Voiko tämä CNC-kierrekeskus suorittaa käänteisen kierteen ja kierteen jyrsinnän samanaikaisesti?

Moderni CNC-kierrekeskus voi suorittaa käänteisen kierteen ja kierteen jyrsinnän, ja monissa edistyneissä malleissa molemmat toiminnot voidaan suorittaa samassa koneistusohjelmassa ilman manuaalista puuttumista. Kuitenkin, esiintyvätkö ne todella "samanaikaisesti" samassa reiässä samalla hetkellä, riippuu koneen karan rakenteesta, ohjausarkkitehtuurista ja työkalujen asetuksista. Käytännössä huippuluokan CNC-kierrekeskukset vaihtavat näiden toimintojen välillä sekunneissa automaattisten työkalunvaihtajien (ATC) avulla, mikä tekee prosessista toiminnallisesti saumattoman tuotantoympäristöissä.

Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka käänteinen kierre ja kierteiden jyrsintä toimivat CNC-kierrekeskuksessa, mitä laitteisto- ja ohjelmistovalmiuksia tarvitaan ja kuinka arvioida, vastaako tietty kone kierteitystarpeitasi.

Mitä on käänteinen kierteitys CNC-kierrekeskuksessa?

Käänteinen kierteitys – jota kutsutaan myös takaisinkierteitykseksi tai jäykiksi kierteitykseksi kääntämällä – on kierteitysprosessi, jossa kara pyörii yhteen suuntaan työntääkseen kierteen työkappaleeseen, ja kääntää sitten pyörimissuuntaa vetääkseen sen takaisin puhtaaksi. Tämä on vakioominaisuus käytännössä kaikissa nykyaikaisissa CNC-kierrekeskuksissa, joissa on jäykkä kierteitystoiminto .

Jäykässä kierteitystilassa CNC-ohjain synkronoi karan pyörimisnopeuden (RPM) Z-akselin syöttönopeuden kanssa tarkassa suhteessa tapin kierteen nousuun. Esimerkiksi M8 × 1,25 kierteen napauttaminen nopeudella 1 000 RPM vaatii Z-akselin syötön täsmälleen 1250 mm/min . Takaisinvetämisen aikana kara kääntyy samaan synkronoituun nopeuteen, mikä estää kierteen vaurioitumisen ja tapin katkeamisen.

Tärkeimmät G-koodit, joita käytetään tähän yleisissä CNC-kierrätyskeskuksen ohjausjärjestelmissä, ovat:

• G84 — Vakiokierteitysjakso (myötäpäivään, vastapäivään sisäänveto)
• G74 — Taaksepäin kierre (vastapäivään, myötäpäivään sisäänveto), käytetään vasemmanpuoleisille kierteille
• G84.2 / G84.3 — Laajennetut jäykät naputusjaksot saatavilla Fanuc- ja Mitsubishi-ohjaimissa synkronoinnin tarkkuuden parantamiseksi

Useimmat hyvämaineisten rakentajien CNC-kierteityskeskukset mahdollistavat karan käännöksen 0,05 - 0,1 sekuntia , minimoi syklin vaikutuksen suurten kierteitysajojen aikana.

Mitä on kierteen jyrsintä CNC-kierrekeskuksessa?

Kierteen jyrsintä käyttää pyörivää moniuraista kierrejyrsintätyökalua, joka liikkuu kierteisellä interpolaatioreitillä reiän sisäkehän ympäri kierreprofiilin leikkaamiseksi. Toisin kuin kierteitys, leikkausvoima jakautuu useisiin ajoihin, mikä tekee siitä ihanteellisen:

• Kovat materiaalit, kuten karkaistu työkaluteräs (yli 45 HRC) tai Inconel
• Suuren halkaisijan omaavat kierteet (yleensä M20 ja suuremmat), joissa kierteen vääntömomentti olisi epäkäytännöllinen
• Sokeat reiät, joissa lastunpoisto on kriittinen
• Tilanteet, joissa tarvitaan sekä oikea- että vasenkätisiä kierteitä yhdellä työkalulla

Kierteen jyrsintä CNC-kierrekeskuksessa vaatii samanaikainen 3-akselinen interpolointi (X-, Y- ja Z-akselit liikkuvat samanaikaisesti), jota tukevat käytännössä kaikki nykyaikaiset CNC-ohjaimet, mukaan lukien Fanuc 0i-MF, Siemens 828D ja Mitsubishi M80. Tyypillinen kierteen jyrsintäjakso ruostumattoman teräksen M16 × 2,0 kierteelle saattaa käyttää karan nopeutta 3500 RPM kierteisellä syöttönopeudella 800 mm/min .

Voiko CNC-kierrätyskeskus suorittaa molemmat toiminnot samassa ohjelmassa?

Täysin. CNC-kierteityskeskus automaattisella työkalunvaihtajalla (ATC) voi suorittaa käänteisen kierteen joissakin rei'issä ja kierteen jyrsinnän toisissa yhdessä CNC-ohjelmassa. Kone valitsee sopivan työkalun makasiinista ja vaihtaa toimintoja automaattisesti. Koneessa, jossa on a 24-työkalun ATC ja työkalun vaihtoaika alle 1,5 sekuntia (siru-siru), tämä siirtymä on lähes huomaamaton syklin kokonaisajassa.

Alla olevassa taulukossa verrataan kahta toimintoa vierekkäin, mikä auttaa selventämään, milloin kutakin menetelmää suositellaan:

Konevaatimukset molempien toimintojen tukemiseksi

Kaikki CNC-kierrekeskukset eivät ole yhtä kykeneviä. Jotta sekä taaksepäin että kierteen jyrsintä voidaan suorittaa luotettavasti, koneen tulee täyttää seuraavat vaatimukset:

Karan suorituskyky

Karan tulee tukea laajaa kierroslukualuetta. Pienten hanojen (M2–M6) kääntäminen taaksepäin voi vaatia nopeuden 3 000–8 000 RPM , kun taas kierrejyrsintä suurempia kierteitä varten voi tarvita vain 1500–3500 rpm suuremmalla vääntömomentilla. Kara, jonka teho on vähintään 7,5 kW ja vääntö 47 Nm kattaa useimmat tuotantoskenaariot.

CNC-ohjainominaisuus

Ohjaimen on tuettava sekä kierrekierretöitä (G84, G74) että kierreinterpolointia kierteen jyrsintää varten. Ohjaimet, kuten Fanuc 0i-MF Plus, Siemens 840D sl ja Mitsubishi M80 kaikki tukevat näitä ominaisuuksia. Varmista, että ohjainversiosi sisältää kierukkainterpoloinnin vakiona, ei maksullisena vaihtoehtona.

Työkalunpitimen yhteensopivuus

Jäykkä kierteitys vaatii kiinteän, ei-kompensoivan työkalunpitimen maksimaalisen synkronointitarkkuuden saavuttamiseksi. Kierteen jyrsintä hyötyy erittäin tarkoista kiristysistukkaista (ER-sarja) tai hydraulisista istukkaista, joissa on ulosveto alapuolella 0,003 mm , joka vaikuttaa suoraan langan laatuun ja pinnan viimeistelyyn.

Jäähdytysnestejärjestelmä

Kierteiden jyrsintään syviin reikiin, karan läpi kulkeva jäähdytysneste 40-70 bar on erittäin suositeltavaa huuhdella lastut kierteiseltä reitiltä. Puutteellinen lastunpoisto on yksi yleisimmistä syistä kierteen jyrsinnän epäonnistumiseen ja pintavirheisiin.

Tosimaailman sovellusesimerkki

Harkitse 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettua hydraulisen jakotukin lohkoa. Osa vaatii:

1. Kaksikymmentäneljä M6 × 1,0 läpimenevää reikää kierteitettynä käänteisellä kierteellä (jäykkä G84-sykli) nopeudella 4 500 rpm
2. Neljä M30×2.0-porttikierrettä, jotka on luotu kierteen jyrsinnällä käyttämällä kierukkainterpolaatiota nopeudella 2 200 RPM
3. Kaksi M12×1,75 vasenta kierrettä G74-käänteisellä kierteellä

CNC-kierrekeskus, jossa on 32-työkalun ATC, käsittelee kaikki kolme toimintoa yhdessä asennuksessa, ja ohjain kutsuu automaattisesti oikean työkalun ja jakson kullekin ominaisuudelle. Kokonaistyöstöaika kaikille kierteityksille: noin 6,5 minuuttia verrattuna yli 20 minuuttiin, jos sitä käsitellään erillisillä koneilla. Tämä havainnollistaa tuotannon ydinetua, joka liittyy molempien ominaisuuksien yhdistämiseen yhteen CNC-kierrekeskukseen.

Yleiset rajoitukset, jotka on huomioitava

Vaikka ominaisuus on olemassa, käyttäjien tulee olla tietoisia seuraavista käytännön rajoituksista, kun he määrittävät CNC-kierrekeskuksen molempiin toimintoihin:

• Työkalulehti koko: Sekä kierresarjojen että kierrejyrsimien käyttäminen samanaikaisesti kuluttaa työkalutaskuja nopeasti. Makasiini, jossa on vähemmän kuin 16 työkalua, voi rajoittaa joustavuutta monimutkaisissa osissa.
• Rekisterinpitäjän lisensointi: Jotkut lähtötason CNC-kierrekeskukset toimitetaan kierukkainterpoloinnilla oletuksena pois päältä; sen aktivointi saattaa vaatia maksullisen ohjelmistolisenssin ohjaimen valmistajalta.
• Karan suuntaus: Kierteen jyrsintä vaatii tarkan karan C-akselin paikantamisen joissakin edistyneissä työkierroissa; varmista, että koneesi tukee tätä tarvittaessa.
• Ohjelmoinnin monimutkaisuus: Kierteen jyrsintä G-koodi on monimutkaisempi kuin yksinkertainen G84-kierteityssykli. Käytä CAM-ohjelmistoa kierteen jyrsintäjälkiprosessorin kanssa ohjelmointivirheiden vähentämiseksi.

Hyvin määritelty CNC-kierteityskeskus pystyy täysin suorittamaan käänteisen kierteen ja kierteen jyrsinnän - joko vuorotellen saman ohjelman sisällä tai erillisinä toimenpiteinä saman osan eri ominaisuuksille. Tärkeintä on varmistaa, että koneessa on jäykkä kierteityssynkronointi, 3-akselinen kierukkainterpolointituki, toimiva CNC-ohjain ja riittävä työkalumakasiinikapasiteetti. Valmistajille, jotka valmistavat monimutkaisia ​​osia kovista materiaaleista, molempien kierteitysstrategioiden yhdistäminen yhteen CNC-kierrekeskukseen lyhentää merkittävästi asennusaikaa, parantaa johdonmukaisuutta ja alentaa kokonaistuotantokustannuksia.