Kierteen jyrsintä CNC-osien koneistuksessa
Kierteiden jyrsintä on erittäin monipuolinen ja tarkka menetelmä sisä- ja ulkokierteiden valmistukseen CNC-työstökeskuksissa. Toisin kuin perinteisessä kierteityksessä, kierteiden jyrsinnässä käytetään pyörivää leikkaustyökalua, jolla on tietty kierreprofiili, kierteen muodon interpoloimiseksi kierteisesti. Tämä menetelmä tarjoaa erinomaisen hallinnan, joustavuuden ja luotettavuuden erityisesti vaikeissa materiaaleissa ja kriittisissä sovelluksissa.
Perusperiaatteet
Kierteen jyrsintä toimii kierteisen interpolaation periaatteella - samanaikainen kolmen-akselin koordinoitu liike, jossa työkalu pyörii oman akselinsa ympäri, kun työkalun keskipiste seuraa kierteistä rataa X-Y-tasossa ja Z--akseli etenee nopeudella, joka on synkronoitu kierteen johdon kanssa. Tämä luo kierreprofiilin työkalun leikkausreunojen verhon läpi, kun se kiertää työkappaleen materiaalin läpi.
Kierrejyrsintätyökalujen tyypit
Kierrejyrsimet umpikovametallistaovat täys-- tai osaprofiilisia-kiinteitä työkaluja, joita käytetään pienille ja keskisuurille säikeille, jotka vaativat suurta tarkkuutta.Indeksoitavat kierrejyrsimetominaisuus kasetti{0}}tyyliset mallit vaihdettavilla sisäosilla, mikä tekee niistä ihanteellisia suuriin kierteisiin ja rouhintatoimintoihin, joissa kustannustehokkuus on tärkeää.Monimuotoiset kierrejyrsimet-antaa yhden työkalun tuottaa useita kierreväliä, mikä tarjoaa joustavuutta työpajoille, jotka haluavat vähentää työkaluvarastoa.Yksikärkiset{0}}kierrejyrsimetniillä on yksi leikkuuterä ja ne vaativat useita ajoja, jotka sopivat suuriin halkaisijoihin, mukautettuihin nousuihin ja raskaisiin rouhintasovelluksiin.
Kierteen jyrsintämenetelmät
Ympyräinterpolointimenetelmä on vakiomenetelmä, jossa nousujyrsintää suositellaan. Työkalu menee esiporattuun-reikään säteittäisesti ja seuraa sitten kierteistä reittiä. Sisääntulon aikana työkalu uppoaa kierteen aloitussyvyyteen ja syöttää säteittäisesti leikkaushalkaisijaan. Kierreleikkausvaiheeseen kuuluu 360-asteen ympyräliike Z--syöttöllä kierrosta kohti, joka on yhtä suuri kuin kierteen nousu. Lopuksi työkalu poistuu vetäytymällä säteittäisesti keskelle ennen Z-vetoa.
Työkalun radan laskennassa työkalun halkaisija sisäkierteille on nimellishalkaisija miinus kierteen syvyys kerrottuna kahdella. Kierteinen interpolointisäde on nimellishalkaisija miinus työkalun halkaisija jaettuna kahdella.
Täys-profiilin kierteiden jyrsintä käyttää työkaluja, jotka vastaavat tarkasti kierteen muotoa, kuten 60-asteen yhtenäisiä tai 55 asteen Whitworth-profiileja. Tämä lähestymistapa viimeistelee langan yhdellä kierrolla, mutta vaatii erityisen työkalun jokaista nousua varten. Osittainen profiilin kierteen jyrsintä käyttää työkaluja, jotka leikkaavat vain kierteen harjan ja juuren, mikä vaatii useita säteittäisiä siirtoja, mutta yksi työkalu voi kattaa useita nousuja.
Ulkokierteen jyrsintään kuuluu joko työkappaleen pyörittäminen pyöröpöydällä käyttämällä neljättä akselia tai työkalu interpoloidaan kierteisesti kiinteän työkappaleen ympäri. Tätä menetelmää käytetään yleisesti suurille akseleille, johtoruuveille ja kierukkavaihteille, ja se vaatii riittävän välyksen työkappaleen ympärille, jotta työkalu pääsee käsiksi.
Edut napautukseen verrattuna
Kierteen jyrsintä pidentää työkalun käyttöikää, koska lastuamiskuorma jakautuu useiden urien kesken ja kulkee sen sijaan, että se keskittyisi muutamaan reunaan. Sirujen hallinta on erinomaista, sillä se tuottaa lyhyitä hallittavia siruja pikemminkin kuin pitkiä siruja, jotka voivat pakata hanoihin. Materiaalien monipuolisuus ulottuu kaikkiin materiaaleihin, mukaan lukien karkaistut teräkset HRC 65:een asti, kun taas kierteityksellä on rajoituksia kovissa seoksissa.
Yksi työkalu voi kattaa useita halkaisijoita samalla nousulla, mikä tarjoaa kierrekoon joustavuutta, jota kierteitys ei voi vastata. Umpirei'issä kierteiden jyrsintä voi tuottaa kierteitä aivan pohjaan ilman tappien vaatimaa epätäydellistä kierrealuetta. Tuloksena oleva langanlaatu on erinomainen pintakäsittely ja tarkka istuvuus.
Jos kierrejyrsin katkeaa, palautuminen on helppoa, koska työkalu on pienempi kuin kierteen halkaisija. Rikkoutunutta hanaa on vaikea irrottaa ja se voi juuttua pysyvästi. Kierteen jyrsintä vaatii pienemmän vääntömomentin, joten se sopii paremmin suurille kierteille koneissa, joiden teho on rajoitettu. Sama työkalu voi tuottaa sekä vasemman- että oikean
Kriittiset prosessiparametrit
Teräksen leikkausnopeus on tyypillisesti 80–150 metriä minuutissa ja alumiinin 150–300 metriä minuutissa, ja karkaistujen materiaalien leikkausnopeus on pienempi. Syöttö hammasta kohti on yleensä 0,05-0,15 millimetriä materiaalista ja kierteen noususta riippuen. Z-akselisyötön on vastattava tarkasti kierteen nousua kierrosta kohti tarkkuuden säilyttämiseksi.
Täysi-profiilityökaluissa säteittäinen tartunta kattaa 100 prosenttia kierteen syvyydestä yhdellä kertaa. Osittainen-profiilityökalut käyttävät 0,05–0,10 millimetrin säteittäisiä askeleita.
Esityöstövaatimuksiin kuuluu porata reikä, jonka halkaisija on suunnilleen sama kuin nimellishalkaisija miinus nousu, vaikka tämä vaihtelee kierrestandardin mukaan. Reiän on oltava suora, oikea-asentoinen ja riittävä syvyys kierteelle ja välykselle. 45 asteen viiste tai upotus reiän sisääntulossa helpottaa työkalun sisäänpääsyä ja estää purseen muodostumisen.
CNC-ohjelmoinnin perusasiat
Tyypillinen Fanuc{0}}tyylinen G--koodiohjelma alkaa kohdistamalla reiän keskelle, aktivoimalla työkalun pituuden kompensoinnin ja jäähdytysnesteen, minkä jälkeen kiihdyttämällä puhdistumatasoon. Työkalu syöttää kierteen aloitussyvyyteen, terän kompensointi aktivoituu säteittäisen lähestymisen aikana ja kierukkainterpolointi suoritetaan sopivalla ympyräliikekomennolla. Useita kierresilmukoita toistetaan vaaditulla kierteen pituudella, minkä jälkeen kompensointi peruuntuu ja työkalu vetäytyy.
Tärkeimmät ohjelmointinäkökohdat sisältävät oikean myötä- tai vastapäivään -vastapäivään kierteisen interpolointisuunnan valitsemisen, joka vastaa lankakättä. Leikkurin kompensoinnin on pysyttävä aktiivisena kierteisen liikkeen aikana. Pikeyden tarkkuus riippuu tarkasta synkronoinnista karan nopeuden ja Z-akselin syötön välillä. Kierrejyrsintä tulee käyttää kierre- tai ramppisisääntulossa suoran upotuksen sijaan työkalun vaurioitumisen välttämiseksi.
Yleisiä haasteita ja ratkaisuja
Yli- tai alamittaiset kierteet johtuvat tyypillisesti työkalun kulumisesta, väärästä työkalun halkaisijan kompensaatiosta tai nousuvirheestä. Ratkaisu sisältää työkalun halkaisijan syöttämisen, kulumissiirtymien tarkistamisen ja koneen kalibroinnin. Huono pintakäsittely johtuu usein riittämättömästä jäykkyydestä, kuluneista työkaluista tai virheellisistä nopeuksista ja syötöistä. Tämän ratkaiseminen edellyttää työkalun ylityksen vähentämistä, jäykkyyden lisäämistä ja leikkausparametrien optimointia.
Värinä ja tärinä viittaavat yleensä pitkän työkalun ulkonemaan, ohuisiin seiniin tai harmoniseen resonanssiin. Ratkaisuja ovat lyhimmän mahdollisen työkalun käyttö, leikkaussyvyyden vähentäminen ja karan nopeuden säätäminen resonanssitaajuuksien välttämiseksi. Työkalun murtuminen sisäänviennissä johtuu yleensä suorasta säteittäisestä tunkeutumisesta tai vääristä sisäänvientikulmista. Kierteisen rampin sisääntulon käyttö ja sisääntulon syöttönopeuden vähentäminen estää tämän vian. Suippenevat kierteet voivat olla merkki koneen geometriavirheestä, työkalun taipumasta tai lämpökasvusta. Koneen suorakulmaisuuden tarkistaminen, rouhinta- ja viimeistelyvaiheet sekä jäähdytysnesteen käyttö ratkaisevat nämä ongelmat johdonmukaisesti.
Sovellukset ja teollisuudenalat
Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa kierteiden jyrsintä tuottaa titaania ja Inconel-kiinnittimiä kriittisillä toleransseilla. Öljy- ja kaasualalla käytetään tätä menetelmää halkaisijaltaan suuriin-API-putkien kierteisiin ja porauskierteisiin. Autoteollisuuden sovelluksia ovat moottorilohkon kierteet ja vaihteistokomponentit. Lääketieteellinen valmistus perustuu titaani- tai PEEK-materiaalien luuruuvien ja implanttikierteiden jyrsintään. Muottiteollisuus valmistaa kierteitä karkaistusta työkaluteräksestä HRC 65 asti ejektorin tappeja varten. Yleiset konesovellukset kattavat räätälöidyt kierteet, korjaustyöt ja prototyyppien kehittämisen, joissa joustavuus on välttämätöntä.
