Rozwiązania dużego obrabiarki CNC dla długich wałów i dużych rur
W miarę jak przemysł produkcyjny rozwija się w kierunku wysokiej precyzji i wydajności, zwiększa się popyt na obróbkę cienkich wałów (stosunek długości do średnicy L/d >25) oraz dużych rurociągów. Ze względu na problemy takie jak niska sztywność, łatwa deformacja i trudność w kontrolowaniu dokładności obróbki, te części stawiają wyższe wymagania co do projektowania procesów, sposobu zaciskania oraz parametrów cięcia w tokarkach CNC. DONGS CNC proponuje kompleksowe rozwiązania dla efektywnej obróbki cienkich wałów i dużych rurociągów.
1. Wyzwania związane z obróbką cienkich wałów i dużych rurociągów
Deformacja spowodowana niewystarczającą sztywnością
Cienkie wały i duże rurociągi podczas obróbki są podatne na siłę cięcia, termiczną deformację i naprężenia spowodowane zaciskaniem, co prowadzi do zgięcia, drgań lub odchylenia wymiarowego, zwłaszcza w środkowej części. Łatwo mogą wystąpić "bamboosate" lub "wklęsłe" defekty.
Termiczna deformacja i kontrola precyzji
Nakopywanie ciepła z powodu cięcia spowoduje rozwinięcie się obrabianego elementu. Jeśli metoda zaciskania jest nieprawidłowa (na przykład zbyt duży nacisk przy zaciskaniu), może to spowodować deformację w osi, wpływając na współśrodkowość i jakość powierzchni.
Zrównoważenie między efektywnością obróbki a kosztami
Trafitionalna obróbka wymaga częstych dostosowywania kroków technologicznych, co jest czasochłonne i powoduje dużą zużycie narzędzi, trudno więc spełnić wymagania dotyczące masowej produkcji.
2. Podstawowe rozwiązania
1. Optymalizacja metod zaciskania
Metoda wycinka w odwrotnym kierunku i elastyczne centrum: Metoda wycinka w odwrotnym kierunku, w której narzędzie jest doprowadzane od wałka do kierunku ogona konwertuje siłę cięcia osiowego w siłę rozciągającą, aby zmniejszyć deformację spowodowaną kompresją pracy; elastyczne centrum kompensuje rozwój termiczny, aby zapobiec zgięciu pracy z powodu termicznego wydłużania się46.
Wielopunktowe zaciskanie: Użyj stołu narzędziowego, centralnego uchwytu lub systemu podparcia nałożonego, aby zwiększyć sztywność promieniową pracy. Na przykład, centralny uchwyt nałożony jest używany do dostarczenia silnego wsparcia podczas obróbki wstępnej, a uchwyt narzędziowy nałożony jest stosowany podczas obróbki dokladnej, aby osiągnąć dynamiczne ścinanie śledzące i zmniejszyć drgania67.
Technologia zaciskania osiowego: Aplikacja napięcia osiowego na pracę przez głowicę zaciskową, aby zrównoważyć efekt zginania siły cięcia i skompensować deformację termiczną, co jest odpowiednie do obróbki bardzo długich i smukłych wałów4.
2. Narzędzia i projektowanie parametrów cięcia
Optymalizacja geometrii narzędzia: zwiększenie kąta przedniego (γ=13°~17°) w celu zmniejszenia siły tnącej; główny kąt przedni (kr>60°) aby zmniejszyć radialną siłę; pozytywny kąt nachylenia krawędzi (λs=0°~+10°) aby przewodził ścinki na powierzchnię do obróbki, unikając drapania obrabianej powierzchni47.
Kontrola parametrów cięcia:
Głębokość cięcia (t): użycie małej głębokości cięcia (0.1~0.3mm) aby zmniejszyć siłę tnącą;
Prędkość podawania (f): odpowiednio zwiększenie prędkości podawania (0.1~0.2mm/r) aby poprawić efektywność;
Prędkość cięcia (v): średnia i niska prędkość (80~150m/min) aby zrównoważyć wpływ termicznej deformacji i siły odśrodkowej
3. Proces pomocniczych działań
System chłodzenia płynem cięcia: użyj wysokociśnieniowej emulsji lub oleju do cięcia, aby obniżyć temperaturę strefy cięcia, zmniejszyć deformację termiczną i przedłużyć żywotność narzędzia.
Segmentowane obrabianie i planowanie procesu: Podziel długą wałek na wiele odcinków do obróbki, użyj podpory centralnej w fazie ścierniczej, stopniowo zwiększaj parametry cięcia podczas półdokładnego i dokładnego obrabiania oraz dostosowywuj proces w czasie rzeczywistym za pomocą technologii detekcji online.
Inteligentna technologia kompensacji: Kompensuj zużycie narzędzi i błędy termiczne za pomocą wbudowanego algorytmu systemu CNC, na przykład używając systemu FANUC OI do realizacji dynamicznej korekcji ścieżki i poprawy stabilności wymiarowej.
Aby rozwiązać problemy związane z obróbką długich wałów i dużych rurociągów, konieczne jest kompleksowe optymalizowanie metody zaczepienia, parametrów narzędzi oraz procesów pomocniczych. Integracja technologii takich jak cięcie w kierunku przeciwnym, wielopunktowe zaczepianie, inteligentna kompensacja i inne może znacząco poprawić dokładność i wydajność obróbki. DONGS Solutions oferuje najlepsze rozwiązania.