Des produits secs purs ! Conseils pour sélectionner la trajectoire d'outil correcte en usinage CNC !
Avec le développement continu de la technologie de fabrication moderne, les équipements et les systèmes de FAO associés ont été largement appliqués et développés. Le parcours d'outil d'usinage (c'est-à-dire le parcours d'outil) généré par le système CAM est au cœur du contrôle de l'opération d'usinage de l'équipement. Cela affecte directement plusieurs aspects tels que la précision de la pièce, la rugosité de la surface, le temps d'usinage global et la durée de vie de la machine-outil, déterminant finalement l'efficacité de la production.
Cet article analyse les différentes caractéristiques des méthodes de coupe et certains facteurs qui affectent leur sélection, et compare les méthodes de traitement et les méthodes de coupe dans le processus de fraisage, fournissant ainsi une référence sur la façon de choisir la méthode de coupe appropriée.
1, méthode de marche au couteau
1. Concepts de base de la méthode de découpe
La méthode de marche de l'outil fait référence à la méthode de planification de trajectoire utilisée par l'outil pour terminer la découpe de la pièce. Lors du traitement de la même pièce, plusieurs méthodes de découpe peuvent répondre aux exigences de taille et de précision de la pièce, mais l'efficacité du traitement n'est pas la même.
2. Classification des méthodes de coupe
Les méthodes de coupe peuvent être divisées en quatre catégories : coupe unidirectionnelle, coupe alternative, coupe circulaire et coupe composite. La découpe composite est une combinaison des trois premiers types de découpe. En utilisant la coupe unidirectionnelle ou alternative, du point de vue de la stratégie d'usinage, les deux sont une coupe et une coupe. Par conséquent, selon différentes stratégies de traitement, les méthodes de coupe peuvent être divisées en coupe en rangées, coupe en anneaux et autres méthodes spéciales. Les méthodes couramment utilisées sont la coupe en rangs et la coupe en anneaux.
La méthode de coupe en ligne est bénéfique pour maximiser la vitesse d'avance de la machine-outil, et la qualité de sa surface de coupe est également meilleure que celle de la coupe circulaire. Cependant, lorsqu'une cavité planaire complexe comporte plusieurs saillies pour former plusieurs contours intérieurs, des actions de levage d'outil supplémentaires sont souvent générées, c'est-à-dire à un certain point de la trajectoire de l'outil, ou pour éviter une interférence entre l'outil et les saillies, ou pour revenir en arrière. l'outil vers la zone non traitée restante, l'outil doit être soulevé à une certaine hauteur par rapport au plan d'usinage, puis translaté jusqu'au point de départ d'un autre parcours d'outil, puis poursuivre l'action de coupe.
La trajectoire des outils de coupe en coupe en ligne est principalement constituée d'une série de segments droits parallèles à une direction fixe, facile à calculer. Convient à l'usinage de précision de cavités simples ou à l'usinage grossier pour supprimer de grandes marges, comme le montre la figure 1.
Figure 1 : Trajectoire de l'outil de coupe alternatif
Dans l'usinage par coupe annulaire, l'outil suit une trajectoire avec des contours similaires et est composé d'un ensemble de courbes fermées, ce qui peut garantir que l'outil conserve le même état de coupe lors de la coupe de pièces. Étant donné que l'usinage par découpe d'anneaux construit la carte de trajectoire circulaire actuelle par biais continu pour calculer la trajectoire circulaire suivante, le calcul est complexe et prend du temps. Convient au traitement de cavités et de surfaces complexes, comme le montre la figure 2.
Figure 2 Trajectoire de l'outil de coupe annulaire
2, Facteurs affectant la méthode de coupe
1. La forme et les éléments géométriques de la pièce elle-même
La forme et les éléments géométriques de la pièce elle-même incluent la forme géométrique du domaine d'usinage, la taille et la position du domaine de l'outil, etc. Il s'agit d'une caractéristique inhérente à la pièce elle-même, qui est un facteur immuable, mais c'est la caractéristique fondamentale. facteur qui détermine la méthode de coupe.
2. Itinéraire de processus
Le parcours de processus est le processus direct permettant d'atteindre l'objectif d'usinage et la base directe pour sélectionner la méthode de coupe. Le parcours de processus détermine l'ordre des zones de traitement, la fusion et la division des zones d'outils, ainsi que la division de l'usinage grossier, de l'usinage de semi-précision et de l'usinage de précision. Il existe plusieurs itinéraires de processus pour atteindre l'objectif, ce qui détermine les différents choix de méthodes de découpe.
3. Matériau de la pièce
Le matériau de la pièce est également l’un des facteurs qui déterminent la méthode de coupe. Le matériau de la pièce à usiner est un objet de traitement direct et n'affecte pas directement la méthode de coupe, mais il aura un impact sur la sélection du matériau de l'outil, de la taille et de la méthode de traitement, affectant ainsi indirectement la méthode de coupe. La forme et la taille de l'ébauche de la pièce peuvent affecter l'uniformité de la répartition des surépaisseurs d'usinage dans diverses parties de la pièce. Dans le même temps, pour les pièces avec des tailles et des formes d'ébauche optionnelles, l'utilisation de différentes tailles et formes d'ébauche peut modifier la méthode de serrage, redistribuer le domaine d'usinage et affecter la stratégie d'usinage, conduisant à différentes méthodes de déplacement d'outil.
4. Méthodes de serrage et de fixation des pièces
La méthode de serrage et de fixation de la pièce affecte également indirectement la méthode de coupe, comme l'influence du nouveau « champ d'outils » généré par la plaque de pression, l'influence de la force de fixation sur la quantité de coupe, ce qui entraîne des changements dans la méthode de coupe, et l'influence des vibrations sur la méthode de coupe.
5. Sélection des outils de coupe
La sélection des outils de coupe comprend le matériau de l'outil, la forme de l'outil, la longueur de l'outil et le nombre de dents. Ces paramètres déterminent la surface et la fréquence de contact entre l'outil et la pièce, déterminant ainsi le volume de matériau de coupe et la charge de la machine par unité de temps. La résistance à l'usure et la durée de vie de l'outil déterminent la durée du temps de coupe. La taille de l'outil (c'est-à-dire le diamètre) affecte directement la méthode de coupe. En raison de la sélection d'outils de différents diamètres, la taille de la zone résiduelle sera affectée, entraînant des changements dans la trajectoire d'usinage et des trajectoires d'outils différentes.
6. Sélection du domaine de traitement
Au cours du processus de fraisage, lorsqu'une cavité planaire complexe présente plusieurs saillies pour former plusieurs contours intérieurs, des actions de levage d'outil supplémentaires sont souvent générées pour la coupe en ligne ; Pour la coupe en anneau, cela allongera la trajectoire d'usinage. Cette action supplémentaire de levage de l'outil ou cet allongement de la trajectoire d'usinage réduira considérablement l'efficacité de la coupe. Par conséquent, la manière de minimiser la fréquence de telles situations constitue pour nous une préoccupation majeure.
Divisez toute la zone de coupe en plusieurs sous-zones en fonction des besoins d'usinage, traitez chaque sous-zone séparément et soulevez l'outil entre chaque sous-zone. Dans le même temps, fusionnez ou divisez ces sous-zones selon la méthode de découpe, voire ignorez-les. Cette sélection différente des zones d'usinage réduit non seulement le nombre de levées d'outils, mais ne rend pas non plus la trajectoire d'usinage relativement plus longue. Dans le même temps, la méthode de déplacement d'outil la plus raisonnable peut être adoptée pour de nouveaux domaines, améliorant ainsi l'efficacité de l'usinage.
3, sélection raisonnable de la méthode de coupe
1. Principes de base de sélection
Lors du choix de la méthode de coupe, deux points doivent être pris en compte : premièrement, la durée du traitement et deuxièmement, l'uniformité de la surépaisseur d'usinage. D'une manière générale, la méthode de coupe en anneau est basée sur la forme de la pièce et la surépaisseur d'usinage est relativement uniforme. La surépaisseur d'usinage pour l'utilisation de la méthode de coupe en ligne est relativement inégale. Si vous souhaitez laisser une marge plus uniforme après la coupe de la ligne, vous devez généralement augmenter la trajectoire de l'outil de coupe circulaire autour de la limite. Si l'exigence d'une marge inégale est ignorée, la longueur de la trajectoire d'outil de la trajectoire de coupe est généralement relativement courte ; Si l'on considère la non-uniformité de la marge et l'augmentation de la trajectoire circulaire de l'outil de coupe, lorsque la limite de la zone de traitement est longue (comme dans le cas de plusieurs zones d'outils), la trajectoire circulaire de l'outil de coupe autour de la limite a un impact significatif sur la temps de traitement total, et la trajectoire de l'outil de coupe en rangées est généralement plus longue que la trajectoire de l'outil de coupe circulaire. La position de coupe de l'outil de coupe est facile à calculer et occupe moins de mémoire, mais il y a plus de temps pour soulever l'outil. Lorsque vous utilisez une trajectoire d'outil circulaire, il est nécessaire de décaler la limite de l'anneau plusieurs fois et de dégager l'anneau qui se croise automatiquement.
2. Sélectionnez en fonction des fonctionnalités externes
Les caractéristiques de forme de la pièce déterminent la trajectoire de coupe de l'usinage. Selon les différents objets de traitement, la pièce peut être simplement divisée en types de cavités plates et en types de surfaces de forme libre.
Les cavités planaires sont généralement traitées à l'aide d'une méthode de découpe en rangées. Étant donné que ces types de pièces sont principalement formés par la découpe et le fraisage global d'ébauches, telles que des corps de boîtes, des bases et d'autres pièces, il existe une surépaisseur d'usinage importante. L'utilisation d'une méthode de coupe en rangées est bénéfique pour maximiser la vitesse d'avance de la machine-outil, améliorant ainsi l'efficacité de l'usinage, et la qualité de sa surface de coupe est également meilleure que celle de la coupe circulaire.
Les surfaces de forme libre utilisent généralement un traitement de découpe en anneau, principalement en raison du fait que les surfaces sont principalement des pièces moulées ou formées à partir de formes régulières, avec une répartition inégale des tolérances et des exigences élevées en matière de précision de surface ; Deuxièmement, par rapport à la découpe linéaire, la découpe circulaire présente de meilleures caractéristiques de traitement de surface et peut mieux se rapprocher de la forme réelle de la surface.
3. Sélectionnez en fonction de la stratégie de traitement
Le traitement des pièces est souvent divisé en trois étapes : usinage grossier, usinage de semi-précision et usinage de précision. Parfois, il y a aussi une étape finale. Il est nécessaire de diviser raisonnablement les étapes de traitement pour garantir la précision de l’usinage. En raison de la fonction relativement unique de la machine-outil, les limites de chaque étape sont clairement visibles dans le processus des méthodes d'usinage traditionnelles. Cependant, dans l'usinage par fraisage CNC, cette frontière est relativement floue et il peut y avoir des situations de mélange (telles qu'un contenu d'usinage fin lors de l'étape d'usinage grossier et des traces d'usinage grossier lors de l'étape d'usinage fin). Afin de garantir la qualité de l'usinage, la division des étapes d'usinage est également nécessaire dans l'usinage CNC. Cependant, afin de réduire le temps de serrage et de simplifier les actions de déplacement de l'outil, la manière de déterminer le contenu de l'usinage de chaque étape peut être différente des processus d'usinage traditionnels.
L'objectif principal de l'usinage grossier est d'atteindre un taux d'enlèvement de matière par unité de temps et de préparer le profil géométrique de la pièce pour un usinage de semi-précision. Par conséquent, les méthodes de coupe en rangées ou de coupe composite sont souvent utilisées pour la coupe en couches. L'objectif principal de l'usinage de semi-précision est de rendre la forme du contour de la pièce plate et la surépaisseur d'usinage de la finition de surface uniforme. Par conséquent, la coupe en anneau est souvent utilisée. L'objectif principal de l'usinage de précision est d'obtenir des pièces répondant aux exigences en matière de dimensions géométriques, de précision de forme et de qualité de surface. L'intérieur doit être découpé en fonction des caractéristiques géométriques de la pièce, et les bords et les joints doivent être découpés en utilisant une méthode de coupe circulaire.
4. Choisissez en fonction de la stratégie de programmation
Les principes de détermination de la méthode de découpe lors de la programmation comprennent principalement : garantir les exigences de précision d'usinage et de rugosité de surface des pièces ; Des efforts devraient être faits pour raccourcir le trajet de traitement et réduire le temps de trajet à vide des outils de coupe ; Les calculs numériques doivent être simplifiés avec moins de segments de programme afin de réduire la charge de travail de programmation. D'une manière générale, pour les cavités planes, le domaine d'usinage est divisé par découpe en rangées pour réduire le nombre de levées d'outils ; La méthode d’approximation de surface de forme libre se rapproche de la forme. La sélection et la taille de la forme du flan affecteront la sélection de programmation. En augmentant la forme de l'ébauche, l'usinage de la forme difficile à serrer peut être transformé en usinage de la cavité de forme grâce au procédé de découpe en ligne facile à serrer ; Alternativement, la surface de forme libre traitée par découpe en anneau peut être modifiée en découpe en rangées pour augmenter l'efficacité de l'usinage.
