Debido a la complejidad del mecanizado CNC-que involucra variables como máquinas herramienta, materiales, herramientas de corte, métodos de corte y configuración de parámetros-alcanzar un alto nivel de competencia en este campo (ya sea en mecanizado real o en programación) requiere una cantidad significativa de tiempo. El siguiente es un resumen de la experiencia práctica adquirida por los ingenieros durante largos períodos de producción. Cubre aspectos como procesos de mecanizado, pasos operativos, selección de parámetros de herramientas y monitoreo de procesos, y está destinado a su referencia.
I. ¿Cómo se deben dividir las operaciones de mecanizado?
(1) **Secuenciación basada en herramientas-:** las operaciones se dividen según las herramientas de corte utilizadas. Una sola herramienta completa todas las funciones factibles de la pieza antes de que se utilice la segunda o tercera herramienta para completar las funciones restantes. Este enfoque reduce la cantidad de cambios de herramientas, minimiza el tiempo sin-corte (corte-con aire) y reduce errores de posicionamiento innecesarios.
(2) **Secuenciación basada en características-:** para piezas con requisitos de mecanizado extensos, el trabajo se puede dividir en función de características estructurales-como características internas, perfiles externos, superficies curvas o superficies planas. Generalmente, las superficies planas y las superficies de posicionamiento se mecanizan antes que los agujeros; las formas geométricas simples se mecanizan antes que las complejas; y las características con menores requisitos de precisión se mecanizan antes que aquellas que requieren mayor precisión.
(3) **Secuencia de desbaste y acabado:** Para piezas propensas a deformarse, las operaciones de desbaste y acabado generalmente deben separarse. Esto se debe a que pueden ser necesarias medidas correctivas (como la realineación-) después del desbaste para abordar cualquier deformación resultante.
En resumen, al dividir las operaciones, se deben considerar de manera flexible factores como la estructura y la capacidad de fabricación de la pieza, las capacidades de la máquina herramienta, el alcance del mecanizado CNC requerido, el número de configuraciones y la organización de producción de la instalación. La elección entre concentrar operaciones (menos montajes) o dispersar operaciones (más montajes) debe basarse en la situación específica, esforzándose siempre por adoptar un enfoque racional.
¿Qué principios deben regir la disposición de la secuencia de mecanizado?
La secuencia de mecanizado debe determinarse en función de la estructura de la pieza, la condición del material en bruto (en blanco) y los requisitos de posicionamiento y sujeción, con un enfoque principal en garantizar que la rigidez de la pieza de trabajo no se vea comprometida. La secuencia generalmente debe seguir estos principios:
(1) El mecanizado en un paso anterior no debe interferir con el posicionamiento y sujeción requeridos para el paso siguiente; También se deben tener en cuenta las operaciones que involucran máquinas herramienta de uso general-intercaladas entre pasos.
(2) Mecanizar las características internas y las cavidades antes de mecanizar los contornos externos.
(3) Lo ideal es que las operaciones que comparten los mismos métodos de posicionamiento y sujeción o la misma herramienta de corte se realicen de forma consecutiva para minimizar el número de operaciones de re-posicionamiento,-cambio de herramienta y ajuste-de sujeción.
(4) Para operaciones múltiples realizadas durante una sola configuración, programe primero aquellas que tengan el menor impacto en la rigidez de la pieza de trabajo.
¿Qué factores se deben considerar al determinar el método de sujeción de la pieza de trabajo?
(1) Esforzarse por unificar los datos utilizados para el diseño, los procesos de fabricación y los cálculos de programación.
(2) Minimizar el número de configuraciones; Su objetivo es mecanizar todas las superficies requeridas después de una única operación de posicionamiento.
(3) Evite esquemas que requieran ajustes manuales mientras la máquina está en funcionamiento.
(4) Asegúrese de que el diseño del dispositivo sea abierto y accesible; Los mecanismos de posicionamiento y sujeción no deben interferir con la trayectoria de la herramienta (por ejemplo, provocando colisiones). Si la interferencia es inevitable, considere usar un tornillo de banco o una placa base con sujeción de tornillo-.
¿Cómo se puede determinar razonablemente el punto de ajuste-de la herramienta y cuál es la relación entre el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo y el sistema de coordenadas de programación?
1. El punto de ajuste de la herramienta-puede ubicarse en la propia pieza de trabajo, siempre que sea una característica de referencia o una superficie que ya haya sido mecanizada con precisión-. Sin embargo, si el punto de ajuste de la herramienta-se destruye durante la primera operación, puede resultar imposible localizarlo para operaciones posteriores. Por lo tanto, durante la primera operación, establezca una posición de ajuste relativa-de la herramienta en una ubicación con una relación dimensional fija con respecto al dato de posicionamiento; esto permite recuperar el punto de ajuste original de la herramienta-en función de sus posiciones relativas. Esta posición relativa de ajuste de la herramienta-generalmente se encuentra en la mesa de la máquina o en el dispositivo. Los principios de selección son los siguientes:
1) Fácil de alinear.
2) Conveniente para la programación.
3) Error de configuración de herramienta baja-.
4) Conveniente para la inspección durante el mecanizado.
2. El origen del sistema de coordenadas de la pieza lo establece el operador; se determina mediante el ajuste de la herramienta después de sujetar la pieza y refleja la relación posicional (distancia) entre la pieza y el punto cero de la máquina herramienta. Una vez establecido, el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo generalmente permanece fijo. El sistema de coordenadas de la pieza y el sistema de coordenadas de programación deben estar alineados; es decir, deben coincidir durante el mecanizado.
¿Cómo se debe seleccionar la ruta de la herramienta?
La trayectoria de la herramienta se refiere a la trayectoria y dirección del movimiento de la herramienta en relación con la pieza de trabajo durante el mecanizado CNC. Seleccionar una ruta de mecanizado racional es crucial, ya que está estrechamente relacionada con la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie de la pieza. Se deben considerar los siguientes puntos al determinar la trayectoria de la herramienta:
1) Asegúrese de que la pieza cumpla con los requisitos de precisión de mecanizado.
2) Facilitar los cálculos numéricos y reducir la carga de trabajo de programación.
3) Busque la ruta de mecanizado más corta y minimice el tiempo de "corte con aire- para mejorar la eficiencia del mecanizado.
4) Minimizar el número de bloques de programa.
5) Asegúrese de que se cumplan los requisitos de rugosidad de la superficie del perfil de la pieza de trabajo; el perfil final debe mecanizarse continuamente en la última pasada.
6) Considere cuidadosamente las trayectorias de aproximación y retracción de la herramienta (entrada y salida) para minimizar las marcas de la herramienta causadas por pausas en el perfil (donde los cambios repentinos en la fuerza de corte pueden provocar una deformación elástica) y para evitar rayar la pieza de trabajo al sumergir la herramienta verticalmente en la superficie del perfil.
¿Cómo se deben gestionar el seguimiento y los ajustes durante el mecanizado?
Una vez que se completa la alineación de la pieza de trabajo y la depuración del programa, el proceso ingresa a la etapa de mecanizado automático. Durante el mecanizado automático, el operador debe monitorear el proceso de corte para evitar problemas de calidad u otros accidentes causados por condiciones anormales de corte.
El seguimiento del proceso de corte implica principalmente los siguientes aspectos:
1. Supervisión del proceso de mecanizado: el mecanizado de desbaste se centra en la eliminación rápida del exceso de material de la superficie de la pieza de trabajo. Durante el mecanizado automático, la herramienta sigue una trayectoria predeterminada basada en parámetros de corte establecidos. El operador debe observar los cambios en la carga de corte a través del medidor de carga y ajustar los parámetros de corte según el estado de carga de la herramienta para maximizar la eficiencia de la máquina herramienta.
2. Monitoreo de los sonidos de corte durante el proceso: En el corte automático, el sonido producido cuando la herramienta se acopla a la pieza de trabajo suele ser estable, continuo y nítido, acompañado de un movimiento suave de la máquina. A medida que avanza el proceso, puede surgir inestabilidad debido a factores como inclusiones duras en la pieza de trabajo, desgaste de la herramienta o deflexión de la herramienta. Esta inestabilidad se manifiesta como cambios en el sonido de corte-como el ruido de la herramienta que impacta la pieza de trabajo-y la vibración de la máquina. Los parámetros y condiciones de corte deben ajustarse rápidamente; Si los ajustes resultan ineficaces, se debe detener la máquina para inspeccionar el estado de la herramienta y la pieza de trabajo.
3. Supervisión del proceso de acabado: El acabado se centra en garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie, lo que normalmente implica altas velocidades de corte y avances. Se debe prestar atención al impacto de-los bordes acumulados en la superficie mecanizada. Para el mecanizado de cavidades, también se debe proteger contra el corte excesivo y la desviación de la herramienta en las esquinas. Para abordar estos problemas: primero, ajuste la posición del rociador de refrigerante para garantizar un enfriamiento óptimo de la superficie mecanizada; en segundo lugar, controlar la calidad de la superficie mecanizada y ajustar los parámetros de corte para minimizar las fluctuaciones de calidad. Si los ajustes no logran producir una mejora significativa, detenga la máquina para verificar la validez del programa original.
Se debe tener especial cuidado con la posición de la herramienta al detener o detener la máquina para su inspección. Detener la máquina mientras la herramienta está cortando activamente-haciendo que el husillo se detenga abruptamente-puede dejar marcas de herramienta en la superficie de la pieza de trabajo. Lo ideal es detener la máquina sólo después de que la herramienta se haya desenganchado de la zona de corte.
¿Cómo se deben seleccionar adecuadamente las herramientas de mecanizado? ¿Cuáles son los elementos clave de los parámetros de corte? ¿Qué tipos de materiales para herramientas están disponibles? ¿Cómo se determinan la velocidad del husillo, la velocidad de corte y el ancho de corte?
1. Para el fresado frontal, se deben seleccionar fresas frontales o fresas de extremo de carburo no-reafilables. Generalmente, se prefiere una estrategia de mecanizado de dos-pasadas: la primera pasada debe ser una operación de desbaste utilizando una fresa frontal, atravesando continuamente la superficie de la pieza de trabajo. El ancho de corte recomendado para cada pasada es del 60 % al 75 % del diámetro de la herramienta.
2. Las fresas de extremo y las fresas de extremo con inserto-de carburo se utilizan principalmente para mecanizar jefes, ranuras y caras de apertura de caja-.
3. Las fresas de bola-y las fresas de inserción redonda- (también conocidas como fresas de punta de toro) se utilizan comúnmente para mecanizar superficies curvas y perfiles con ángulos de inclinación variables. Las fresas de bola-se utilizan principalmente para semiacabado y acabado, mientras que las fresas de inserción redonda-de carburo se utilizan normalmente para desbaste.
¿Para qué sirve una hoja de programa de mecanizado? ¿Qué información debe contener?
La hoja del programa de mecanizado es un componente del diseño del proceso de mecanizado CNC y sirve como un conjunto de instrucciones que el operador debe seguir. Proporciona detalles específicos sobre el programa de mecanizado, con el objetivo de aclarar el contenido del programa, los métodos de sujeción y posicionamiento, las herramientas seleccionadas para cada operación de mecanizado y cualquier precaución específica.
La hoja del programa de mecanizado debe incluir: nombres de archivos CAD/CAM, nombre de la pieza de trabajo, boceto del soporte, nombre del programa, herramientas utilizadas para cada programa, profundidad máxima de corte, tipo de mecanizado (por ejemplo, desbaste o acabado), tiempo estimado de mecanizado, etc.
¿Qué preparativos se requieren antes de la programación CNC?
Después de determinar el proceso de mecanizado, se debe entender lo siguiente antes de programar:
1. Método de sujeción de la pieza de trabajo;
2. Tamaño de la pieza en bruto (para determinar el alcance del mecanizado o si se requieren múltiples configuraciones);
3. Material de la pieza de trabajo (para seleccionar las herramientas de corte adecuadas);
4. Inventario de herramientas disponibles (para evitar modificar el programa por falta de herramientas durante el mecanizado, o preparar con antelación las herramientas necesarias si se requieren).
¿Cuáles son los principios para establecer la altura de seguridad durante la programación?
El principio para establecer la altura de seguridad es generalmente colocarla por encima de la superficie más alta de cualquier "isla" (elementos elevados). Alternativamente, establecer el punto cero de programación en la superficie más alta también puede minimizar el riesgo de colisiones de herramientas.
¿Por qué es necesario el pos-procesamiento después de generar la ruta de herramienta?
Dado que diferentes máquinas herramienta reconocen diferentes códigos de dirección y formatos de programas NC, se debe seleccionar el formato de pos-procesamiento correcto para la máquina herramienta específica que se utiliza para garantizar que el programa generado se ejecute correctamente.
¿Qué es la comunicación DNC?
Los métodos de transferencia de programas se pueden clasificar en CNC y DNC. En el método CNC, el programa se transfiere a través de un medio (como un disquete, un lector de cinta o un cable de comunicación) a la memoria de la máquina herramienta para su almacenamiento y luego se recupera de la memoria durante el mecanizado. Dado que la capacidad de la memoria es limitada, el método DNC se utiliza para programas grandes; Debido a que DNC permite que la máquina herramienta lea el programa directamente desde la computadora de control (transmitiendo efectivamente los datos durante la operación), no está limitado por límites de capacidad de memoria.
