktøjets levetid ikke kan sikres ved en rimelig spindelhastighed, justeres parametrene ved først at reducere skæredybden, derefter fremføringshastigheden og til sidst sidefremføringsmængden. Bemærk, at reduktion af skæredybden har grænser - for lav dybde resulterer i for store lag, hvilket teoretisk forbedrer skæreeffektiviteten, men kan sænke den faktiske bearbejdningseffektivitet på grund af andre faktorer. I sådanne tilfælde kan det være mere effektivt at skifte til et mindre værktøj, med en minimal skæredybde generelt ikke mindre end 0,1 mm.