Šta je CNC glodanje?

Šta je CNC glodanje?

CNC glodanje, puni naziv je Računalno numeričko kontrolno glodanje, je proces obrade koji koristi kompjuterski kontrolisane i rotirajuće alate za rezanje u više tačaka za postepeno uklanjanje materijala sa radnog komada i proizvodnju posebno dizajniranog dela ili proizvoda. Proces je pogodan za obradu raznih materijala, kao što su metal, plastika, drvo, i proizvodnju raznih posebno dizajniranih dijelova i proizvoda.
Višestruke mogućnosti su dostupne pod okriljem usluga precizne CNC obrade, uključujući mehaničku, hemijsku, električnu i termičku obradu. CNC glodanje je mehanički proces koji uključuje bušenje, tokarenje i razne druge procese obrade, što znači da se materijal s radnog komada uklanja mehaničkim sredstvima, kao što je djelovanje reznog alata glodalice.
Ovaj članak se fokusira na CNC proces glodanja, izlažući osnove procesa, kao i komponente i alate CNC glodalice. Osim toga, ovaj članak istražuje različite operacije glodanja i pruža alternative za CNC proces glodanja.

Millingova definicija

Šta je mljevenje? Ovo je vrsta obrade koja koristi alat za oblikovanje radnog komada na stolu koji je obično pomičan, iako neke glodalice imaju i pokretne alate. Glodanje je prvobitno bila ručna operacija koju su obavljali radnici, ali danas većinu glodanja obavljaju CNC glodalice, koje koriste kompjutere za nadgledanje procesa glodanja. CNC glodanje može pružiti veću preciznost, tačnost i produktivnost, ali postoje situacije u kojima ručno glodanje može biti korisno. Ručno glodanje zahtijeva puno tehničkih vještina i iskustva, čime se smanjuje vrijeme obrade. Takođe ima dodatnu prednost da su ručni mlinovi jeftiniji i korisnici ne moraju da brinu o programiranju mašine.

Pregled CNC glodanja

Kao i većina tradicionalnih mehaničkih CNC procesa obrade, CNC procesi glodanja koriste kompjuterske kontrole za rukovanje i manipulaciju alatnim mašinama koje seku i formiraju blanke. Osim toga, proces prati iste osnovne faze proizvodnje kao i svi CNC procesi obrade, uključujući:

• Dizajnirajte CAD modele
• Pretvorite CAD modele u CNC programe
• Postavljanje CNC glodalice
• Izvršite operaciju glodanja

Šta je CNC glodanje?

The CNC glodanje proces počinje kreiranjem 2D ili 3D CAD dizajna dijela. Kompletan dizajn se zatim izvozi u format datoteke kompatibilan sa CNC-om i konvertuje ga pomoću CAM softvera u CNC mašinski program koji diktira kretanje mašine i kretanje alata preko radnog komada. Prije nego što operater pokrene CNC program, priprema CNC glodalicu tako što fiksira radni predmet na radnu površinu alatne mašine (tj. stol) ili na držač radnog komada (kao što je škripac) i montira alat za glodanje na mašinu. vreteno alata. CNC proces glodanja koristi horizontalne ili vertikalne CNC moćne glodalice – ovisno o specifikacijama i zahtjevima primjene glodanja – kao i rotirajuće alate za rezanje u više tačaka (tj. višezubca), kao što su glodalice i bušilice. Kada je mašina spremna, operater pokreće program preko interfejsa mašine koji traži od mašine da izvrši operaciju glodanja.

Kada se pokrene CNC proces glodanja, alatna mašina počinje da rotira rezni alat brzinom do nekoliko hiljada obrtaja u minuti. Ovisno o vrsti glodalice koja se koristi i zahtjevima primjene glodanja, kada alat zaroni u radni predmet, mašina će učiniti jedno od sljedećeg da napravi potrebne rezove na radnom komadu:

1. Polako uvucite radni komad u stacionarni rotirajući alat
2. Pomicanje alata na stacionarni radni komad
3. Relativno kretanje alata i obratka

Za razliku od ručnog procesa glodanja, kod CNC glodanja, alatna mašina obično napaja pokretni radni komad rotacijom alata za sečenje, a ne rotacijom alata za sečenje. Operacije glodanja koje se pridržavaju ove konvencije nazivaju se operacije glodanja uspona, dok se suprotna operacija naziva konvencionalnim operacijama glodanja.
Općenito, glodanje je najprikladnije kao dodatak ili proces završne obrade obrađenom radnom komadu kako bi se pružila definicija karakteristika dijela kao što su rupe, utori i navoji, ili za proizvodnju karakteristika dijela. Međutim, proces se također može koristiti za oblikovanje osnovnog materijala od početka do kraja. U oba slučaja, proces mljevenja postupno uklanja materijal kako bi se stvorio željeni oblik i oblik dijela. Prvo, alat seče male komadiće, ili strugotine, iz radnog komada kako bi se stvorio približan oblik. Radni komad se zatim gloda po većem rasporedu i sa većom preciznošću kako bi se završilo sa svojim preciznim karakteristikama i specifikacijama. Često je gotovi dio potrebno nekoliko puta strojno obraditi kako bi se postigla željena točnost i tolerancije. Za dijelove složenije geometrije, kada je operacija glodanja završena i dio je proizveden prema posebno dizajniranim specifikacijama, glodani dio ide u završnu i naknadnu fazu proizvodnje.
CNC operacija glodanja

CNC glodanje je proces strojne obrade pogodan za proizvodnju visoko preciznih dijelova visoke tolerancije u prototipovima, jednokratnim i malim do srednjim serijama proizvodnje. Dok se dijelovi obično proizvode s tolerancijama u rasponu od +/- 2 filamenta do +/- 10 filamenata, neke mašine za glodanje mogu postići tolerancije do +/- 1 filamenta ili čak i veće. Svestranost procesa glodanja omogućava mu da se koristi u širokom spektru industrija i za različite karakteristike i dizajn dijelova, uključujući utore, zakošene dijelove, navoje i džepove. Najčešće CNC operacije glodanja uključuju:

• Face glodanje
• Ravno glodanje
• Kutno glodanje
• Glodanje oblika

glodanje

Čeono glodanje kod kojeg je os rotacije reznog alata okomita na površinu obratka. Ova metoda koristi čeono glodalo koje ima zupce i na obodu i na prednjoj strani alata, gdje se perimetarski zubi prvenstveno koriste za rezanje, a čeoni zubi se koriste za završne aplikacije. Tipično, čeono glodanje se koristi za stvaranje ravnih površina i kontura na gotovom dijelu i sposobno je proizvesti završnu obradu višeg kvaliteta od drugih procesa glodanja. I vertikalne i horizontalne glodalice podržavaju ovaj proces.
Vrste čeonog glodanja uključuju krajnje i bočne glodalice, koje koriste krajnje i bočne glodalice, respektivno.

Ravno glodanje

Čeono glodanje, poznato i kao čeono glodanje ili glodanje ploča, kod kojeg je os rotacije reznog alata paralelna s površinom obratka. Proces koristi obične zube glodala za obavljanje operacija rezanja na periferiji. Ovisno o specifikacijama primjene glodanja, kao što su dubina reza i veličina obratka, dostupni su uski i široki rezači. Uski noževi omogućavaju dublje rezove, dok se široki mogu koristiti za rezanje većih površina. Ako primjena čeonog glodanja zahtijeva uklanjanje velike količine materijala sa radnog komada, operater počinje korištenjem glodala s grubim zubima, malim brzinama rezanja i velikim brzinama posmaka kako bi proizveo približnu geometriju posebno dizajniranog dijela. Operateri tada uvode glodala s finijim zupcima, veće brzine rezanja i sporije brzine pomaka kako bi proizveli detalje gotovog dijela.

Kutno glodanje

Kutno glodanje je mjesto gdje je os rotacije reznog alata pod uglom u odnosu na površinu obratka. Proces koristi jednokutne glodalice (pod kutom prema specifičnom dizajnu koji se obrađuje) za stvaranje ugaonih karakteristika kao što su ivice, nazubljeni i žljebovi. Uobičajena primjena za ugaono glodanje je proizvodnja lastinog repa, koji koriste glodalice za 45°, 50°, 55° ili 60° u zavisnosti od dizajna lastinog repa.

Glodanje oblika

Glodanje profila odnosi se na operacije glodanja koje uključuju nepravilne površine, konture i profile, kao što su dijelovi sa zakrivljenim i ravnim površinama ili potpuno zakrivljene površine. U procesu se koriste profili ili glodali dizajnirani za specifične primjene, kao što su konveksni, konkavni i kutni rezači. Neke uobičajene primjene za glodanje oblika uključuju proizvodnju poluloptastih i polukružnih šupljina, perli i profila, kao i složenih dizajna i zamršenih dijelova iz jedne konfiguracije stroja.

Ostale operacije glodanja

Osim gore navedenih operacija, glodalice se mogu koristiti za obavljanje drugih specijaliziranih operacija glodanja i strojne obrade. Primjeri drugih dostupnih vrsta operacija glodanja uključuju:

Step Milling: Stepeno glodanje se odnosi na operaciju glodanja u kojoj alatna mašina obrađuje dvije ili više paralelnih površina obratka u jednom rezu. Proces koristi dva glodala na istom vretenu mašine, raspoređena tako da su glodala sa obe strane radnog komada i mogu da glodaju obe strane istovremeno

Kombinirano glodanje: Šta je kombinovano mlevenje? Kombinovano glodanje je operacija glodanja koja se izvodi sa dva ili više alata (obično različitih veličina, oblika ili širina) na istoj osovini mašine. Svaki rezač može obavljati istu operaciju rezanja u isto vrijeme ili različite operacije rezanja u isto vrijeme, što omogućava proizvodnju složenijih dijelova u kraćem vremenskom periodu.

Konturno glodanje: Konturno glodanje je mjesto gdje alatna mašina stvara putanju rezanja na radnom komadu duž vertikalne ili nagnute površine. Proces koristi opremu za glodanje profila i alate za rezanje, koji mogu biti paralelni ili okomiti na površinu obratka.

Rezanje zupčanika: Rezanje zupčanika je operacija glodanja koja koristi evolventni zupčani rezač za stvaranje zubaca zupčanika. Ovi glodali su vrsta profilnih glodalica i dostupni su u različitim oblicima i veličinama koraka u zavisnosti od broja zuba potrebnih za određeni dizajn zupčanika. U ovom procesu, specijalni nastavci alata za struganje mogu se koristiti i za izradu zubaca zupčanika.

Ostali procesi obrade: Budući da mašine za glodanje podržavaju upotrebu drugih alatnih mašina osim alata za glodanje, mogu se koristiti za procese obrade osim glodanja, kao što su bušenje, bušenje, razvrtanje i urezivanje.
Kao i većina CNC procesa obrade, CNC proces glodanja koristi CAD softver za generiranje početnog dizajna dijela i CAM softver za generiranje CNC programa koji daje upute za obradu za proizvodnju dijela. CNC program se zatim učitava na CNC mašinu po izboru kako bi pokrenuo i izvršio proces glodanja.

Mjere opreza za glodalicu

Općenito, glodalice se dijele na horizontalne i vertikalne konfiguracije strojeva i razlikuju se po broju osovina kretanja.

Na vertikalnoj glodalici vreteno mašine je vertikalno orijentisano, dok je u horizontalnoj orijentaciji vreteno glodalice postavljeno horizontalno. Horizontalne mašine takođe imaju vretena tokom glodanja za dodatnu podršku i stabilnost, kao i mogućnost da podrže širok spektar reznih alata, kao što su glodanje sa točkovima i glodanjem.

Kontrola vertikalnih i horizontalnih glodalica zavisi od vrste mašine koja se koristi. Na primjer, neke mašine mogu podizati i spuštati vreteno i pomicati stol bočno, dok druge mašine imaju fiksno vreteno i sto koji se mogu kretati horizontalno, vertikalno i rotaciono. Prilikom odabira vertikalnih i horizontalnih glodalica, proizvođači i trgovine moraju uzeti u obzir zahtjeve primjene glodanja, kao što su broj površina koje je potrebno glodati te veličina i oblik dijela. Na primjer, teški radni komadi su prikladniji za horizontalne operacije glodanja, dok su primjene udubljenja pogodnije za vertikalne operacije glodanja. Dostupna je i pomoćna oprema koja može naknadno ugraditi vertikalne ili horizontalne mašine kako bi podržala suprotan proces.

Većina CNC glodala može koristiti 3 do 5 osa – obično pruža performanse duž ose XYZ i (ako je primjenjivo) oko rotacijske ose. Osa X i Y predstavljaju horizontalno kretanje (kretanje lijevo i desno i naprijed-nazad po ravni, respektivno), dok osa Z predstavlja vertikalno kretanje (kretanje gore i dolje), a W predstavlja horizontalno kretanje. – Os predstavlja dijagonalno kretanje u vertikalnoj ravni. Kod osnovnih CNC glodalica horizontalno pomeranje je moguće u dve ose (XY), dok noviji modeli dopuštaju dodatnu osovinu kretanja, kao što su 3-, 4- i 5-osne CNC mašine. U nastavku je dat pregled nekih karakteristika glodalica klasificiranih prema broju osovina kretanja.

3 osi

• Može zadovoljiti većinu potreba za mašinskom obradom
• Podešavanje mašine je jednostavno.
• Potrebna je samo jedna radna stanica
• Viši zahtjevi za znanjem operatera
• niža efikasnost i kvalitet

4 osi

• Bolje mogućnosti od 3-osnih mašina
• Veća preciznost i tačnost od 3-osnih mašina
• Podešavanje mašine je složenije od mašina sa 3 ose
• Skuplji od troosne mašine

5 osi

• Može se konfigurirati sa više osa (npr. 4+1, 3+2 ili 5)
• moćniji
• U zavisnosti od konfiguracije, bržim tasterima je lakše upravljati od mašina sa tri i četiri osovine
• Viši nivo kvaliteta i preciznosti
• Ovisno o konfiguraciji, radi sporije od 3-osne i 4-osne obrade
• Skuplji od 3-osnih i 4-osnih mašina

U zavisnosti od vrste glodalice koja se koristi, mašina, sto mašine ili obe komponente mogu biti dinamičke. Obično se dinamički stolovi pomiču duž ose XY, ali se također mogu pomicati gore i dolje kako bi podesili dubinu reza, i rotirati duž vertikalne ili horizontalne ose kako bi proširili rez. Za primjene glodanja koje zahtijevaju dinamičke alate, pored svog inherentnog rotacijskog kretanja, alatna mašina se pomiče okomito duž više osa, omogućavajući da se obim alata (a ne samo njegov vrh) usiječe u radni komad. CNC glodalice sa većim stepenom slobode omogućavaju veću svestranost i složenost proizvedenih glodanih delova.

Tip glodalice

Dostupno je nekoliko različitih tipova glodalica za različite primjene strojne obrade. Osim što se klasifikuju isključivo na osnovu konfiguracije mašine ili broja osovina kretanja, glodalice se takođe mogu klasifikovati prema svojim specifičnim karakteristikama. Neke od najčešćih tipova glodalica su:

• tip kolena
• Ram tip
• Tip kreveta (ili proizvodni tip)
• avion

Tip koljena: Mašine za glodanje tipa koljena imaju fiksno vreteno i vertikalno podesivi sto koji se oslanja na sedlo podržano kolenom. U zavisnosti od položaja mašine, koleno se može spuštati i podizati na stubu. Neki primjeri mlinova za koljena uključuju horizontalne mlinove na podu i na stolu.

Tip ram: Mašine za glodanje tipa ram koriste vreteno koje je fiksirano na stub, što omogućava mašini da se kreće duž ose XY sa pomičnim kućištem (tj. RAM). Dvije najčešće vrste vertikalnih glodalica uključuju podne horizontalne i rotacijske glodalice opće namjene.

Tip ležaja: Mašina za glodanje sa ležajem koristi sto direktno fiksiran na mašini kako bi sprečio pomeranje radnog komada duž Y i Z ose. Radni komad se nalazi ispod alata za rezanje, koji se, u zavisnosti od mašine, može kretati duž ose XYZ. Neke od dostupnih mašina za glodanje sa ležajem uključuju jednostrane, dvostrane i trostrane glodalice. Jednostrane mašine koriste jedno vreteno koje se kreće duž X ili Y ose, dok dvostrane mašine koriste dva vretena, dok trostrane mašine koriste tri vretena (dva horizontalna i jedno okomito) za obradu duž ose XY i XYZ, respektivno.

Mlinovi za rendisanje: Mlinovi za rendisanje su slični glodalicama za blanjanje po tome što imaju sto koji je fiksiran duž Y i Z ose i vreteno koje se može kretati duž ose XYZ. Međutim, blanje mogu istovremeno podržavati više mašina (obično do četiri), smanjujući vrijeme isporuke za složene dijelove.

Neke od specijalnih tipova glodalica koje su dostupne uključuju rotacione stolove, bubnjeve i planetarne glodalice. Mašine za glodanje sa rotacionim stolom imaju kružni sto koji se rotira oko vertikalne ose i koristi mašine koje se nalaze na različitim visinama za grubu i završnu obradu. Mašina za glodanje sa bubnjem je slična mašini sa rotacionim stolom, osim što se sto naziva „bubanj“ i rotira se oko horizontalne ose. U planetarnoj mašini, sto je fiksiran, a radni komad je cilindričan. Rotirajuća mašina se kreće po površini radnog komada, režući unutrašnje i spoljašnje elemente kao što su navoji.

Obrada materijala

CNC proces glodanja se najbolje koristi kao sekundarni proces obrade kako bi se obezbijedile mogućnosti završne obrade za posebno dizajnirane dijelove, ali se također može koristiti za proizvodnju posebno dizajniranih i specijalnih dijelova od početka do kraja. CNC tehnologija glodanja omogućava proces obrade dijelova u različitim materijalima, uključujući:

• Metali (uključujući legure, specijalne metale, teške metale, itd.)
• Plastika (uključujući termoreaktivne i termoplastične)
• elastomera
• kompozitni materijal
• drva

Kao i kod svih procesa obrade, nekoliko faktora se mora uzeti u obzir pri odabiru materijala za primjenu glodanja, kao što su svojstva materijala (tj. tvrdoća, zatezna čvrstoća i čvrstoća na smicanje, te otpornost na kemikalije i visoke temperature) i isplativost materijala. materijal za obradu. Ovi kriterijumi određuju, odnosno, da li je materijal pogodan za proces mlevenja i budžetska ograničenja primene mlevenja. Odabrani materijal određuje tip mašine koja se koristi i njen dizajn, kao i optimalne postavke mašine uključujući brzinu rezanja, brzinu pomaka i dubinu rezanja.

Dakle, šta je CNC glodanje?

CNC glodanje je proces obrade pogodan za obradu različitih materijala i proizvodnju različitih dijelova po narudžbi. Iako ovaj proces može pokazati prednosti u odnosu na druge procese obrade, možda neće biti prikladan za svaku proizvodnu primjenu, a drugi procesi se mogu pokazati prikladnijim i isplativijim.

Neki drugi konvencionalniji procesi obrade uključuju bušenje i tokarenje. Kao i glodanje, bušenje se obično radi višestrukim alatom (tj. bušilicom), dok se struganje vrši alatom u jednoj tački. Međutim, dok se okreće, radni komad se može kretati i rotirati kao u nekim aplikacijama za glodanje, dok tokom bušenja radni komad miruje tokom procesa bušenja.

Neki nekonvencionalni procesi obrade (tj. bez upotrebe alatnih mašina, ali ipak sa procesima mehaničkog uklanjanja materijala) uključuju ultrazvučnu obradu, rezanje vodenim mlazom i abrazivnu obradu. Nekonvencionalni, ne-mašinski procesi (tj. hemijski, električni i termički procesi obrade) pružaju druge alternative uklanjanju materijala sa radnih komada koji ne koriste alatne mašine ili mehaničke procese uklanjanja materijala, uključujući hemijsko glodanje, elektrohemijsko uklanjanje ivica, lasersko rezanje i rezanje plazma lukom . Ove nekonvencionalne metode obrade podržavaju proizvodnju složenijih, zahtjevnijih i specijaliziranih dijelova koji često nisu mogući s konvencionalnom obradom.