Sélection des outils d'usinage CNC et détermination de la quantité de coupe

Désormais, de nombreux progiciels de CAO/FAO offrent des fonctions de programmation automatique. Ces logiciels invitent généralement les problèmes liés à la planification des processus dans l'interface de programmation, tels que la sélection d'outils, la planification du chemin d'usinage, le réglage de la quantité de coupe, etc. Le programmeur n'a qu'à définir les problèmes pertinents. paramètres, le programme NC peut être automatiquement généré et transmis à la machine-outil CNC pour terminer le traitement. Par conséquent, la sélection d'outils et la détermination de la quantité de coupe dans l'usinage CNC sont terminées dans l'état d'interaction homme-ordinateur, ce qui contraste fortement avec le traitement ordinaire des machines-outils. Dans le même temps, les programmeurs doivent maîtriser les principes de base de la sélection d'outils et de la détermination de la quantité de coupe. Tenez pleinement compte des caractéristiques de l'usinage CNC lors de la programmation. Dans cet article, les problèmes de sélection d'outil et de détermination de la quantité de coupe qui doivent être rencontrés dans la programmation CN sont discutés, certains principes et suggestions sont donnés, et les problèmes auxquels il convient de prêter attention sont discutés.

Types et caractéristiques des outils couramment utilisés pour l'usinage CNC

Les outils d'usinage CNC doivent s'adapter à la vitesse élevée, au rendement élevé et au haut degré d'automatisation des machines-outils CNC, et comprennent généralement des outils généraux, des porte-outils de connexion universels et un petit nombre de porte-outils spéciaux. Le porte-outil est connecté à l'outil et monté sur la tête motrice de la machine-outil, il a donc été progressivement standardisé et sérialisé. Il existe de nombreuses façons de classer les outils CNC.

Selon la structure de l'outil, il peut être divisé en :

①Intégral

②Type incrusté, utilisant une connexion par soudage ou par pince de machine, le type de pince de machine peut être divisé en deux types :non indexable et indexable

③ Types spéciaux, tels que les outils composés, les outils amortisseurs, etc.

Selon le matériau utilisé pour fabriquer l'outil, il peut être divisé en :

①Outil en acier rapide

②Outil carbure

③Outil diamant

④ Autres outils matériels, tels que les outils en nitrure de bore cubique, les outils en céramique, etc.

Du processus de coupe, il peut être divisé en :

① Outils de tournage, y compris les cercles externes, les trous internes, les filetages, les outils de coupe, etc.

②Outils de perçage, y compris forets, alésoirs, tarauds, etc.

③ Outil d'alésage

④ Outils de fraisage, etc.

Afin de répondre aux exigences des machines-outils CNC pour des outils durables, stables, faciles à régler et remplaçables, les outils indexables serrés par machine ont été largement utilisés ces dernières années, atteignant 30% à 40% de l'ensemble des outils CNC. Le montant représente 80% à 90% du total.

Par rapport aux outils utilisés sur les machines-outils ordinaires, les outils CNC ont de nombreuses exigences différentes, notamment les caractéristiques suivantes :

(1) Bonne rigidité (en particulier les outils d'ébauche), haute précision, faible résistance aux vibrations et déformation thermique

⑵ bonne interchangeabilité, facile à changer d'outil rapidement

(3) Performances de coupe durables, stables et fiables

⑷La taille de l'outil est facile à régler pour réduire le temps de réglage du changement d'outil

⑸L'outil doit être capable de casser ou de rouler les copeaux de manière fiable pour faciliter l'élimination des copeaux

⑹Sérialisation et standardisation pour faciliter la programmation et la gestion des outils.

Sélection d'outils d'usinage CNC

La sélection de l'outil est effectuée sous l'état d'interaction homme-machine de la programmation CN. L'outil et le porte-outil doivent être correctement sélectionnés en fonction de la capacité de traitement de la machine-outil, des performances du matériau de la pièce, de la procédure de traitement, de la quantité de coupe et d'autres facteurs connexes.

Le principe général de sélection des outils est le suivant :installation et réglage faciles, bonne rigidité, durabilité et précision élevées. En partant du principe de répondre aux exigences de traitement, essayez de choisir un porte-outil plus court pour améliorer la rigidité du traitement de l'outil.

Lors de la sélection d'un outil, la taille de l'outil doit être adaptée à la taille de la surface de la pièce à usiner.

En production, les fraises en bout sont souvent utilisées pour usiner les contours périphériques des pièces plates. Lors du fraisage du plan, la fraise à plaquette en carbure doit être sélectionnée. Lors de l'usinage de bossages et de rainures, choisissez des fraises en acier rapide. Lors de l'usinage de la surface de l'ébauche ou de l'ébauche du trou, vous pouvez choisir une fraise à maïs avec une plaquette en carbure. Pour le traitement de certains profils tridimensionnels et profils à biseau variable, des fraises sphériques, des fraises annulaires, des fraises coniques et des fraises à disque sont souvent utilisées.

Lors de l'usinage de surfaces de forme libre, étant donné que la vitesse de coupe de l'extrémité de l'outil à nez sphérique est nulle, afin d'assurer la précision d'usinage, l'espacement des lignes de coupe est généralement très dense, de sorte que le nez sphérique est souvent utilisé pour la finition de la surface. L'outil à bout plat est supérieur à l'outil à bout sphérique en termes de qualité de traitement de surface et d'efficacité de coupe. Par conséquent, tant que le principe de s'assurer qu'il ne coupe pas, qu'il s'agisse d'ébauche ou de finition de la surface courbe, l'outil à bout plat doit être préféré. De plus, la durabilité et la précision de l'outil ont une excellente relation avec le prix de l'outil. Il convient de noter que dans la plupart des cas, bien que le choix d'un bon outil augmente le coût de l'outil, l'amélioration de la qualité et de l'efficacité du traitement qui en résulte, le coût total du traitement peut être considérablement réduit.

Sur le centre d'usinage, divers outils sont installés sur le magasin d'outils, et la sélection d'outils et le changement d'outil peuvent être effectués à tout moment selon les règles du programme. Par conséquent, un porte-outil standard doit être utilisé, afin que les outils standard pour le perçage, l'alésage, l'expansion, le fraisage et d'autres processus puissent être installés rapidement et avec précision sur la broche de la machine-outil ou le magasin d'outils. Les programmeurs doivent comprendre la taille de la structure, la méthode de réglage et la plage de réglage du porte-outil utilisé sur la machine-outil, afin de déterminer les dimensions radiales et axiales de l'outil lors de la programmation.

Dans l'usinage CNC économique, étant donné que l'affûtage, la mesure et le remplacement des outils sont principalement effectués manuellement, l'assistance prend beaucoup de temps. Par conséquent, l'ordre d'agencement des outils doit être raisonnablement organisé. Généralement, les principes suivants doivent être suivis :

① Minimiser le nombre d'outils

② Une fois qu'un outil est serré, il doit terminer toutes les pièces de traitement qu'il peut effectuer

③ Les outils d'ébauche et de finition doivent être utilisés séparément, même si les outils sont de la même taille

④ Fraiser d'abord puis percer

⑤ Effectuez d'abord la finition de surface, puis effectuez la finition de contour 2D

⑥ Lorsque cela est possible, la fonction de changement d'outil automatique des machines-outils à commande numérique doit être utilisée autant que possible pour améliorer l'efficacité de la production.

Dans l'usinage CNC économique, étant donné que l'affûtage, la mesure et le remplacement des outils sont principalement effectués manuellement, l'assistance prend beaucoup de temps. Par conséquent, l'ordre d'agencement des outils doit être raisonnablement organisé. Généralement, les principes suivants doivent être suivis :

① Minimiser le nombre d'outils

② Une fois qu'un outil est serré, il doit terminer toutes les pièces de traitement qu'il peut effectuer

③ Les outils d'ébauche et de finition doivent être utilisés séparément, même si les outils sont de la même taille

④ Fraiser d'abord puis percer

⑤ Effectuez d'abord la finition de surface, puis effectuez la finition de contour 2D

⑥ Lorsque cela est possible, la fonction de changement d'outil automatique des machines-outils à commande numérique doit être utilisée autant que possible pour améliorer l'efficacité de la production.

Détermination de la quantité de coupe en C Usinage CN

Le principe d'une sélection raisonnable de la quantité de coupe est que dans l'usinage d'ébauche, l'objectif principal est d'améliorer la productivité, mais l'économie et le coût de traitement doivent également être pris en compte. Coûts économiques et de traitement. La valeur spécifique doit être déterminée en fonction du manuel de la machine-outil, du manuel de la quantité de coupe et de l'expérience.

⑴ profondeur de coupe t.

Lorsque la rigidité de la machine-outil, de la pièce et de l'outil le permet, t est égal à la surépaisseur d'usinage, ce qui est une mesure efficace pour améliorer la productivité. Afin d'assurer la précision d'usinage et la rugosité de surface des pièces, il faut généralement laisser une certaine marge pour la finition. La surépaisseur de finition des machines-outils à commande numérique peut être légèrement inférieure à celle des machines-outils ordinaires.

⑵ largeur de coupe L.

Généralement, L est proportionnel au diamètre d de l'outil et inversement proportionnel à la profondeur de passe. Dans l'usinage CNC économique, la plage de valeurs générale de L est :L=(0.6～0.9)d.

⑶ vitesse de coupe v.

L'augmentation de v est également une mesure pour améliorer la productivité, mais v est étroitement liée à la durabilité de l'outil. Lorsque v augmente, la durabilité de l'outil diminue fortement, de sorte que le choix de v dépend principalement de la durabilité de l'outil. De plus, la vitesse de coupe est également étroitement liée au matériau à traiter. Par exemple, lors du fraisage de l'alliage 30CrNi2MoVA avec une fraise en bout, v peut être d'environ 8 m/min. Lors du fraisage d'un alliage d'aluminium avec la même fraise en bout, v peut être sélectionné à plus de 200 m/min.

(4) Vitesse d'avance vF

vF doit être sélectionné en fonction de la précision d'usinage et des exigences de rugosité de surface de la pièce, ainsi que du matériau de l'outil et de la pièce. Une augmentation de vF peut également améliorer l'efficacité de la production. Lorsque l'exigence de rugosité de surface est faible, vF peut être sélectionné pour être plus grand. Pendant le processus d'usinage, vF peut également être ajusté manuellement via l'interrupteur de trim sur le panneau de commande de la machine, mais la vitesse d'avance maximale est limitée par la rigidité de l'équipement et les performances du système d'alimentation.