Keerme freesimine CNC detailide töötlemisel
Keermefreesimine on väga mitmekülgne ja täpne meetod sise- ja väliskeermete valmistamiseks CNC-töötluskeskustel. Erinevalt tavapärasest keermestamisest kasutatakse keermefreesimisel keermevormi spiraalseks interpoleerimiseks kindla keermeprofiiliga pöörlevat lõiketööriista. See meetod pakub suurepärast kontrolli, paindlikkust ja töökindlust, eriti keeruliste materjalide ja kriitiliste rakenduste puhul.
Põhiprintsiibid
Keerme freesimine toimib spiraalse interpolatsiooni põhimõttel - samaaegne kolme-teljega koordineeritud liikumine, kus tööriist pöörleb ümber oma telje, samal ajal kui tööriista kese järgib spiraalset rada X-Y-tasandil ja Z--telg liigub edasi kiirusega, mis on sünkroniseeritud keerme esijoonega. See loob keermeprofiili läbi tööriista lõikeservade ümbrise, kui see liigub läbi töödeldava detaili materjali spiraalselt.
Keermefreesi tööriistade tüübid
Täiskarbiidist keermefreesidon täis-profiiliga või osalise-profiiliga tööriistad, mida kasutatakse väikeste ja keskmiste keermete jaoks, mis nõuavad suurt täpsust.Indekseeritavad keermefreesidfunktsioonid kassettide-stiilis kujundused koos vahetatavate vahetükkidega, mistõttu on need ideaalsed suurte keermete ja töötlemistoimingute jaoks, kus kuluefektiivsus on oluline.Mitme -vormiga keermefreesidvõimaldab ühe tööriistaga toota mitu keermesammu, pakkudes paindlikkust töökodadele, kes soovivad tööriistavarusid vähendada.Ühepunktilised{0}}keermefreesidneil on üks lõikeserv ja see nõuab mitut käiku, mis sobib suure läbimõõduga, kohandatud sammude ja raskete töötlemistööde jaoks.
Keerme freesimise meetodid
Ringinterpolatsiooni meetod on standardmeetod, mille puhul eelistatakse ronimist. Tööriist siseneb eelnevalt-puuritud auku radiaalselt ja järgib seejärel spiraalset rada. Sisenemise ajal sukeldub tööriist keerme algussügavusele ja söödab radiaalselt lõikediameetrini. Spiraalne lõikamise faas hõlmab 360{5}}kraadist ringikujulist liikumist Z-ettenihkega pöörde kohta, mis on võrdne keerme sammuga. Lõpuks väljub tööriist enne Z-tagasitõmbamist radiaalselt keskele tagasitõmbudes.
Tööriista teekonna arvutamiseks võrdub sisekeerme tööriista läbimõõt nimiläbimõõduga miinus keerme sügavus korrutatuna kahega. Spiraalse interpolatsiooni raadius võrdub nimiläbimõõduga miinus tööriista läbimõõt jagatuna kahega.
Täieliku-profiili keermefreesimisel kasutatakse tööriistu, mis vastavad täpselt keermekujule, nagu 60-kraadine ühtne või 55-kraadine Whitworthi profiil. See lähenemine lõpetab lõime ühe käiguga, kuid nõuab iga sammu jaoks spetsiaalset tööriista. Osalise profiiliga keermefreesimisel kasutatakse tööriistu, mis lõikavad ainult keerme harja ja juure, mis nõuavad mitut radiaalset läbimist, kuid üks tööriist võib katta mitut sammu.
Väliskeerme freesimine hõlmab kas töödeldava detaili pööramist pöördlaual, kasutades neljandat telge, või tööriista spiraalselt interpoleerimist ümber statsionaarse tooriku. Seda meetodit kasutatakse tavaliselt suurte võllide, juhtkruvide ja tiguülekannete puhul ning see nõuab tööriistale juurdepääsuks piisavalt ruumi töödeldava detaili ümber.
Eelised koputamise ees
Keermefreesimine tagab tööriista pikema tööea, kuna lõikekoormus jaotub mitme soone vahel ja läbib, mitte ei keskendu mõnele servale. Kiibikontroll on suurepärane, tekitades pigem lühikesi hallatavaid kiipe, mitte pikki kiipe, mis võivad kraanidesse sattuda. Materjalide mitmekülgsus laieneb kõikidele materjalidele, sealhulgas karastatud terastele kuni HRC 65, samas kui kõvade sulamite puhul on koputamisel piirangud.
Üks tööriist võib katta sama sammu jaoks mitut diameetrit, pakkudes keerme suuruse paindlikkust, mida keermestamine ei suuda võrrelda. Pimeaukudes võib keerme freesimine tekitada keermed otse põhjani ilma puuduliku keermepiirkonnata, mida kraanid nõuavad. Saadud niidi kvaliteedil on suurepärane pinnaviimistlus ja täpne sobivus.
Keermefreesi purunemisel on taastamine lihtne, kuna tööriist on keerme läbimõõdust väiksem. Katkist kraani on raske eemaldada ja see võib jäädavalt kinni. Keerme freesimine nõuab väiksemat pöördemomenti, mistõttu sobib see paremini suurte keermete jaoks piiratud võimsusega masinatel. Sama tööriist suudab luua nii vasak--- kui ka parempoolseid
Kriitilise protsessi parameetrid
Terase lõikekiirus on tavaliselt vahemikus 80–150 meetrit minutis ja alumiiniumi puhul 150–300 meetrit minutis, kusjuures karastatud materjalide puhul on see kiirus vähenenud. Ettenihe hamba kohta jääb tavaliselt vahemikku 0,05–0,15 millimeetrit, sõltuvalt materjalist ja keerme sammust. Z-telje etteanne peab täpsuse säilitamiseks täpselt ühtima keerme sammuga pöörde kohta.
Täieliku-profiiliga tööriistade puhul katab radiaalne haardumine ühe käiguga 100 protsenti keerme sügavusest. Osalise-profiili tööriistad kasutavad radiaalset sammu 0,05–0,10 millimeetrit ühe läbimise kohta.
Eeltöötlemise nõuded hõlmavad ava puurimist, mille läbimõõt on ligikaudu võrdne nimiläbimõõduga, millest on lahutatud samm, kuigi see erineb olenevalt keerme standardist. Auk peab olema sirge, õige-asendiga ja piisava sügavusega keerme ja vaba ruumi jaoks. Ava sissepääsu juures olev 45-kraadine kaldenurk või süvistus aitab kaasa tööriista sisenemisele ja hoiab ära jämeduse tekke.
CNC programmeerimise põhialused
Tüüpiline Fanuci{0}}stiilis G-koodiprogramm algab positsioneerimisega ava keskmesse, aktiveerib tööriista pikkuse kompenseerimise ja jahutusvedeliku, seejärel liigub liikumistasapinnani. Tööriist söödab keerme algussügavusele, lõikuri kompenseerimine aktiveerub radiaalsel lähenemisel ja spiraalne interpolatsioon toimub vastava ringliikumise käsuga. Mitu spiraalset silmust kordub vajaliku keerme pikkusega, mille järel kompensatsioon tühistatakse ja tööriist tõmbub tagasi.
Peamised programmeerimise kaalutlused hõlmavad õige päripäeva või vastu-päripäeva spiraalse interpolatsiooni suuna valimist, et see sobiks keerme käega. Lõikuri kompenseerimine peab jääma aktiivseks spiraalse liikumise ajal. Sammu täpsus sõltub spindli kiiruse ja Z-telje etteande täpsest sünkroniseerimisest. Keermefreesi sisestus peaks tööriista kahjustamise vältimiseks kasutama spiraalset või kaldteelist sisendit, mitte otsest süvistamist.
Levinud väljakutsed ja lahendused
Liiga suured või alamõõdulised keermed tulenevad tavaliselt tööriista kulumisest, ebaõigest tööriista läbimõõdu kompenseerimisest või sammu veast. Lahendus hõlmab tööriista läbimõõdu sisendi kontrollimist, kulumisnihke kontrollimist ja masina kalibreerimist. Halb pinnaviimistlus tuleneb sageli ebapiisavast jäikusest, kulunud tööriistadest või ebaõigest kiirusest ja etteandmisest. Selle probleemi lahendamiseks on vaja vähendada tööriista üleulatust, suurendada jäikust ja optimeerida lõikeparameetreid.
Lõinad ja vibratsioon näitavad tavaliselt tööriista pikka üleulatust, õhukesi seinu või harmoonilist resonantsi. Lahendused hõlmavad lühima võimaliku tööriista kasutamist, lõikesügavuse vähendamist ja spindli kiiruse reguleerimist, et vältida resonantssagedusi. Tööriista purunemine sisenemisel tuleneb tavaliselt sirgest radiaalsest süvistamisest või valedest sisestusnurkadest. Spiraalse rambi sisendi kasutamine ja sisend etteandekiiruse vähendamine hoiab ära selle rikke. Koonused keermed võivad viidata masina geomeetrilisele veale, tööriista läbipaindele või termilisele kasvule. Masina ruudukujulisuse kontrollimine, töötlemis- ja viimistluskäikude rakendamine ning jahutusvedeliku kasutamine lahendab need probleemid järjekindlalt.
Rakendused ja tööstusharud
Lennundustööstuses valmistatakse keermefreesimisel kriitiliste tolerantsidega titaanist ja Inconeli kinnitusvahendeid. Nafta- ja gaasisektor kasutab seda meetodit suure-läbimõõduga API torukeermete ja puurnööride ühenduste jaoks. Autotööstuses kasutatavad rakendused hõlmavad mootoriploki keermeid ja käigukasti komponente. Meditsiiniline tootmine tugineb titaan- või PEEK-materjalide luukruvide ja implantaatide keermete freesimisele. Vormi- ja stantsitööstus toodab ejektori tihvtide jaoks karastatud tööriistaterasest kuni HRC 65 keermeid. Üldised masinarakendused hõlmavad kohandatud niite, remonditöid ja prototüüpide arendamist, kus paindlikkus on hädavajalik.
