Zapotrzebowanie na produkowane lub obrabiane części, zarówno standardowe, jak i niestandardowe, rośnie w różnych branżach, a obróbka CNC jest najbardziej preferowaną metodą wykonywania różnych technik w celu uzyskania pożądanego kształtu i rozmiaru. Posiada wysoki poziom wydajności i może wykonywać trudne zadania z najwyższą precyzją. Może nawet wykonywać powtarzalne i przyziemne czynności z taką samą dokładnością i szczegółowością, niezależnie od skali skomplikowania. Ścieżka narzędzia jest zasadniczo trybem jej planowania, który pomaga ukończyć obrabiany przedmiot według potrzeby.

frezowanie precyzyjne cnc

Co w przypadku technologii takich jak CAD i CAM? 

Za pomocą technologii CAD, czy oprogramowanie CAM sprawiają, że warsztaty obróbki CNC mogą tworzyć omawiane w artykule programy, które następnie przekształcają złożone projekty w pożądane części fizyczne. Jeśli jesteś nowy w obróbce CNC, termin “ścieżka narzędzia” może być mylący. Oprogramowanie zapewnia szereg współrzędnych, którymi podąża urządzenie, aby spełnić dokładne wymagania obrabianego materiału. Jest to trajektoria, po której podąża maszyna skrawająca, aby uzyskać odpowiednią geometrię opracowywanego przedmiotu. Obecnie prawie wszystkie techniki obróbki CNC wykorzystują właśnie tę, a frezowanie CNC nie jest wyjątkiem. Chcesz dowiedzieć się więcej w tym temacie? Co to jest tryb ścieżki narzędzia? Jakie czynniki wpływają na wzorce we frezowaniu CNC? Jeśli tak, ten artykuł szczegółowo odpowie na wszystkie te pytania. Po jego przeczytaniu będziecie na bieżąco.

Krótki przegląd trybu ścieżki narzędzia i prędkość posuwu

Jak wspomniano wcześniej, ścieżki narzędzia działają podczas obróbki jako osobne programy. Technologie CAD i CAM stymulują je, tworząc skoordynowane pozycje. Narzędzia skrawające podążają za tymi współrzędnymi podczas pracy, a to z kolei pozwala wykryć zazębienie uchwytu narzędzia i wyrównanie przedmiotu obrabianego, obliczyć prędkość operacji i poznać szczegóły innych ważnych parametrów. Nie istnieje jedna ścieżka frezowania. Obecnie ścieżki frezowania CNC znajdują się w konfiguracjach  2D, 3D, 4-osiowe lub 5-osiowe, w zależności od liczby osi maszyny i sposobu jej poruszania.  Terminologia dotycząca osi może być pomylona z terminem 2D, ponieważ w przypadku tej pierwszej istnieje wartość w postaci osi Z. Jednak warto nadmienić, że reprezentuje ona tylko pozycję narzędzia na określonej głębokości i jest stała podczas pracy. Dlatego etykiety 2D mają sens, ponieważ operacja cięcia odbywa się tylko na osiach x i y.

Czynniki wpływające na tryb ścieżki narzędzia we frezowaniu CNC

Poniżej znajduje się lista niektórych typowych czynników, które wpływają na wzorce ścieżki narzędzia we frezowaniu CNC. Przyjrzyjmy się więc im. Pierwszym i najważniejszym z nich do rozważenia przed rozpoczęciem pracy jest materiał obrabianego przedmiotu, ponieważ determinuje on tryb pracy maszyny. Tworzywo opracowywane nie ma bezpośredniego wpływu na posuw, ale będzie miało niezwykle istotne oddziaływanie na dobór rozmiaru narzędzia, materiału, metody obróbki itp. Geometria przedmiotu, taka jak kształt i rozmiar, odbija się na równomierności rozkładu naddatku na obróbkę wymaganej części. Podobnie detale z opcjonalnymi półfabrykatami wpływają na dystrybucję strategii opracowania i metod mocowania. Spowoduje to inny sposób posuwu narzędzia, a w konsekwencji również ma pośredni wpływ na tryb pracy narzędzia. Może to obejmować dodanie dodatkowych sił do metody cięcia, zmienność wibracji itp. Kolejnym ważnym punktem jest wybór samego narzędzia lub narzędzi. Może to obejmować bardzo różne parametry, takie jak używany materiał, długość narzędzia, liczba zębów na nim itp. Te techniczne specyfikacje określają powierzchnię styku i częstotliwość pomiędzy obrabianym przedmiotem a maszyną. To z kolei pomaga ustalić objętość na jednostkę gotowego materiału, stopień zużycia, obciążenie obrabiarek itp. Routing określa optymalną sekwencję operacji, aby osiągnąć założone cele skrawania. Ponadto określa linie obróbki zgrubnej, kolejność obszarów obróbki oraz przegrody lub linie podziału między półwykańczającą i wykańczającą. Pożądany zamiar można osiągnąć za pomocą różnych ścieżek procesu, które determinują wybór trybu programu obrabiarki CNC. Właściwe procedury pracy są niezwykle ważne, aby uzyskać czyste i precyzyjne części podczas wykonywania różnych operacji frezowania CNC. W zależności od wymagań aplikacji można wybrać różne strategie ścieżki narzędzia. Zwiększy to trwałość maszyny, ogólną efektywność kosztową i czas cyklu. Dziś prawie każdy sklep/warsztat CNC oferuje bardzo precyzyjną obróbkę, a także zróżnicowane, nowoczesne rozwiązania narzędziowe. Jednym z nich jest technologia produkcji BDE (BDE). Dzięki wieloletniemu doświadczeniu rynkowemu i wykwalifikowanej kadrze firma wychodzi naprzeciw potrzebom klientów z różnych branż poprzez wydajne programowanie CAD/CAM złożonych części.

Praktyka i metody wyboru posuwu 

Przy wyborze metody podawania należy wziąć pod uwagę dwa punkty: długość czasu obróbki oraz czy naddatek na obróbkę jest ustawiony równomiernie. Tryb cięcia okrągłego oparty na kształcie i naddatku przedmiotu obrabianego jest ogólnie uważana za stosunkowo jednolitą metodę cięcia. Cechą charakterystyczną metody cięcia rzędowego jest to, że naddatek na obróbkę jest stosunkowo nierówny. Aby zapewnić większy luz, zwiększ długość ścieżki narzędzia, aby wykonać okrąg nacięć wokół granicy. Rozmiary prostych ścieżek narzędzia skrawającego są często krótkie, a dzieje się tak, jeśli nie są spełnione wymagania dotyczące niejednorodności materiału. W przypadku uwzględnienia nierównych marginesów w celu zwiększenia długości kołowej ścieżki skrawania, gdy granica obszaru obróbki jest duża, kołowa ścieżka narzędzia wokół granicy ma większy wpływ na całkowity czas obróbki. Poziome ścieżki skrawania są ogólnie bardziej wydajne niż te kołowe. Łatwiej jest obliczyć pozycję narzędzia poprzez rozmieszczenie narzędzi i co też jest dużym plusem przy okazji zajmuje to mniej pamięci. Jednak warto dodać, że w takim przypadku narzędzie musi być używane wielokrotnie. Jeśli użyjesz kołowej ścieżki narzędzia, będziesz musiał częstokroć przesuwać granicę pierścienia i usuwać go z linii samoprzecięcia.

Wybór według cech wyglądu w CNC

Sposób obróbki przedmiotu zależy od jego kształtu. Za pomocą różnych projektów obróbkowych detale można podzielić je na płaskie powierzchnie z rowkami lub o dowolnym kształcie. Cięcia rzędowe służą do tworzenia rowków o płaskiej powłoce. Tego typu detale mają duże naddatki, ponieważ są zwykle formowane przez obróbkę zgrubną i toczenie, takie jak na przykład podstawy. Obróbka liniowa to doskonały sposób na poprawę postępu obrabiarki. Cięcie rzędowe jest szybsze, wydajniejsze i zapewnia lepszą powierzchnię pracy niż okrągłe. Nacięcia obwodowe nadają się do każdego kształtu powierzchni. Dzieje się tak, ponieważ obszar jest zwykle odlewany z litego materiału, a krawędzie nie są równomiernie rozmieszczone. W takich przypadkach istnieją również wyższe wymagania dotyczące precyzji. Powierzchnia może być bliższa swojej prawdziwej postaci niż wtedy, gdy ma dobre właściwości obróbki.

Wybierz strategię obróbki przy użyciu CNC

Obróbka części jest zwykle podzielona na trzy etapy: zgrubną, półwykańczającą i wykańczającą. Czasami jest jeszcze etap końcowy. Aby zapewnić dokładność skrawania, ważne jest podzielenie kroków na rozsądne segmenty. Tradycyjne techniki ograniczają się tylko do jednej funkcji maszyny. Dlatego wzdłuż trasy wyświetlane są granice poszczególnych etapów. Jednak w przypadku procesów frezowania CNC są one zatarte i można je mieszać. Głównym celem obróbki zgrubnej jest zmniejszenie ilości usuwanego materiału w danej jednostce czasu oraz przygotowanie geometrii przedmiotu obrabianego do półwykańczania. Nakładanie warstw jest często wykonywane przez cięcie rzędów i mieszanie. Głównym celem półwykańczania jest wygładzenie konturu materiału i ujednolicenie naddatku wykończenia powierzchni. Powszechnie stosowana jest metoda tzw. obrzezania. Charakterystyka geometryczna opracowywanej faktury nakazuje zastosowanie metody cięcia wewnętrznego, natomiast metoda cięcia obwodowego jest stosowana dla krawędzi i połączeń.

Wybierz strategię programowania w CNC

Powinieneś być w stanie osiągnąć pożądaną obróbkę pod względem precyzji i chropowatości powierzchni, a także skrócić czas przestoju i zminimalizować złożoność obliczeń numerycznych wybierając odpowiednią strategię. Warto wziąć pod uwagę minimalizację nakładu pracy, jaki musimy włożyć w jej przygotowanie i zaprogramowanie. Poniżej kilka wartościowych uwag, o których musimy pamiętać przy planowaniu czynności. Jeżeli masz dodatkowe sugestie – podziel się z nami! Niemniej jednak wskazujemy najpraktyczniejsze czynniki, które wpływają na prędkość posuwu i mogą być istotne:

Trwałość narzędzia może zostać ulepszona poprzez właściwe zaangażowanie narzędzia  przy frezowaniu. Prędkość posuwu w czasie może się różnić podczas obróbki skrawaniem.