In un batter d'occhio, sono 20 anni che opero su torni CNC. Ho accumulato alcune competenze ed esperienze di lavorazione su tornio CNC. Oggi ne parlerò con i miei colleghi.
A causa del frequente cambio dei pezzi lavorati e delle condizioni limitate della fabbrica, per dieci anni abbiamo programmato, impostato gli utensili, eseguito il debug e completato la lavorazione dei pezzi da soli. In sintesi, le competenze operative si dividono nei seguenti punti.
Competenze di programmazione
Poiché abbiamo requisiti elevati sulla precisione dei prodotti che lavoriamo, quando si programma è necessario considerare i seguenti aspetti:
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In primo luogo, considerare la sequenza di lavorazione dei pezzi:
- lPrima forare e poi spianare la superficie (questo per prevenire il ritiro del materiale durante la foratura);
- lPrima tornitura di sgrossatura, poi tornitura di finitura (questo per garantire la precisione dei pezzi);
- lLavorare prima i pezzi con tolleranze ampie e lavorare per ultimi i pezzi con tolleranze strette (questo per garantire che la superficie delle dimensioni con tolleranze strette non venga graffiata e per prevenire la deformazione dei pezzi).
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Quindi, in base alla durezza del materiale, selezioniamo una velocità di rotazione, un avanzamento e una profondità di taglio ragionevoli:
Per i materiali in acciaio al carbonio, scegliere alta velocità, alto avanzamento e grande profondità di taglio. Ad esempio: 1Gr11, selezionare S1600, F0.2, profondità di taglio 2mm;
Per il carburo, scegliere bassa velocità, basso avanzamento e piccola profondità di taglio. Ad esempio: GH4033, selezionare S800, F0.08, profondità di taglio 0.5mm;
Per la lega di titanio, scegliere bassa velocità, alto avanzamento e piccola profondità di taglio. Ad esempio: Ti6, selezionare S400, F0.2, profondità di taglio 0.3mm. Prendiamo come esempio la lavorazione di un determinato pezzo: il materiale è K414, un materiale extra-duro. Dopo molti test, sono stati finalmente selezionati S360, F0.1 e profondità di taglio 0.2 prima di ottenere un pezzo conforme.
Competenze di impostazione dell'utensile
L'impostazione dell'utensile si divide in impostazione tramite strumento di misura e impostazione diretta. Nel mio precedente lavoro, alcuni torni non avevano un dispositivo di impostazione utensile e si usava l'impostazione diretta. Le tecniche di impostazione utensile menzionate di seguito sono l'impostazione diretta.
Innanzitutto, selezionare il centro della faccia destra del pezzo come punto di calibrazione dell'utensile e impostarlo come punto zero. Dopo che la macchina utensile torna al punto di origine, ogni utensile che deve essere utilizzato viene calibrato con il centro della faccia destra del pezzo come punto zero; quando l'utensile tocca la faccia destra, inserire Z0 e fare clic su misura. Il valore misurato verrà registrato automaticamente nel valore di compensazione dell'utensile, il che significa che l'impostazione dell'asse Z è corretta. Ad esempio, se x è 20mm, inserire x20, fare clic su Misura, e il valore di offset dell'utensile registrerà automaticamente il valore misurato. A questo punto, anche l'asse x è allineato;
Questo metodo di impostazione dell'utensile non modifica il valore di impostazione anche se la macchina utensile viene spenta e riavviata. Può essere utilizzato per produrre gli stessi pezzi in grandi quantità per un lungo periodo e non è necessario ricalibrare l'utensile quando il tornio viene spento.
Competenze di debug
Dopo che i pezzi sono stati programmati e l'utensile è stato impostato, sono necessari taglio di prova e debug per prevenire errori di programma ed errori di impostazione dell'utensile che causano collisioni della macchina.
Dovremmo prima eseguire una simulazione di lavorazione a vuoto e spostare l'utensile nel sistema di coordinate della macchina utensile traslandolo a destra di 2-3 volte la lunghezza totale del pezzo; quindi avviare la lavorazione di simulazione. Dopo che la lavorazione di simulazione è completata, confermare che il programma e la calibrazione dell'utensile siano corretti, e quindi iniziare la lavorazione. I pezzi vengono lavorati. Dopo che il primo pezzo è stato lavorato, viene prima sottoposto a autoispezione per confermare che sia conforme, e poi viene eseguita un'ispezione a tempo pieno. Solo dopo che l'ispezione a tempo pieno conferma che è conforme, il debug è completato.
Completamento della lavorazione dei pezzi
Dopo che il primo pezzo è stato tagliato in prova, i pezzi verranno prodotti in lotti. Tuttavia, la conformità del primo pezzo non significa che l'intero lotto di pezzi sarà conforme, perché durante il processo di lavorazione, l'utensile si usurerà a causa dei diversi materiali di lavorazione. Se l'utensile è morbido, l'usura dell'utensile sarà piccola. Se il materiale di lavorazione è duro, l'utensile si usurerà rapidamente. Pertanto, durante il processo di lavorazione, è necessario controllare frequentemente e aumentare o diminuire il valore di offset dell'utensile in tempo per garantire la qualità dei pezzi.
[Prendiamo come esempio i pezzi che abbiamo lavorato in precedenza: il materiale di lavorazione è K414 e la lunghezza totale di lavorazione è 180mm. Poiché il materiale è molto duro, l'utensile si usura molto rapidamente durante la lavorazione. Dal punto di partenza al punto finale, ci sarà un leggero scarto di 10-20mm dovuto all'usura dell'utensile. Pertanto, dobbiamo aggiungere artificialmente 10-20mm nel programma per garantire che i pezzi siano conformi. 】In sintesi, i principi fondamentali della lavorazione meccanica: prima la sgrossatura, rimuovere il materiale in eccesso dal pezzo, poi la finitura; durante la lavorazione si devono evitare vibrazioni; si deve evitare la degenerazione termica del pezzo durante il processo. Le cause delle vibrazioni possono essere molteplici: possono derivare da un sovraccarico eccessivo; possono essere dovute alla risonanza tra macchina utensile e pezzo, oppure alla mancanza di rigidità della macchina, o ancora all'utensile che si è smussato. Possiamo ridurre le vibrazioni con i seguenti metodi: ridurre l'avanzamento trasversale e la profondità di lavorazione, e verificare che il pezzo sia bloccato saldamente. Aumentare la velocità dell'utensile e ridurre la velocità di rotazione può diminuire la risonanza. Inoltre, controllare se è necessario sostituire l'utensile con uno nuovo.
Esperienza nella prevenzione delle collisioni della macchina utensile
Una collisione della macchina utensile causa gravi danni alla precisione della macchina stessa, e l'impatto varia a seconda del tipo di macchina. In generale, l'impatto è maggiore sulle macchine con scarsa rigidità. Pertanto, per i torni CNC ad alta precisione, le collisioni devono essere assolutamente eliminate. Se l'operatore è attento e padroneggia alcuni metodi anti-collisione, le collisioni possono essere completamente prevenute ed evitate.
Ritengo che le cause principali delle collisioni siano:
- Primo, l'inserimento errato del diametro e della lunghezza dell'utensile;
- Secondo, l'inserimento errato delle dimensioni del pezzo e di altre dimensioni geometriche correlate, nonché la posizione iniziale errata del pezzo;
- Terzo, l'impostazione errata del sistema di coordinate pezzo della macchina, oppure il riazzeramento del punto zero della macchina durante la lavorazione che ne comporta la variazione. Le collisioni della macchina si verificano soprattutto durante i movimenti rapidi. Le collisioni in questa fase sono anche le più dannose e devono essere assolutamente evitate. Pertanto, l'operatore deve prestare particolare attenzione alla fase iniziale di esecuzione del programma e al cambio utensile. In questi momenti, se il programma è editato in modo errato e il diametro e la lunghezza dell'utensile sono inseriti in modo scorretto, si verificano facilmente collisioni. Alla fine del programma, se la sequenza di retrazione dell'asse CNC è errata, può verificarsi ugualmente una collisione.
Per evitare le collisioni sopra descritte, l'operatore deve sfruttare appieno le funzioni dei cinque sensi durante l'operatività sulla macchina. Deve osservare se ci sono movimenti anomali della macchina, se ci sono scintille, rumori o suoni insoliti, vibrazioni, o odore di bruciato. Se viene rilevata un'anomalia, il programma deve essere fermato immediatamente. La macchina può continuare a lavorare solo dopo che il problema è stato risolto.
In sintesi, padroneggiare le abilità operative dei torni CNC è un processo graduale che non può essere completato in un giorno. Si basa sulla conoscenza delle operazioni di base della macchina, delle nozioni fondamentali di lavorazione e di programmazione. Le abilità operative dei torni CNC non sono statiche. Sono una combinazione organica che richiede all'operatore di mettere in gioco pienamente la propria immaginazione e capacità pratica, e rappresentano un lavoro innovativo.
Informazioni sull'autore: Gavin Xia
