Menetmarás CNC alkatrészmegmunkálásban
A menetmarás egy rendkívül sokoldalú és precíz módszer belső és külső menetek előállítására CNC megmunkálóközpontokon. A hagyományos menetfúrástól eltérően a menetmarás speciális menetprofillal rendelkező forgó vágószerszámot használ a menetforma spirális interpolálásához. Ez a módszer kiváló vezérlést, rugalmasságot és megbízhatóságot kínál, különösen nehéz anyagok és kritikus alkalmazások esetén.
Alapelvek
A menetmarás a spirális interpoláció elvén működik, - egyidejű három-tengelyű koordinált mozgás, ahol a szerszám forog a saját tengelye körül, miközben a szerszám középpontja spirális pályát követ az X-Y síkban, a Z- tengely pedig a menet vezetésével szinkronizált sebességgel halad előre. Ez létrehozza a menetprofilt a szerszám vágóéleinek burkolatán keresztül, miközben spirálisan halad át a munkadarab anyagán.
A menetmaró szerszámok típusai
Tömör keményfém menetmarókteljes-profilú vagy részleges-profilú tömör szerszámok, amelyeket kis és közepes szálakhoz használnak, amelyek nagy pontosságot igényelnek.Indexálható menetmarókcserélhető betétekkel rendelkező kazetta-stílusú kialakítások, így ideálisak nagy menetekhez és nagyolási műveletekhez, ahol a költséghatékonyság számít.Több{0}}formájú menetmaróklehetővé teszi egyetlen szerszám számára, hogy több menetemelkedést hozzon létre, rugalmasságot biztosítva a szerszámkészletet csökkenteni kívánó munkák számára.Egypontos{0}}menetes marókegy vágóéllel rendelkeznek, és több menetet igényelnek, alkalmas nagy átmérőjű, egyedi osztásközű és nehéz nagyoló alkalmazásokhoz.
Menetmarási módszerek
A körkörös interpolációs módszer a standard megközelítés, ahol az emelkedő marást részesítik előnyben. A szerszám sugárirányban -lép be az előfúrt furatba, majd egy csavarvonal mentén halad. Belépéskor a szerszám a menetkezdési mélységbe süllyed, és sugárirányban a vágási átmérőig táplál. A spirális vágási fázis 360-fokos körkörös mozgást tartalmaz, a menetemelkedéssel megegyező fordulatonkénti Z-előtolás mellett. Végül a szerszám úgy lép ki, hogy a Z-visszahúzás előtt radiálisan középre húzódik vissza.
A szerszámút kiszámításához a belső menetek szerszámátmérője megegyezik a névleges átmérővel mínusz a menetmélység szorozva kettővel. A spirális interpolációs sugár egyenlő a névleges átmérővel, mínusz a szerszám átmérőjével, osztva kettővel.
A teljes-profil menetmarás olyan eszközöket használ, amelyek pontosan illeszkednek a menetformához, például 60-fokos egyesített vagy 55 fokos Whitworth-profilokat. Ez a megközelítés egyetlen menetben fejezi be a szálat, de minden hangmagassághoz speciális eszköz szükséges. A részleges profilú menetmarás olyan szerszámokat használ, amelyek csak a menetcsúcsot és a gyökeret vágják, és több sugárirányú átmenetet igényelnek, de egy szerszám több emelkedési tartományt is lefedhet.
A külső menetmarás során vagy a munkadarabot egy forgóasztalon forgatják egy negyedik tengely segítségével, vagy a szerszámot spirálisan interpolálják egy álló munkadarab körül. Ezt a módszert általában nagy tengelyekhez, vezércsavarokhoz és csigakerekekhez használják, és elegendő szabad térre van szükség a munkadarab körül a szerszámokhoz való hozzáféréshez.
Előnyök a csapolással szemben
A menetmarás hosszabb szerszámélettartamot biztosít, mivel a forgácsolási terhelés több horony között oszlik el és halad, nem pedig néhány élre koncentrálódik. A chipek szabályozása kiváló, rövid kezelhető chipeket állít elő, nem pedig a hosszú chipeket, amelyek a csapokba való betömődés kockázatát jelentik. Az anyagok sokoldalúsága minden anyagra kiterjed, beleértve az edzett acélokat is HRC 65-ig, míg a menetfúrásnak korlátai vannak a kemény ötvözetek esetében.
Egy szerszám több átmérőt is lefedhet ugyanannak a menetemelkedésnek, így olyan rugalmasságot biztosít a menetméretben, amelyhez a menetfúrás nem fér hozzá. A zsákfuratokban a menetmarással menetek állíthatók elő egészen az aljáig anélkül, hogy a menetfúrók által megkívánt hiányos menetzóna lenne. Az így létrejött menetminőség kiváló felületi minőséget és pontos illeszkedést biztosít.
Ha egy menetmaró eltörik, a helyreállítás egyszerű, mivel a szerszám kisebb, mint a menet átmérője. A törött csapot nehéz eltávolítani, és tartósan beszorulhat. A menetmarás kisebb nyomatékot igényel, így jobban alkalmazható nagy menetekhez korlátozott teljesítményű gépeken. Ugyanaz az eszköz képes bal-és jobb-menetet is előállítani az orsó irányának megfordításával, míg a menetfúráshoz külön bal-menetre van szükség.
Kritikus folyamatparaméterek
A vágási sebesség jellemzően 80-150 méter/perc acél, és 150-300 méter/perc alumínium esetén, edzett anyagoknál csökkenéssel. A fogankénti előtolás általában 0,05 és 0,15 mm közé esik az anyagtól és a menetemelkedéstől függően. A pontosság megőrzése érdekében a Z-tengely előtolásának pontosan meg kell egyeznie a menetenkénti menetemelkedéssel.
A teljes-profilú szerszámok esetében a sugárirányú érintkezés egy menetben a menetmélység 100 százalékát lefedi. A részleges-profil szerszámok 0,05–0,10 milliméteres sugárirányú léptetést alkalmaznak.
Az előmegmunkálási követelmények közé tartozik egy lyuk fúrása, amelynek átmérője megközelítőleg megegyezik a névleges átmérő mínusz a menetemelkedéssel, bár ez a menetszabványonként változik. A lyuknak egyenesnek, helyesen-elhelyezettnek kell lennie, és megfelelő mélységgel kell rendelkeznie a menetnek és a hézagnak. A 45 fokos letörés vagy süllyesztés a furat bemeneténél segíti a szerszám bejutását és megakadályozza a sorjaképződést.
CNC programozási alapismeretek
Egy tipikus Fanuc{0}}stílusú G-kódprogram a furat közepére történő pozicionálással, a szerszámhossz-kompenzáció és a hűtőfolyadék aktiválásával kezdődik, majd a gyorsítással a nyílássíkra. A szerszám a menetkezdési mélységbe lép, radiális megközelítéskor a marókompenzáció aktiválódik, és a megfelelő körmozgási paranccsal spirális interpoláció megy végbe. Több spirális hurok ismétlődik a kívánt menethosszon, ami után a kompenzáció megszűnik, és a szerszám visszahúzódik.
A kulcsfontosságú programozási szempontok közé tartozik az óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes,{0}}az óramutató járásával ellentétes spirális interpolációs irány kiválasztása a menetmutatóhoz. A vágókompenzációnak aktívnak kell maradnia a spirális mozgás során. A hangemelkedés pontossága az orsó fordulatszáma és a Z-tengely előtolása közötti pontos szinkrontól függ. A menetmaró bemeneténél spirális vagy rámpa bemenetet kell használni, nem pedig egyenes bemerülést, hogy elkerüljük a szerszám sérülését.
Gyakori kihívások és megoldások
A túlméretezett vagy alulméretezett menetek általában a szerszámkopásból, a nem megfelelő szerszámátmérő-kompenzációból vagy a menetemelkedési hibából származnak. A megoldás magában foglalja a szerszám átmérőjének ellenőrzését, a kopáseltolások ellenőrzését és a gép kalibrálását. A rossz felületi minőség gyakran a nem megfelelő merevségből, a kopott szerszámokból vagy a nem megfelelő sebességből és előtolásból adódik. Ennek megoldásához csökkenteni kell a szerszám túlnyúlását, növelni kell a merevséget és optimalizálni kell a vágási paramétereket.
A csattanás és a vibráció általában a szerszám hosszú túlnyúlását, vékony falakat vagy harmonikus rezonanciát jelzi. A megoldások közé tartozik a lehető legrövidebb szerszám használata, a fogásmélység csökkentése és az orsó fordulatszámának beállítása a rezonanciafrekvenciák elkerülése érdekében. A szerszám törése a bemenetnél általában egyenes radiális bemerülés vagy helytelen bemeneti szög miatt következik be. A spirális rámpabevezetés és a belépési előtolás csökkentése megakadályozza ezt a hibát. A kúpos menetek a gép geometriai hibáját, a szerszám elhajlását vagy termikus növekedését jelezhetik. A gép négyszögletességének ellenőrzése, a nagyoló és simító lépések végrehajtása, valamint a hűtőfolyadék használata következetesen kezeli ezeket a problémákat.
Alkalmazások és iparágak
A repülőgépiparban a menetmarás titán és Inconel kötőelemeket állít elő kritikus tűrésekkel. Az olaj- és gázszektor ezt a módszert használja nagy-átmérőjű API-csőmenetekhez és fúrósor-csatlakozásokhoz. Az autóipari alkalmazások közé tartoznak a motorblokk menetei és a sebességváltó-alkatrészek. Az orvosi gyártás a titán vagy PEEK anyagokból készült csontcsavarok és implantátummenetek menetmarásán alapul. A szerszám- és szerszámipar edzett szerszámacélból készít meneteket HRC 65-ig a kilökőcsapokhoz. Az általános gépi alkalmazások magukban foglalják az egyedi szálakat, a javítási munkákat és a prototípus-fejlesztést, ahol a rugalmasság elengedhetetlen.
