Cięcie współbieżne a cięcie konwencjonalne: kiedy stosować frezowanie współbieżne w produkcji

Cięcie współbieżne zapewnia najczystsze i najdokładniejsze wykończenie powierzchni podczas frezowania CNC — ale tylko wtedy, gdy maszyna i konfiguracja są w stanie wytrzymać siły skrawania. W przypadku producentów rolek i warsztatów z ciężkim sprzętem warunek ten jest zwykle spełniony.

W tym artykule wyjaśniono, czym jest cięcie wznoszące, jak wypada w porównaniu z cięciem konwencjonalnym i kiedy wybrać każdą strategię w rzeczywistej produkcji.

Co to jest cięcie wspinaczkowe?

Podczas frezowania współbieżnego frez obraca się w tym samym kierunku, co posuw przedmiotu obrabianego. Ząb tnący wchodzi w materiał z pełną grubością wióra i rozrzedza go pod koniec zagłębienia. Podczas frezowania konwencjonalnego ząb zaczyna się od zerowej grubości wióra, ociera się o powierzchnię, a na końcu osiąga maksymalną grubość.

Cięcie współbieżne nazywane jest również frezowaniem współbieżnym; konwencjonalne nazywa się frezowaniem. Nazwy wskazują, czy narzędzie porusza się „w dół” wraz z obrotem, czy „w górę” względem niego.

Cięcie po wspinaniu a cięcie konwencjonalne w skrócie

Jak grubość wióra wpływa na trwałość i dokładność narzędzia

Grubość wióra jest głównym powodem, dla którego nowoczesne warsztaty CNC preferują cięcie wznoszące. W przypadku konwencjonalnego cięcia płytka lub frez palcowy rozpoczyna się od zerowego obciążenia wiórów, co oznacza, że ​​krawędź popycha zamiast nożyc. Powoduje to tarcie, nagrzewanie i utwardzanie przez zgniot w przypadku wielu stali. Gdy narzędzie wgryza się głębiej, uderza w utwardzoną warstwę i zużywa się szybciej.

Cięcie współbieżne rozpoczyna się przy maksymalnym obciążeniu wiórów. Krawędź natychmiast odcina materiał, redukując gromadzenie się ciepła i pozostawiając gładszą powierzchnię. Siła skrawania ma również tendencję do popychania przedmiotu obrabianego w dół w kierunku stołu, co utrzymuje część stabilną.

Ta stabilność ma znaczenie podczas frezowania długich, cylindrycznych przedmiotów, takich jak rolki. Siła tnąca skierowana w dół pomaga utrzymać rolkę przy bloku V lub podtrzymce. Jest to jeden z powodów, dla których producenci frezarek walcowych CNC do dużych obciążeń programują wznoszenie jako domyślną strategię wykańczania.

Dlaczego sztywność maszyny i kontrola luzu mają znaczenie?

Cięcie współbieżne ma jedną dobrze znaną wadę: jeśli maszyna ma luz lub niewystarczającą sztywność, frez może chwycić obrabiany przedmiot i pociągnąć się do przodu. Może to spowodować przechylenie się stołu, złamanie narzędzia lub pozostawienie falistego wykończenia. Dlatego starsze maszyny ze śrubami pociągowymi i bez kompensacji luzu tradycyjnie pracowały w trybie konwencjonalnym.

Na maszynie CNC ze śrubami kulowymi, wstępnie naprężonymi prowadnicami i odpowiednim dostrojeniem serwomechanizmu luz jest minimalny. Cięcie wznoszące staje się nie tylko bezpieczne, ale i preferowane. W przypadku ciężkich operacji frezowania wymagane jest solidne wrzeciono i stabilny uchwyt roboczy. Maszyny do szlifowania i rowkowania walców są zbudowane zgodnie z tym standardem.

Wibracje to kolejna kwestia, którą należy wziąć pod uwagę. Cięcie współbieżne generuje mniej wibracji niż cięcie konwencjonalne, szczególnie gdy narzędzie wchodzi pod stałym kątem. Jeśli jednak narzędzie zacznie wibrować, może to spowodować powstawanie drgań. Zostało to omówione bardziej szczegółowo w powiązanym artykule na temat zarządzanie wibracjami w szlifierkach walcowych CNC .

Cięcie współbieżne podczas rowkowania i nacinania walców

Rowkowanie wymaga wycinania precyzyjnych wzorów w walcach ze stali hartowanej lub żeliwa. Zarówno przejścia zgrubne, jak i wykańczające muszą utrzymywać wąskie tolerancje szerokości, głębokości i położenia rowka. Cięcie współbieżne pomaga na kilka sposobów: zapewnia czystsze cięcie, zmniejsza powstawanie zadziorów i wydłuża żywotność narzędzi kształtowych i płytek z węglika powlekanego.

W produkcji powszechną praktyką jest stosowanie konwencjonalnego cięcia w pierwszym przejściu zgrubnym, gdy występuje zgorzelina lub nierówna powierzchnia, a następnie przejście na cięcie wspinające w celu wykończenia. Powód jest prosty: szorstka skóra może wyszczerbić krawędź węglika, jeśli pierwsze sprzęgnięcie jest zbyt agresywne. Gdy powierzchnia jest czysta, cięcie wznoszące zapewnia dokładność niezbędną do uzyskania ostatecznego konturu.

Wykończenie powierzchni i spójność na powierzchniach walców

W przypadku powierzchni walcowanych różnicę w wykończeniu powierzchni można zmierzyć w wartościach Ra lub Rz. Z naszego doświadczenia wynika, że ​​przejście z przejścia wykańczającego z konwencjonalnego na obróbkę wspinającą może poprawić chropowatość powierzchni o mierzalny margines, jeśli ścieżka narzędzia jest odpowiednio dostosowana. Zmniejszenie tarcia zmniejsza również ryzyko rozmazywania, co ma kluczowe znaczenie w przypadku rolek, które nadają teksturę arkuszowi blachy lub wytłaczają wzory.

Parametry cięcia wspinającego wymagające regulacji

Przejście z cięcia konwencjonalnego na koszenie wznoszące to nie tylko zmiana kierunku. Musisz dostosować kilka parametrów:

1. Posuw na ząb: ponieważ powstawanie wiórów jest inne, może być konieczne zwiększenie posuwu, aby utrzymać tę samą szybkość usuwania metalu.
2. Prędkość skrawania: cięcie wznoszące zazwyczaj pozwala na wyższe prędkości, ponieważ ciepło jest usuwane wraz z wiórem, ale należy sprawdzić ograniczenia na materiale przedmiotu obrabianego.
3. Zaangażowanie promieniowe: w przypadku frezowania współbieżnego rowka walcowego kąt wejścia zmienia grubość wióra; odpowiednio zaplanuj ścieżkę narzędzia.
4. Bicie narzędzia: przy cieńszym wiórze wyjściowym każde bicie staje się bardziej widoczne na wykończeniu powierzchni.

W przypadku materiałów walcowanych, takich jak stal narzędziowa D2 lub żeliwo chłodzone, punktem wyjścia jest niewielka promieniowa głębokość skrawania (0,5–1,0 mm) w trybie wznoszenia i posuw około 0,1–0,2 mm na ząb, a następnie udoskonalenie w oparciu o uzyskane wykończenie.

Jak sklepy z rolkami wykorzystują w praktyce cięcie wznoszące

W typowym warsztacie zajmującym się naprawą walców proces rozpoczyna się od konwencjonalnego frezowania w celu usunięcia uszkodzonej warstwy. Następnie operator przełącza się na cięcie wspinające w celu wykonania ostatniego przejścia, które definiuje profil rowka. Ponieważ cięcie wznoszące pozostawia czystszą powierzchnię, rolka trafia do szlifierki z mniejszą ilością usuniętego naddatku, co skraca całkowity czas cyklu.

Automatyczna frezarka walcowa CNC ze sterowaniem sześcioosiowym Siemens Zaprojektowana z myślą o precyzyjnej naprawie walców, maszyna ta posiada sztywne, zintegrowane łoże i utwardzane prowadnice umożliwiające frezowanie współbieżne profili rowków. Sześcioosiowe sterowanie Siemens i wrzeciono o wysokim momencie obrotowym zapewniają dokładne cięcie konturowe na hartowanych rolkach, skracając czas szlifowania. Zobacz produkt →

Innym powszechnym zastosowaniem jest cięcie nitkowatych żeber na walcach rowkowanych. Frezowanie współbieżne powoduje ostrzejszą krawędź grzbietu żebra, co wpływa na jakość produktu końcowego przy walcowaniu prętów i drutu. Dlatego też wysokowydajne frezarki walcowe CNC są programowane ze strategią kontrolowanego wznoszenia dla tych konturów.

Wybór maszyny do niezawodnego cięcia wznoszącego

Nie każda frezarka dobrze radzi sobie z cięciem wznoszącym. Maszyna musi mieć sztywną ramę, bezluzowy system podawania i wrzeciono, które może utrzymać moment obrotowy przy umiarkowanych prędkościach. W przypadku frezowania walcowego oznacza to zwykle maszynę z ciężką konstrukcją skrzynkową lub hartowaną prowadnicą, a nie frezarkę do lekkich zastosowań.

Frezarka pionowa CNC XKV1800 ze wzmocnioną, wytrzymałą konstrukcją Ten pionowy młyn, zbudowany z myślą o stabilnym frezowaniu wznoszącym, ma hartowany kadłub i bezluzowe śruby kulowe. Duży skok roboczy i udźwig stołu 2000 kg pozwalają na obsługę ciężkich odlewów i części stalowych, zapewniając sztywność niezbędną do gładkiego cięcia twardych powierzchni. Zobacz produkt →

Wzmocnione frezarki CNC zostały zaprojektowane z myślą o tym. Zapewniają sztywność potrzebną do absorpcji wstrząsów wywołanych początkowym kontaktem wiórów i utrzymania dokładności podczas długich przejść na hartowanych powierzchniach walców.

Cięcie wspinaczkowe nie jest pojedynczą techniką; jest to decyzja, którą podejmujesz przy każdym przejściu. Użyj konwencjonalnego cięcia, aby przetrwać trudne, łuszczące się lub niestabilne warunki. Cięcia wznoszącego należy używać do przejść wykończeniowych, gdzie jakość powierzchni i trwałość narzędzia mają największe znaczenie. W nowoczesnych urządzeniach do frezowania walcowego CNC cięcie wznoszące powinno być częścią domyślnej strategii wykańczania.