Concernant l’amélioration de l’efficacité de la production en atelier, elle se compose en réalité de deux parties :
préparation de la production
Temps de fabrication
La préparation de la production représente la plus grande partie du temps de production, en particulier le traitement et la production de petits lots et de variétés multiples (comme la préparation et la rotation des matériaux, des outils, des accessoires, etc.). C'est principalement une question de niveau de management, et cela teste la capacité de gestion d'atelier !
Le temps de production se divise en deux situations :
Temps d'attente pour les temps d'arrêt
temps de coupe
Les temps d'arrêt, tels que le chargement et le déchargement des pièces, le changement des outils de serrage, etc., prennent également beaucoup de temps. Le temps de découpe, c'est-à-dire le temps d'exécution du programme, ne représente qu'une petite partie du temps de production, comme le montre la figure ci-dessous :
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La gestion de la production est au cœur de l’amélioration de l’efficacité. C'est une question au niveau de la direction. En tant qu'employés ordinaires, comment bien utiliser les outils de coupe et comment définir les paramètres de coupe de manière raisonnable est ce qui nous importe !
Dans l'article d'aujourd'hui, je vais vous présenter plusieurs paramètres de traitement importants en fraisage du point de vue des paramètres de coupe :
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La première formule est : formule du taux d'enlèvement de métal (Q=F x ap x ae)
Le taux d'enlèvement de métal est proportionnel à F, ap et ae. Autrement dit, l’augmentation de l’un de ces trois paramètres peut augmenter le taux d’enlèvement de métal.
C'est pourquoi l'augmentation de la vitesse du programme n'améliore pas directement l'efficacité du traitement.
(Cela fait référence au fait que l’efficacité du traitement ne peut pas être directement améliorée)
Améliorez l’efficacité du traitement en augmentant les paramètres de coupe. Comme mentionné précédemment, le temps de réduction ne représente qu’une petite partie de l’efficacité totale de la production. C’est pourquoi je vais me concentrer là-dessus. Augmenter simplement et grossièrement les paramètres de coupe peut augmenter le coût de l'outillage en atelier et affecter la qualité des pièces. attendez.
Par exemple, l'avance F dans le programme est très simple à régler. Si vous augmentez l'avance F, le taux d'enlèvement de métal augmentera. Quel impact un si petit changement aura-t-il sur l'outil et les pièces ?
Plus précisément, regardez la deuxième formule : formule d'alimentation (F= n xZn x fz)
En supposant que les deux autres paramètres restent inchangés :
1. À mesure que n grandit, c’est-à-dire que vous augmentez la vitesse S dans le programme. Cet effet est évident. Si n devient plus grand, la vitesse linéaire Vc doit devenir plus grande (voir la troisième formule pour la relation entre Vc et n : n=Vc/3.14*Dc).
La vitesse de ligne augmentera et la vitesse de ligne a la relation la plus directe avec la durée de vie de l'outil.
Communauté d'outils : De nombreux travaux ont été réalisés sur les effets de la profondeur de passe ap, de l'avance F et de la vitesse linéaire Vc sur la durée de vie de l'outil.
Comme le montre la figure ci-dessus : l'axe horizontal représente le degré d'usure de l'outil et l'axe vertical T représente la durée de vie de l'outil.
dans:
1. La profondeur de coupe Ap augmente de 50 % et l'usure de la lame augmente de 20 % ;
2. L'avance de l'outil F augmente de 20 % et l'usure de la lame augmente de 20 % ;
3. Lorsque la vitesse de coupe augmente de 20 %, l’usure de la lame augmente de 50 % ;
Autrement dit, à mesure que la vitesse de coupe augmente, la durée de vie de l'outil sera considérablement réduite. Par conséquent, lorsque la durée de vie de l'outil est trop courte ou que l'outil s'use très rapidement pendant le processus de coupe, la vitesse de coupe peut être réduite. Cela se reflétera dans le programme et la vitesse de rotation S dans le programme pourra être réduite ;
2. À mesure que z grandit, le nombre de dents augmente. De cette manière, le fraisage de pièces avec des espaces étroits peut entraîner des problèmes d'évacuation des copeaux. Dans le même temps, comme de nombreuses lames s'engagent dans la pièce en même temps, la force de coupe deviendra plus grande, ce qui signifie que pendant le processus de coupe, la tendance aux vibrations augmentera.
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S'il y a des vibrations pendant le traitement, elles peuvent être résolues en réduisant le nombre de dents de l'outil. Bien entendu, les vibrations sont liées à de nombreux facteurs, tels que : le nombre de dents de l'outil, l'angle d'attaque de l'outil, la profondeur du porte-à-faux de l'outil, le serrage des pièces, la programmation, les machines-outils, etc. J'utiliserai plus tard un diagramme de cycle pour expliquer les relations de cause à effet et les solutions correspondantes.
3. À mesure que fz augmente, c'est-à-dire que la quantité d'avance par dent augmente. Lorsque la quantité d’avance par dent est plus importante, l’impact le plus direct est que la force de coupe devient plus importante.
À mesure que la force de coupe augmente, les exigences de résistance du tranchant de l’outil deviennent également plus élevées. Par exemple, le tranchant est illustré dans la figure ci-dessous :
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Ensuite, pendant le processus de coupe, si la lame a tendance à sauter
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Il existe de nombreuses formes d’usure de la lame, et la lame sautante n’en est qu’une. (8 formes courantes d'usure, les principes sont analysés et les solutions correspondantes sont données, qui seront partagées plus tard)
Si la lame a tendance à sauter, choisissez une lame plus souple (une avec une qualité supérieure, voir mon article précédent sur la classification des matériaux des outils pour plus de détails). Une lame souple sera résistante aux chocs et naturellement moins susceptible de se briser.
J'ai partagé des conseils de programmation et je vais vous donner ici une solution du point de vue de la programmation.
Accent:
Le fraisage est un processus cyclique dans lequel le tranchant de l'outil entre dans la pièce - coupe - sort de la pièce (sauf pour l'avance axiale, comme le perçage et le fraisage en plongée).
Ce parcours d'outils de processus cyclique se présente souvent sous deux formes :
Fraisage vers le bas
Fraisage ascendant
De nombreux maîtres qui ont été en contact avec les centres d'usinage savent peut-être : Fraisage en montée, fraisage en montée ;
Mais quelle est la relation entre ces deux trajectoires d’outil et le tranchant de l’outil ?
En fait, le fraisage vers le bas et vers le haut n'est qu'un phénomène superficiel. Derrière cela se cache la quantité de contraintes de compression et de traction que l’outil peut supporter.
Allez, regardez les deux images suivantes pour expliquer le principe de force du tranchant de l'outil :
Cette image est celle du fraisage vers le bas : lorsque l'outil coupe dans la pièce, l'épaisseur de coupe est la plus grande, et lorsqu'il sort de la pièce, l'épaisseur de coupe est la plus petite.
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Ensuite, en utilisant le fraisage en montée, au moment où l'outil coupe la pièce, l'épaisseur des copeaux de fer est la plus grande et la force d'impact sur le tranchant de l'outil est grande (c'est-à-dire qu'une forte pression est exercée sur le tranchant de l'outil). bord); lorsque l'outil sort de la pièce, l'épaisseur des copeaux est la plus petite. Selon la force, la force d'action et la force de réaction du tranchant de l'outil sont plus petites.
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L'image ci-dessous montre le fraisage inversé : lorsque l'outil coupe dans la pièce, l'épaisseur de coupe est la plus petite, et lorsqu'il sort de la pièce, l'épaisseur de coupe est la plus grande.
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Ensuite, en utilisant le fraisage, au moment où l'outil coupe la pièce, l'épaisseur de coupe est la plus petite et l'impact sur l'outil est faible ; (c'est-à-dire qu'une petite pression est exercée sur le tranchant de l'outil) ; au moment où il sort de la pièce, l'épaisseur des copeaux de fer est la plus grande, puis la pression maximale supportée par l'outil est soudainement relâchée. Selon la force d'action et de réaction de la force, le tranchant de l'outil est soumis à la plus grande contrainte de traction.
Comme indiqué ci-dessous :
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D'accord, je comprends le principe de force du tranchant de l'outil pendant le processus de fraisage. Veuillez fournir des explications supplémentaires. Comment juger le down milling et le up milling lors de la programmation ?
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J'ai dit un jour que tout est divisé en deux états, comme le haut et le bas, la gauche et la droite, l'est et l'ouest, le masculin et le féminin... Ces deux états ont donné naissance à un monde riche et coloré. Quelle que soit la complexité des pièces, elles présentent deux formes selon les caractéristiques de la pièce, soit extérieure (forme) soit intérieure (forme), formant ainsi des pièces de formes diverses.
Donc pour le fraisage de la "forme"
La coupe dans le sens des aiguilles d'une montre est appelée fraisage vers le bas, et la coupe dans le sens inverse des aiguilles d'une montre est appelée fraisage inverse. (Comme indiqué ci-dessous :)
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Donc pour le fraisage de la "forme intérieure"
Le mouvement de l'outil dans le sens horaire correspond à un fraisage inverse et le mouvement de l'outil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre correspond à un fraisage vers le bas.
Comme indiqué ci-dessous :
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Bon, regardez bien la photo ci-dessus, elle est très utile. N'oubliez pas que vous porterez un jugement.
D'accord, analysons d'abord les théories impliquées dans le fraisage vers le bas et le fraisage vers le haut. Quelle utilité ces théories ont-elles dans notre programmation actuelle ?
Par exemple : (comme indiqué ci-dessous), il est nécessaire de fraiser le plan
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Avant d'écrire ce programme, nous sélectionnons d'abord l'outil. Il existe généralement deux options :
1. Le diamètre de l'outil est inférieur à la taille plane de la pièce
2. Le diamètre de l'outil est supérieur à la taille plane de la pièce
Dans les deux cas ci-dessus, je pense que tout le monde choisira un diamètre d'outil légèrement supérieur à la taille plane de la pièce, afin que l'efficacité du traitement soit élevée.
Ensuite, le diamètre de l’outil est supérieur à la taille du plan de la pièce et il existe trois façons de déplacer l’outil. Zou Jun, je vais dessiner pour vous trois diagrammes de parcours d'outils.
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1. (Comme indiqué à gauche) Lorsque le centre de l'outil et le centre de la pièce coïncident, l'épaisseur de coupe est toujours la même lors de la découpe dans la pièce et de la sortie de la pièce.
2. (Comme le montre l'image du milieu) Le centre de l'outil est à gauche du centre de la pièce. L'épaisseur de coupe est la plus épaisse lors de la découpe de la pièce, et l'épaisseur de coupe est la plus fine lors de la découpe de la pièce.
3. (Comme le montre l'image du milieu) Le centre de l'outil se trouve à droite du centre de la pièce. L'épaisseur de coupe est la plus fine lors de la découpe de la pièce, et l'épaisseur de coupe est la plus épaisse lors de la découpe de la pièce.
Bon, répétons encore les choses importantes (vous feriez mieux de le lire trois fois en même temps), à travers les trois chemins de couteaux ci-dessus :
La première situation : le centre de l'outil et le centre de la pièce coïncident, ou on peut comprendre que lors du fraisage de la pièce, une coupe complète est utilisée et que l'épaisseur de coupe de l'outil lors de la coupe et de la sortie de la pièce est la même.
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Deuxième situation : le centre de l'outil est à gauche du centre de la pièce, ou cela peut être compris comme le fraisage du contour extérieur de la pièce (mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre), comme le montre la figure, c'est-à-dire en utilisant le fraisage en montée. , l'épaisseur de coupe est la plus épaisse lorsque l'outil coupe la pièce, et l'épaisseur de coupe est la plus épaisse. L'épaisseur de coupe de la pièce est la plus fine.
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La troisième situation : le centre de l'outil est à droite du centre de la pièce, ou cela peut être compris comme le fraisage du contour extérieur de la pièce (mouvement de l'outil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre), comme le montre la figure ci-dessous, c'est-à-dire inverse le fraisage est utilisé. Lors de la découpe dans la pièce, l'épaisseur de coupe est la plus fine et l'épaisseur de coupe est la plus fine. L'épaisseur de coupe de la pièce est la plus épaisse.
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Après analyse de l'exemple (sauf pour l'avance axiale et le fraisage en plongée), qu'il s'agisse d'un usinage plan, d'un contour ou d'un usinage d'empreinte, la position de l'outil par rapport à la pièce lors de la programmation n'est rien de plus que les trois ci-dessus. (Encore une fois, bien que le fraisage plan soit utilisé comme exemple, vous pouvez également penser au fraisage de contours, de poches, etc.)
Ainsi, la première situation équivaut à une coupe complète. Par exemple, une rainure est fraisée au milieu d'une plaque. Par exemple, si une pièce solide est fraisée dans une cavité, la première coupe est une coupe complète. Cette situation ne fait pas de distinction entre le downmilling et le fraisage. . (Bien sûr, à l'exception de certaines stratégies de programmation pour le fraisage à grande vitesse, je parlerai plus tard des stratégies de programmation pour le fraisage à grande vitesse).
Dans les deux autres cas, la position de l'outil et le sens d'avance déterminent le fraisage vers le bas et vers le haut.
Donc, sur la base de l'explication ci-dessus, comment appliquer le fraisage dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens inverse pendant la programmation ? Je me concentrerai sur une brève analyse du point de vue des outils.
Il existe de nombreux types d'outils de coupe, et ils sont également fabriqués à partir de différents matériaux, tels que l'acier rapide, le carbure cémenté, la céramique, le CBN, le diamant, etc. De manière générale, du point de vue des matériaux des outils de coupe, il existe au moins deux indicateurs importants : la dureté et la ténacité.
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L'axe horizontal représente la ténacité (comme le montre la figure ci-dessus). Le matériau de l'outil correspondant au côté droit a une meilleure ténacité, c'est-à-dire que les outils en acier rapide ont une bonne ténacité et les outils en diamant ont une mauvaise ténacité.
L'axe vertical représente la dureté (comme le montre la figure ci-dessus). Plus le matériau de l'outil monte, plus la dureté est élevée. C'est-à-dire que le matériau de l'outil en diamant a une dureté élevée et que le matériau de l'outil en acier rapide a une faible dureté.
Les outils ayant une bonne ténacité résistent aux chocs, mais pas à l'usure ; les outils à haute dureté sont résistants à l'usure, mais ne résistent pas aux chocs.
Combinant la stratégie de programmation du fraisage vers le bas et vers le haut avec les deux caractéristiques de ténacité et de dureté de l'outil, elle est divisée en quatre types :
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1. Les outils à haute dureté sont programmés à l'aide du fraisage en montée.
2. Les outils à haute dureté sont programmés par fraisage inversé.
3. Les outils ayant une bonne ténacité sont programmés à l'aide du fraisage en montée.
4. Les outils ayant une bonne ténacité sont programmés par fraisage inversé.
Lequel choisissez-vous lors de la programmation ?
Par exemple, vous utilisez actuellement un outil avec une dureté relativement élevée (comme un outil CBN en nitrure de bore cubique)
La méthode recommandée est d'utiliser la première méthode : utiliser des outils à haute dureté pour programmer et utiliser le fraisage en montée.
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Fraisage en montée, découpe dans la pièce, bien que les copeaux coupés soient les plus épais et que l'outil supporte la plus grande contrainte de compression, en raison du support du corps de la fraise (surface de positionnement), les copeaux sont les plus fins lors de la découpe de la pièce, et le L'outil supporte le moins de contraintes de traction, il n'est donc pas facile de sauter du bord, la durée de vie de l'outil sera considérablement améliorée.
Au contraire, si l'on programme un outil avec une dureté élevée en utilisant le fraisage, les copeaux seront les plus épais lors de la découpe de la pièce et la contrainte de compression maximale subie par l'outil sera soudainement relâchée (en fonction de la force d'action et de réaction de l'outil). force), et le tranchant de l’outil sera soumis à la contrainte de traction la plus importante. Le tranchant est facilement emporté par les copeaux de fer, provoquant la chute de gros morceaux du tranchant de l'outil.
D'accord, permettez-moi de l'analyser brièvement du point de vue du matériel d'outils. Bien entendu, la stratégie de fraisage dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens inverse peut également être considérée sous d'autres angles lors de la programmation, comme les conditions de traitement, l'ébauche et la finition, etc.
Par exemple, en prenant comme exemple l'usinage d'ébauche et de finition, permettez-moi d'analyser brièvement Zou Jun :
Retour au début de l'article, la première formule mentionnée : taux d'enlèvement de métal (Q=F x ap x ae)
Oui, l'usinage grossier consiste à augmenter le taux d'enlèvement de métal, alors essayez d'avoir une profondeur et une largeur de coupe aussi grandes que possible.
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La grande profondeur de coupe et la grande largeur de coupe lors du processus de fraisage signifient que le tranchant de l'outil a plus de contact avec la pièce à usiner. Si le fraisage est utilisé, l'outil coupera dans la pièce et coupera épaissement, ce qui entraînera un impact plus important (sur la puissance de la machine-outil, les pièces. Il existe également des exigences en matière de rigidité de serrage, etc.). Il est facile de provoquer vibrations pendant le processus de coupe et même le bord sautant de l'outil. Au contraire, le fraisage ascendant consiste à couper de manière fine et épaisse, ce qui peut résoudre efficacement le problème de la grande profondeur de coupe lors de l'usinage grossier, qui provoque facilement des vibrations.
D'accord, la stratégie de fraisage vers le bas et vers le haut dans la programmation CNC peut également être analysée à partir de plusieurs dimensions telles que les machines-outils, les montages, les matériaux de la pièce, etc., qui seront expliquées plus tard.
En bref, [Programmation CNC] De l'analyse des dessins → détermination de l'itinéraire du processus → serrage du produit → sélection de l'outil → programmation → traitement CNC, le maillon final doit être reflété dans le programme CNC ! service.
