شركة Nanjing Arrow Chushi Industry and Trade Co. ، Ltd.

كيف تختار حامل الأداة لآلة CNC؟

وقت الإصدار:

2021-09-06

كيفية اختيار الأدوات بشكل صحيح لآلات CNC

اختيار أدوات CNC وتحديد كمية القطع هي محتويات مهمة في عملية المعالجة باستخدام CNC،
إنها لا تؤثر فقط على كفاءة معالجة آلات CNC، ولكنها تؤثر أيضًا بشكل مباشر على جودة المعالجة. اليوم، سأخبركم
كيف تختار الأدوات بشكل صحيح لآلات CNC، آمل أن يكون ذلك مفيدًا لكم.
حاليًا، تقدم العديد من حزم برامج CAD/CAM وظيفة البرمجة التلقائية، حيث تقوم هذه البرامج
عادةً بإظهار مشكلات تخطيط العملية في واجهة البرمجة، مثل اختيار الأدوات، تخطيط مسار المعالجة،
تحديد كمية القطع، وما إلى ذلك، حيث يمكن للبرمجيين إعداد المعلمات ذات الصلة، ويمكنهم تلقائيًا
إنشاء برنامج NC ونقله إلى آلة CNC لإكمال المعالجة. لذلك، فإن اختيار الأدوات وتحديد كمية القطع في معالجة CNC
يتم إكماله في حالة تفاعل بين الإنسان والآلة، وهذا يشكل تباينًا واضحًا مع معالجة الآلات العادية، ويطلب أيضًا من البرمجيين
أن يتقنوا المبادئ الأساسية لاختيار الأدوات وتحديد كمية القطع، وأن يأخذوا في الاعتبار خصائص معالجة CNC بشكل كامل، ليتمكنوا من اختيار الأدوات الحادة و
تحديد كمية القطع بشكل صحيح.
اختيار أدوات CNC وتحديد كمية القطع هي محتويات مهمة في عملية المعالجة باستخدام CNC،
إنها لا تؤثر فقط على كفاءة معالجة آلات CNC، ولكنها تؤثر أيضًا بشكل مباشر على جودة المعالجة.
تطور تقنية CAD/CAM جعل من الممكن استخدام بيانات تصميم CAD مباشرة في معالجة CNC،
خصوصًا أن نظام DNC يربط بين الكمبيوتر وآلات CNC، مما يجعل عملية التصميم والتخطيط البرمجي تتم بالكامل على الكمبيوتر، وعادةً لا تحتاج إلى إخراج ملفات عملية خاصة.
إنشاء برنامج NC ونقله إلى آلة CNC لإكمال المعالجة.
لذلك، فإن اختيار الأدوات وتحديد كمية القطع في معالجة CNC يتم إكماله في حالة تفاعل بين الإنسان والآلة،
وهذا يشكل تباينًا واضحًا مع معالجة الآلات العادية، ويطلب أيضًا من البرمجيين أن يتقنوا المبادئ الأساسية لاختيار الأدوات وتحديد كمية القطع، وأن يأخذوا في الاعتبار خصائص معالجة CNC بشكل كامل، ليتمكنوا من اختيار الأدوات الحادة و
حاليًا، تقدم العديد من حزم برامج CAD/CAM وظيفة البرمجة التلقائية، حيث تقوم هذه البرامج
عادةً بإظهار مشكلات تخطيط العملية في واجهة البرمجة، مثل اختيار الأدوات، تخطيط مسار المعالجة،
تحديد كمية القطع، وما إلى ذلك، حيث يمكن للبرمجيين إعداد المعلمات ذات الصلة، ويمكنهم تلقائيًا
تحديد كمية القطع بشكل صحيح.
أنواع وأبعاد الأدوات المستخدمة في معالجة CNC وخصائصها
يجب أن تتناسب أدوات معالجة CNC مع الخصائص العالية السرعة والكفاءة ودرجة الأتمتة العالية لآلات CNC،
يجب أن تشمل عادةً الأدوات العامة، وأعمدة الربط العامة، وعدد قليل من أعمدة الربط الخاصة. يجب أن تكون الأعمدة مرتبطة بالأدوات ومركبة على رأس الطاقة للآلة، لذلك تم تدريجياً قياسها ومعيارها.
هناك طرق متعددة لتصنيف أدوات CNC. وفقًا لبنية الأداة، يمكن تقسيمها إلى: ① أدوات متكاملة؛ ② أدوات مركبة، تستخدم الربط باللحام أو الربط بالآلة، ويمكن تقسيم الربط بالآلة إلى نوعين: غير قابل للدوران وقابل للدوران؛ ③ أنواع خاصة، مثل
أدوات مركبة، أدوات مضادة للاهتزاز، إلخ. وفقًا للمواد المستخدمة في تصنيع الأدوات، يمكن تقسيمها إلى: ① أدوات فولاذية عالية السرعة؛ ② أدوات كربيد صلبة؛ ③ أدوات ماسية؛ ④ أدوات مصنوعة من مواد أخرى، مثل أدوات نيتريد البورون المكعب،
وأدوات خزفية، إلخ. من حيث عملية القطع، يمكن تقسيمها إلى: ① أدوات الخراطة، تشمل الخراطة الخارجية، والثقوب الداخلية، والملفات، وأدوات القطع، وغيرها؛ ② أدوات الحفر، تشمل رؤوس الحفر، وأدوات التوسيع، والمسامير؛ ③ أدوات التوسيع؛ ④ أدوات الطحن، إلخ. لتلبية متطلبات آلات CNC للأدوات القابلة للاستخدام، المستقرة، وسهلة التعديل، والقابلة للتبديل، تم استخدام أدوات قابلة للدوران على نطاق واسع في السنوات الأخيرة، حيث تمثل حوالي 30% إلى 40% من إجمالي أدوات CNC، وتحتل كمية القطع المعدنية حوالي 80% إلى 90% من الإجمالي.
تختلف متطلبات أدوات CNC عن الأدوات المستخدمة في الآلات العادية، حيث يجب أن تتمتع بالخصائص التالية: ① صلابة جيدة (خصوصًا أدوات المعالجة الخشنة)، دقة عالية، مقاومة للاهتزاز والتشوه الحراري؛ ② قابلية التبديل الجيدة، مما يسهل تغيير الأدوات بسرعة؛ ③ عمر طويل، وأداء قطع مستقر وموثوق؛ ④ يجب أن تكون أبعاد الأدوات سهلة التعديل، لتقليل وقت تعديل تغيير الأدوات؛ ⑤ يجب أن تكون الأدوات قادرة على كسر أو لف الشظايا بشكل موثوق، لتسهيل إزالة الشظايا؛ ⑥ يجب أن تكون معيارية وموحدة، لتسهيل البرمجة وإدارة الأدوات.
اختيار أدوات معالجة CNC
يتم اختيار الأدوات في حالة تفاعل بين الإنسان والآلة في برمجة CNC. يجب اختيار الأدوات والأعمدة بناءً على قدرة المعالجة للآلة، وخصائص مواد العمل، وعمليات المعالجة، وكمية القطع، والعوامل ذات الصلة الأخرى.
المبدأ العام لاختيار الأدوات هو: سهولة التركيب والتعديل، صلابة جيدة،
عمر طويل ودقة عالية. مع تلبية متطلبات المعالجة، يجب اختيار أعمدة قصيرة قدر الإمكان، لزيادة صلابة معالجة الأدوات.
عند اختيار الأدوات، يجب أن تتناسب أبعاد الأدوات مع أبعاد سطح العمل المعالج.
في الإنتاج، عند معالجة محيط الأجزاء المسطحة، غالبًا ما يتم استخدام أدوات الطحن العمودية؛ عند طحن السطح المسطح، يجب اختيار أدوات الطحن بكربيد صلب؛ عند معالجة البروز، والأخاديد، يجب اختيار أدوات الطحن العمودية من الفولاذ عالي السرعة؛ عند معالجة سطح الخشنة أو الثقوب الخشنة، يمكن اختيار أدوات الطحن ذات الشفرات الكربيدية؛ بالنسبة لبعض الأشكال ثلاثية الأبعاد والأشكال المائلة، غالبًا ما يتم استخدام أدوات الطحن الكروية، وأدوات الطحن الدائرية، وأدوات الطحن المخروطية، وأدوات الطحن القرصية.
孔、螺纹、切割刀具等多种;②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等;③
镗削刀具;④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易
调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量
上达到整个数控刀具的 30%～40%，金属切除量占总数的 80%～90%。
数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主
要有以下特点：①刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形
小;②互换性好，便于快速换刀;③寿命高，切削性能稳定、可靠;④刀具
的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间;⑤刀具应能可靠地断屑或卷
屑，以利于切屑的排除;⑥系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。
数控加工刀具的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床
的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素
正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、
耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以
提高刀具加工的刚性。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀;铣削平面时，应选
硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀;加工毛坯表面
或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和
变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形
铣刀。
عند إجراء معالجة الأسطح الحرة (القوالب) ، نظرًا لأن سرعة القطع في طرف أداة الكرة هي
صفر ، لذلك لضمان دقة المعالجة ، يتم عادةً استخدام مسافة قطع دقيقة في الأعلى ، لذا فإن الكرة الرأسية شائعة الاستخدام
للتشطيب الدقيق للأسطح. بينما تتفوق أدوات الرأس المسطح في جودة معالجة السطح وكفاءة القطع على أدوات الكرة
لذلك ، طالما أنه يتم ضمان عدم القطع الزائد ، سواء كانت المعالجة الخشنة أو الدقيقة للأسطح
يجب اختيار أدوات الرأس المسطح أولاً. بالإضافة إلى ذلك ، فإن متانة الأداة ودقتها مرتبطة بشكل كبير بسعر الأداة
من المهم ملاحظة أنه في معظم الحالات ، على الرغم من أن اختيار أدوات جيدة يزيد من تكلفة الأداة
إلا أن تحسين جودة المعالجة وكفاءة المعالجة الناتجة يمكن أن يقلل بشكل كبير من التكلفة الإجمالية
للمعالجة.
على مركز المعالجة ، يتم تثبيت أنواع مختلفة من الأدوات في مخزن الأدوات ، ويتم اختيار الأدوات وتغييرها وفقًا للبرنامج في أي وقت.
لذلك يجب استخدام مقبض أداة قياسي ، بحيث يمكن تثبيت أدوات القياس ، والثقب ، والتوسيع ، والتفريز بسرعة ودقة على محور الآلة أو مخزن الأدوات.
يجب على المبرمج أن يفهم أبعاد هيكل المقبض المستخدم في الآلة ، وطرق التعديل ونطاق التعديل ، حتى يتمكن من تحديد أبعاد الأداة الشعاعية والمحورية أثناء البرمجة.
حاليًا ، تستخدم مراكز المعالجة في بلادنا نظام أدوات TSG
حيث يوجد نوعان من المقبض: المقبض المستقيم (3 مواصفات) والمقبض المخروطي (4 مواصفات) ، ويشمل ذلك 16 نوعًا مختلفًا من المقبض.
في عملية معالجة آلات التحكم الرقمي الاقتصادية ، نظرًا لأن شحذ الأداة والقياس والتغيير
يتم بشكل يدوي في الغالب ، مما يستغرق وقتًا طويلاً ، لذلك يجب ترتيب تسلسل الأدوات بشكل معقول.
بشكل عام ، يجب اتباع المبادئ التالية: ① تقليل عدد الأدوات قدر الإمكان؛ ② بعد تثبيت أداة واحدة ، يجب إكمال جميع خطوات المعالجة الممكنة؛ ③ يجب فصل أدوات المعالجة الخشنة والدقيقة
حتى لو كانت الأدوات بنفس الأبعاد؛ ④ قم بالتفريز أولاً ثم الثقب؛ ⑤ قم بإجراء التشطيب الدقيق للأسطح أولاً ثم التشطيب الدقيق للملف ثنائي الأبعاد؛ ⑥ عند الإمكان ، يجب استخدام وظيفة تغيير الأدوات التلقائية في آلات التحكم الرقمي لزيادة كفاءة الإنتاج.
تحديد كمية القطع أثناء المعالجة
المبدأ لاختيار كمية القطع بشكل معقول هو: أثناء المعالجة الخشنة ، يجب أن يكون التركيز على زيادة الإنتاجية
لكن يجب أيضًا مراعاة الجدوى والتكلفة؛ أثناء المعالجة شبه الدقيقة والدقيقة ، يجب ضمان جودة المعالجة
مع مراعاة كفاءة القطع والجدوى والتكلفة. يجب تحديد القيم المحددة وفقًا
لدليل الآلة ، ودليل كمية القطع ، مع دمج الخبرة. يجب مراعاة العوامل التالية:
① عمق القطع t. في حالة السماح بصلابة الآلة والقطعة والأداة ، فإن t يساوي
الكمية المتبقية للمعالجة ، وهذه وسيلة فعالة لزيادة الإنتاجية. لضمان دقة معالجة الأجزاء
وخشونة السطح ، يجب ترك كمية معينة لإجراء المعالجة الدقيقة. يمكن أن تكون كمية المعالجة الدقيقة في آلات التحكم الرقمي أقل قليلاً من الآلات العادية.
② عرض القطع L. بشكل عام ، L يتناسب طرديًا مع قطر الأداة d ويتناسب عكسيًا مع عمق القطع.
في عملية معالجة آلات التحكم الرقمي الاقتصادية ، يتراوح عادةً نطاق قيمة L بين: L=(0.6～
0.9)d.
③ سرعة القطع v. زيادة v هي أيضًا وسيلة لزيادة الإنتاجية ، لكن v مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بمتانة الأداة.
مع زيادة v ، تنخفض متانة الأداة بشكل حاد ، لذا فإن اختيار v يعتمد بشكل أساسي على متانة الأداة. بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط سرعة القطع أيضًا بشكل كبير بالمواد المعالجة.
على سبيل المثال ، عند استخدام أداة التفريز العمودية لقطع سبائك الصلب 30CrNi2MoVA ، يمكن استخدام v حوالي 8m/min.
بينما عند استخدام نفس الأداة لقطع سبائك الألمنيوم ، يمكن اختيار v لأكثر من 200m/min.
④ سرعة دوران المحور n(r/min). يتم تحديد السرعة عادةً بناءً على سرعة القطع v. المعادلة هي: v=∏nd/1000. عادةً ما تحتوي لوحة التحكم في آلات التحكم الرقمي على مفتاح تعديل سرعة دوران المحور (معدل مضاعف)
يمكن تعديل سرعة دوران المحور بشكل مضاعف أثناء عملية المعالجة.
⑤ سرعة التغذية vF. يجب اختيار vF وفقًا لدقة معالجة الأجزاء ومتطلبات خشونة السطح
ومواد الأداة والقطعة. يمكن أن تؤدي زيادة vF أيضًا إلى زيادة كفاءة الإنتاج. عندما تكون متطلبات خشونة السطح أثناء المعالجة منخفضة ، يمكن اختيار vF أكبر.
أثناء المعالجة ، يمكن أيضًا ضبط vF يدويًا من خلال مفتاح تعديل على لوحة التحكم في الآلة ، ولكن يجب أن تكون أقصى سرعة تغذية مقيدة بصلابة المعدات وأداء نظام التغذية.
وغيرها من القيود.
مع الاستخدام الواسع لآلات التحكم الرقمي في الإنتاج الفعلي ، وتشكيل خطوط الإنتاج الكمية ، أصبحت برمجة التحكم الرقمي واحدة من القضايا الرئيسية في معالجة التحكم الرقمي.
في عملية إعداد البرنامج الرقمي ، يجب اختيار الأدوات وتحديد كمية القطع في حالة تفاعل الإنسان مع الآلة في الوقت الفعلي.
لذلك يجب على المبرمج أن يكون على دراية بأساليب اختيار الأدوات ومبادئ تحديد كمية القطع ، لضمان جودة معالجة الأجزاء وكفاءة المعالجة ، واستغلال مزايا آلات التحكم الرقمي بشكل كامل ، وزيادة الفوائد الاقتصادية للشركات و
مستوى الإنتاج.
率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
⑤进给速度 vF。 vF 应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以
及刀具和工件材料来选择。 vF 的增加也可以提高生产效率。加工表面
粗糙度要求低时， vF 可选择得大些。在加工过程中， vF 也可通过机床
控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚
度和进给系统性能等的限制。
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数
控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程
中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人
员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加
工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和
生产水平