공작 기계 시스템, 부품 제조 가능성, 가공 도구 및 프로그래밍 방법에 대한 분석을 통해 공간 원호 표면의 어려운 가공, 많은 가공 요소, 높은 가공 정밀도 및 높은 표면 거칠기 요구 사항의 문제를 목표로 처리 공식 머시닝센터가 탄생했습니다. 공정 구현 계획에서는 하우징 공간 곡면을 처리하는 과정에서 볼 노즈 도구의 적용 방법을 소개합니다.
1 서문
덮개는 일반적으로 씰로 사용됩니다. 조립하기 전에 가스, 물, 기타 압력 테스트를 거쳐 제품이 누출되지 않는지 확인하고 조립 및 사용의 기밀성을 보장해야 합니다. 대부분은 복잡한 형상과 다양한 구조를 지닌 일체형 주조품이나 용접 부품입니다. 가변적이고 다양한 크기, 구멍 모양의 내부, 얇고 고르지 않은 벽. 생산 및 제조에는 고정밀 요구 사항이 있는 구멍 시스템, 밀봉 홈 및 평면뿐만 아니라 가공 및 제조가 어려운 특수한 모양의 필렛, 보스 및 불규칙한 곡면도 많이 있습니다[1].
2 부품 구조 및 공정 분석
2.1 부품 구조 분석
커버는 박스형 부품입니다. 이는 고르지 않은 공동과 내벽이 있고 대부분 불규칙한 구조를 가진 반밀폐형 다면체입니다. 주로 신체의 청결을 보장하고 작업 중 신체에서 발생하는 소음을 줄이기 위해 사용됩니다. 동시에 외모를 아름답게 만드는 역할도 할 수 있습니다. 기계 가공에는 가공 요소가 많고, 가공량이 크며, 불규칙한 구조가 있어 공정이 복잡해집니다[2].
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그림 1 표지 프로세스 요구 사항
2.2 프로세스 분석
커버: 블랭크는 표면 품질 요구 사항이 엄격한 견고한 주철 부품으로, 재료 가공이 어렵고 공구가 빨리 마모되며 공간 곡면 가공이 어렵습니다. 커버 부분은 그림 1에 나와 있습니다. 플랜지 뒷면에는 중앙에 14mm 리브로 분리된 왼쪽 및 오른쪽 호가 있습니다. 왼쪽과 오른쪽은 대칭적인 구조로 한쪽은 왼쪽이 위쪽과 아래쪽에 있습니다. 표면 거칠기 값 Ra=1.6μm .
2.3 난이도 분석
커버는 박스형 부품입니다. QT{{0}} 소재는 연성주철로 강도가 높고 인성이 우수합니다. 내마모성, 진동흡수성, 내산화성 등의 특성을 가지고 있으나 절단 성능이 좋지 않습니다. 도면 요구 사항에 따라 연결 플랜지의 뒷면을 완전히 가공해야 합니다. 호는 왼쪽과 오른쪽에 대칭으로 분포되어 있으며 중앙의 갈비뼈로 구분됩니다. 원호 표면은 공구 축에 수직으로 처리됩니다. 곡면을 처리할 때 최종 곡면의 모양이 공정 요구 사항을 충족하도록 도구의 기하학적 치수를 표면 도구 경로에 맞춰야 합니다. . 그림 1과 같이 리브판의 두께는 (16±0.025)mm, (14±0.02)mm, 루트 필렛 R(82.5±0.025)mm이다. 가공 정확도가 높고 표면 품질 요구 사항이 엄격합니다. 플랜지 뒷면이 리브로 분리되어 있기 때문에 3면 밀링커터나 선반 등을 사용할 경우 간섭이 발생하여 가공이 불가능하다[3].
3. 공정 흐름 및 CNC 가공 방법
3.1 처리방법
이 부품의 원호면은 회전면이지만 모양과 구조가 박스형 부품(그림 2 참조)이므로 공작기계 선삭에는 적합하지 않습니다. 플랜지의 뒷면은 둥근 루트 전환과 함께 3개의 리브로 분리됩니다. 뒷면과 앞면은 높은 치수 정밀도와 표면 거칠기가 요구되며 3축 및 다축 밀링 머신에서 가공할 수 있습니다. 다축 가공에서는 가공 중에 공구와 공작물의 상호 위치가 수시로 변하기 때문에 한번의 클램핑으로 모든 가공을 완료하여 최적의 가공 조건을 얻을 수 있습니다. 그러나 조달 비용과 소프트웨어 비용이 3축에 비해 훨씬 높고, 유지 관리 비용도 너무 높으며, 운영자의 운영 기술에 대한 요구 사항도 높아 인건비가 많이 듭니다. 3축 공작 기계에서 공구 축 벡터는 변경되지 않고 Z축의 법선 평면에서 처리됩니다. 링키지 피팅을 사용하면 공간 표면 처리를 완료하고 더 나은 시스템 강성을 얻을 수 있습니다. 본 제품은 대량, 소량으로 생산되기 때문에 툴링을 맞춤화할 필요가 없습니다. 이 제품의 생산 요구 사항은 위치 지정 및 클램핑을 위해 기존의 범용 동일 높이 패드와 하향 압력 플레이트를 사용하여 충족할 수 있습니다. 공작기계 밀링 헤드를 현장에서 측정하고 하우징 가공 요소를 분석한 후 볼 엔드 밀링 커터를 사용하여 Z축 방향을 따라 ZY 평면에 곡면 필렛을 생성하여 더 나은 표면을 얻을 수 있습니다. 처리 정확성, 품질 및 효율성. 그리고 가격대비 최고의 가치.
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그림 2 표지 공백
3.2 도구 개념
CNC 가공기술에서는 공구의 선택과 절삭량의 결정이 중요한 내용입니다. 이는 CNC 공작 기계의 가공 효율성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 가공 품질에도 직접적인 영향을 미치며 동시에 전체 가공 비용을 변경합니다. 공작 기계의 특성, 공작물 재질의 성능, 클램핑 및 공정 요구 사항을 결합하여 3면 에지 밀링 커터, 엔드밀 및 볼 엔드밀을 선택하여 가공합니다. 플랜지 뒷면의 3개 부분의 리브가 90도 간격으로 균일하게 배치되어 있으므로 3면 엣지밀링 커터로 백밀 가공 시 리브 뿌리 부분에 잔사가 많아 엔드밀 가공이 가능합니다. 호 방향을 따라 모든 리브를 처리하는 데 사용됩니다. 루트 호 표면은 아래에서 위로 형성된 3차원 표면입니다. 보간 밀링에는 표면의 최소 곡률 반경보다 작거나 같은 반경을 가진 볼 엔드 공구를 사용해야 합니다. 블랭크 한쪽의 6mm 마진이 큰 것으로 측정된다. 가공 강성과 효율성을 보장하기 위해 그림 3에 표시된 사양은 Φ20mm×80mm×150mm×4F(YT) 엔드밀과 R10mm×80mm×150mm(YT) 볼 엔드밀 커터입니다. 칼.
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그림 3 엔드밀(하)과 볼 엔드밀(상)
3.3 절단 계획
절삭 공정에서는 공작물의 실제 가공 조건에 따라 둥근 곡면의 정확성과 표면 거칠기를 보장하기 위해 아래에서 위로 클라임 밀링이 사용됩니다. 도구 시작점과 도구 설정점을 분리합니다. 안전 보장을 전제로, 공구의 시작점은 공작물에 최대한 가까워야 유휴 공구 이동을 줄이고 이송 경로를 단축하며 가공 프로세스 중 실행 시간을 절약할 수 있습니다. 공백 마진이 크기 때문에 순환 가공 방법을 사용하여 그림 4와 같이 순차적으로 밀링하여 YZ 방향으로 점차적으로 마진을 제거하고 마무리를 위해 0.2mm 마진을 남겨야 합니다. 이 기간 동안 이송점과 후퇴점은 Z축 방향에서 이송 속도가 "G0"가 될 수 없으며 "G0" 명령이 있어야 합니다. "Y, Z"가 동시에 움직이는 것을 피해야 합니다.
공구 절삭 매개변수는 ø20mm 엔드밀로 선택됩니다. 공구 소재는 선형 속도 vc 90~120m/min, 백 커팅량 ap 0.3~2mm, 피드 fz 0.07~0.3mm/z를 지원합니다.
R10mm×80mm×150mm(YT) 볼 엔드 밀링 커터, 공구 소재는 120~150m/min의 선형 속도 vc를 지원합니다. 백 맞물림 ap는 0.3~0.8mm이고 피드 fz는 0.11~0.18mm/z입니다.
블랭크는 주조 공정의 영향을 받는 견고한 주조품이기 때문에 블랭크 표면에 때때로 딱딱한 반점, 기공 및 모래 함유물이 있을 수 있습니다. 품질 리스크를 줄이고 절단 안정성을 보장하기 위해 테스트 피스 디버깅 및 검증 후 Φ20mm 엔드밀의 최종 절단 매개변수를 vc=92m/min, n=1465r/로 선택했습니다. 분, ap=1.5mm, fz=0.07mm/z, vf =410mm/min; R10mm 볼 엔드밀의 절삭 매개변수는 vc=130m/min, n=2070r/min, ap=0.5mm, vf=228mm/min으로 선택됩니다. 위의 절단 매개변수를 사용하여 일괄 12개 조각을 처리한 후 처리 품질과 안정성이 좋고 도구의 내구성이 좋습니다.
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그림 4: 도구 경로
3.4 프로그래밍
부품 도면의 기하학적 치수에 따라 궤적 데이터를 실행하는 도구 센터가 계산됩니다. 아크면이 YZ 평면에 있기 때문에 볼엔드밀링커터를 사용할 경우 접촉점의 좌표를 계산하고 점근사를 통해 R82.5mm 아크밀링을 완료해야 합니다. 수치 계산의 궁극적인 목표는 프로그래밍에 필요한 모든 관련 위치 좌표 데이터를 얻는 것입니다. 그림 5: Y=Rcos , Z=Rsin 에 따라 삼각 함수를 통해 Y 및 Z 좌표 값을 계산합니다.
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그림 5 좌표 계산 원리
Heidenhain CNC 프로그램을 프로그래밍할 때 Q1=17를 시작 각도로, Q2=0.1을 각도 증분으로, Q3=+76.5를 끝 각도로 설정하고, Q{{5} }.5 (R=82.5+10) 호 반경으로 Q1=Q1 +Q2는 각도에 대한 변수를 추가합니다. 프로그램이 컴파일된 후, 공식적으로 제작 및 처리에 사용되기 전에 프로그램 작동을 확인해야 합니다. 특별한 경우에는 부품의 시험 가공 검사도 필요합니다. 검사 결과에 따라 프로그램이 수정 및 조정되며, 처리 요구 사항을 완전히 충족하는 프로그램을 얻을 때까지 여러 번 반복되는 경우가 많습니다.
56 TOOLCALL "D20-QTD" Z S500
57L Z+100 R0 FMAX
58L X-50 Y-150 R0 FMAX
59L Z+26R0 FMAX
60 L X+32 R0 F1000
61 L Y-88.771
62 FN 0:Q1 =+17; 시작 각도
63 FN 0:Q2 =+0.1; 각도 증분
64 FN0:Q3 =+76.5; 최종 각도
65 FN 0:Q4 =+92.5; 호 반경
66 FN 0:Q5 =+0
67 FN 0:Q6 =+0
68 LBL.2
69 Q1=Q1+Q2; 각도 증가 변수
70 Q5=Q4×COS Q1; Y 값의 루프 계산
71Q6=Q4×SIN Q1; Z 값의 루프 계산
72 L Y-Q5 Z+Q6 R0 F1000
73 FN 12: IF+Q1LT+Q3 LBL 2로 이동; 루프 판단
74L Y-21 Z+90.085
75L Z+100 FMAX; 칼 후퇴
76 M0
4 디버깅, 처리 및 검사
프로그램에서 표면 필렛의 가공 원점은 플랜지의 중심입니다. 즉, G54의 X{{0}}, Y0 및 Z0은 플랜지의 상부 표면에 있습니다. . Edge Finder를 사용하여 X 및 Y 방향의 중심을 맞춘 후 해당 G54에 기계적 좌표를 입력합니다. Z방향 맨드릴이나 기준칼을 플랜지의 바깥원에 맞춘 후 Z값을 계산하여 G54에 입력한다. 가공하기 전에 공작 기계를 건조 상태로 작동시켜 공구 동작 궤적이 올바른지 확인하십시오. 디버깅 중에 가공 중 스핀들 속도와 이송 속도를 실제 상황에 따라 적절하게 조정하여(가공 공정은 그림 6 참조) 최고의 절단 성능을 얻을 수 있습니다. 첫 번째 조각이 완성된 후 선형 치수, 기하학적 공차 및 표면 거칠기를 측정하기 위해 3좌표 측정 장비로 전송됩니다. 테스트 결과는 프로세스 요구 사항을 충족합니다.
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그림 6 표면 필렛 처리
5. 결론
볼 엔드 밀링 커터의 특별한 사용을 통해 많은 시도와 테스트 끝에 커버 표면 가공을 위한 공정 계획이 최종 결정되었으며 커버 공간의 아크 표면 가공이 어려운 문제, 많은 가공 요소, 높은 가공 문제를 성공적으로 해결했습니다. 가공 정확도 및 표면 거칠기. 엄격한 요구 사항 및 기타 어려운 문제. 커버 가공의 정확성을 보장하고 가공 품질의 제어 가능성과 안정성을 향상시켜 궁극적으로 대량 생산 능력을 형성합니다. 동시에 이 방법은 폭넓은 실용성을 가지며 유사한 표면 처리 응용 분야에 대한 도움말과 참고 자료를 제공할 수 있습니다.
