I. CNC фрезерлік станоктардағы өрмелеу және кәдімгі фрезерлеу принциптері мен әсер етуші факторлары
(A) Климб фрезингінің принциптері мен байланысты әсерлері
CNC фрезерлік станокты өңдеу процесінде өрмелеу фрезері белгілі бір фрезерлік әдіс болып табылады. Фрезерлік кескіш дайындамаға жанасатын бөліктің айналу бағыты дайындаманың берілу бағытымен бірдей болса, оны өрмелеу деп атайды. Бұл фрезерлік әдіс фрезерлік станоктың механикалық құрылымының сипаттамаларымен, әсіресе гайка мен бұранда арасындағы саңылаумен тығыз байланысты. Өрмелеу жағдайында, көлденең фрезерлік құрамдас күш өзгеретіндіктен және бұранда мен гайка арасында бос орын болғандықтан, бұл жұмыс үстелі мен бұранданың солға және оңға жылжуына әкеледі. Бұл мерзімді қозғалыс жұмыс үстелінің қозғалысын өте тұрақсыз ететін өрмелеу фрезерінің маңызды мәселесі болып табылады. Бұл тұрақсыз қозғалыстың кесу құралының зақымдануы анық және кескіш құралдың тістеріне зақым келтіру оңай.
CNC фрезерлік станокты өңдеу процесінде өрмелеу фрезері белгілі бір фрезерлік әдіс болып табылады. Фрезерлік кескіш дайындамаға жанасатын бөліктің айналу бағыты дайындаманың берілу бағытымен бірдей болса, оны өрмелеу деп атайды. Бұл фрезерлік әдіс фрезерлік станоктың механикалық құрылымының сипаттамаларымен, әсіресе гайка мен бұранда арасындағы саңылаумен тығыз байланысты. Өрмелеу жағдайында, көлденең фрезерлік құрамдас күш өзгеретіндіктен және бұранда мен гайка арасында бос орын болғандықтан, бұл жұмыс үстелі мен бұранданың солға және оңға жылжуына әкеледі. Бұл мерзімді қозғалыс жұмыс үстелінің қозғалысын өте тұрақсыз ететін өрмелеу фрезерінің маңызды мәселесі болып табылады. Бұл тұрақсыз қозғалыстың кесу құралының зақымдануы анық және кескіш құралдың тістеріне зақым келтіру оңай.
Дегенмен, өрмелеу фрезерінің де бірегей артықшылықтары бар. Өрмелеу кезіндегі тік фрезерлік құрамдас күштің бағыты дайындаманы жұмыс үстеліне басу болып табылады. Бұл жағдайда кескіш құрал тістері мен өңделген бет арасындағы сырғанау және үйкеліс құбылыстары салыстырмалы түрде аз болады. Бұл өңдеу процесі үшін үлкен маңызға ие. Біріншіден, кескіш құралдың тістерінің тозуын азайту пайдалы. Кескіш құрал тістерінің тозуын азайту кескіш құралдың қызмет ету мерзімін ұзартуға, өңдеу құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Екіншіден, бұл салыстырмалы түрде аз үйкеліс жұмыстың қатаю құбылысын азайтуы мүмкін. Жұмысты шыңдау дайындама материалының қаттылығын арттырады, бұл кейінгі өңдеу процестеріне қолайлы емес. Жұмыстың қатаюын азайту дайындаманың өңдеу сапасын қамтамасыз етуге көмектеседі. Сонымен қатар, өрмелеу бетінің кедір-бұдырлығын азайтып, өңделген дайындаманың бетін тегіс етеді, бұл бет сапасына жоғары талаптар қоятын дайындамаларды өңдеу үшін өте тиімді.
Айта кету керек, өрмелеуді қолдану белгілі бір шартты шектеулерге ие. Жұмыс үстелінің бұрандасы мен гайкасының арасындағы бос орынды 0,03 мм-ден аз етіп реттеуге болатын кезде, өрмелеу фрезерінің артықшылықтарын жақсырақ қолдануға болады, себебі қозғалыс мәселесін осы уақытта тиімді басқаруға болады. Сонымен қатар, жұқа және ұзын дайындамаларды фрезерлеу кезінде, өрмелеу фрезері де жақсы таңдау болып табылады. Жіңішке және ұзын дайындамалар өңдеу процесінде неғұрлым тұрақты өңдеу шарттарын талап етеді. Фрезаның тік құрамдас күші дайындаманы бекітуге және өңдеу процесінде деформация сияқты мәселелерді азайтуға көмектеседі.
(B) Кәдімгі фрезерлеудің принциптері және олармен байланысты әсерлері
Кәдімгі фрезерлік өрмелеуге қарама-қарсы. Фрезер дайындамаға жанасатын бөліктің айналу бағыты дайындаманың берілуінен 方向 өзгеше болса, оны кәдімгі фрезер деп атайды. Кәдімгі фрезерлеу кезінде тік фрезерлік құрамдас күштің бағыты дайындаманы көтеру болып табылады, бұл кескіш құралдың тістері мен өңделген беттің арасындағы сырғанау қашықтығы ұлғаяды және үйкеліс күшейеді. Бұл салыстырмалы түрде үлкен үйкеліс кескіш құралдың тозуын арттыру және өңделген беттің жұмысының қатаю құбылысын күрделірек ету сияқты бірқатар проблемаларды тудырады. Өңделген бетті жұмыста шыңдау беттің қаттылығын арттырады, материалдың қаттылығын төмендетеді және кейінгі өңдеу процестерінің дәлдігі мен бетінің сапасына әсер етуі мүмкін.
Кәдімгі фрезерлік өрмелеуге қарама-қарсы. Фрезер дайындамаға жанасатын бөліктің айналу бағыты дайындаманың берілуінен 方向 өзгеше болса, оны кәдімгі фрезер деп атайды. Кәдімгі фрезерлеу кезінде тік фрезерлік құрамдас күштің бағыты дайындаманы көтеру болып табылады, бұл кескіш құралдың тістері мен өңделген беттің арасындағы сырғанау қашықтығы ұлғаяды және үйкеліс күшейеді. Бұл салыстырмалы түрде үлкен үйкеліс кескіш құралдың тозуын арттыру және өңделген беттің жұмысының қатаю құбылысын күрделірек ету сияқты бірқатар проблемаларды тудырады. Өңделген бетті жұмыста шыңдау беттің қаттылығын арттырады, материалдың қаттылығын төмендетеді және кейінгі өңдеу процестерінің дәлдігі мен бетінің сапасына әсер етуі мүмкін.
Дегенмен, кәдімгі фрезерлеудің де өзіндік артықшылықтары бар. Кәдімгі фрезерлеу кезінде көлденең фрезерлік құрамдас күштің бағыты дайындаманың берілу қозғалысының бағытына қарама-қарсы. Бұл сипаттама бұранда мен гайканың тығыз орналасуына көмектеседі. Бұл жағдайда жұмыс үстелінің қозғалысы салыстырмалы түрде тұрақты. Құймалар мен соғулар сияқты қаттылығы біркелкі емес дайындамаларды фрезерлеу кезінде, бетінде қатты терілер болуы мүмкін және басқа да күрделі жағдайларда, кәдімгі фрезердің тұрақтылығы кескіш құрал тістерінің тозуын азайтады. Өйткені мұндай дайындамаларды өңдеу кезінде кескіш құрал салыстырмалы түрде үлкен кесу күштеріне және күрделі кесу жағдайларына төтеп беруі керек. Егер жұмыс үстелінің қозғалысы тұрақсыз болса, ол кескіш құралдың зақымдалуын күшейтеді, ал кәдімгі фрезер бұл жағдайды белгілі бір дәрежеде жеңілдетеді.
II. CNC фрезерлік станоктарындағы өрмелеу және кәдімгі фрезерлеу сипаттамаларын егжей-тегжейлі талдау
(A) Климб фрезерлік сипаттамаларын терең талдау
- Кесу қалыңдығы мен кесу процесіндегі өзгерістер
Өрмелеу кезінде кескіш құралдың әрбір тісінің кесу қалыңдығы кішіден үлкенге қарай біртіндеп өсу үлгісін көрсетеді. Кесу құралының тісі дайындамаға жай ғана тигенде, кесу қалыңдығы нөлге тең болады. Бұл кескіш құралдың тісінің бастапқы кезеңде кескіш құралдың алдыңғы тісінен қалған кесу бетінде сырғанауын білдіреді. Кескіш құралдың тісі осы кесу бетінде белгілі бір қашықтыққа сырғанап, кесу қалыңдығы белгілі бір мәнге жеткенде ғана кескіш құралдың тісі шынымен кесуді бастайды. Кесу қалыңдығын өзгертудің бұл жолы кәдімгі фрезерлеуден айтарлықтай ерекшеленеді. Бірдей кесу жағдайында кесудің бұл бірегей бастапқы әдісі кескіш құралдың тозуына маңызды әсер етеді. Кесуді бастамас бұрын кескіш құралдың тісінде сырғанау процесі болғандықтан, кескіш құралдың кесу жиегіне әсер ету салыстырмалы түрде аз болады, бұл кескіш құралды қорғауға тиімді. - Кесу жолы және құралдың тозуы
Кәдімгі фрезерлікпен салыстырғанда, өрмелеу кезінде кескіш құралдың тістерінің дайындамада жүретін жолы қысқа. Өйткені, өрмелеу фрезерінің кесу әдісі кескіш құрал мен дайындама арасындағы жанасу жолын тікелей етеді. Мұндай жағдайларда, бірдей кесу жағдайында, өрмелеуді пайдалану кезінде кескіш құралдың тозуы салыстырмалы түрде аз болады. Дегенмен, өрмелеу фрезері барлық дайындамалар үшін жарамсыз екенін атап өткен жөн. Кескіш құралдың тістері дайындаманың бетінен әр уақытта кесуді бастайтындықтан, дайындаманың бетінде қатты тері болса, мысалы, құйылғаннан кейін немесе өңдеусіз соғудан кейін кейбір дайындамалар болса, өрмелеп фрезерлеу дұрыс емес. Қатты терінің қаттылығы салыстырмалы түрде жоғары болғандықтан, ол кескіш құралдың тістеріне салыстырмалы түрде үлкен әсер етеді, кескіш құралдың тозуын тездетеді, тіпті кескіш құралды зақымдауы мүмкін. - Кесу деформациясы және қуат тұтыну
Өрмелеу кезіндегі орташа кесу қалыңдығы үлкен, бұл кесу деформациясын салыстырмалы түрде аз етеді. Кішігірім кесу деформациясы кесу процесінде дайындама материалының кернеуі мен деформациясының таралуының біркелкі болуын білдіреді, бұл жергілікті кернеу концентрациясынан туындаған өңдеу мәселелерін азайтады. Сонымен қатар, кәдімгі фрезерлікпен салыстырғанда, өрмелеу фрезерінің қуат тұтынуы аз. Өйткені өрмелеу кезіндегі кескіш құрал мен дайындаманың арасында кесу күшін бөлу неғұрлым орынды болады, бұл қажетсіз энергия шығындарын азайтады және өңдеу тиімділігін арттырады. Энергияны тұтыну талаптары бар кең ауқымды өндіріс немесе өңдеу орталарында өрмелеудің бұл сипаттамасы маңызды экономикалық мәнге ие.
(B) Кәдімгі фрезерлеудің сипаттамаларын терең талдау
- Жұмыс үстелінің қозғалысының тұрақтылығы
Кәдімгі фрезерлеу кезінде фрезаның дайындамаға түсіретін көлденең кесу күшінің бағыты дайындаманың берілу қозғалысының бағытына қарама-қарсы болғандықтан, бұранда мен жұмыс үстелінің гайкасы әрқашан жіптің бір жағын тығыз байланыста ұстай алады. Бұл сипаттама жұмыс үстелінің қозғалысының салыстырмалы тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Өңдеу процесінде жұмыс үстелінің тұрақты қозғалысы өңдеу дәлдігін қамтамасыз ететін негізгі факторлардың бірі болып табылады. Өрмелеумен салыстырғанда, өрмелеу кезінде, көлденең фрезерлік күштің бағыты дайындаманың берілу қозғалысының бағытымен бірдей болғандықтан, кескіш құралдың тістері дайындамаға түсіретін күш салыстырмалы түрде үлкен болғанда, бұранда мен жұмыс үстелінің гайкасының арасындағы саңылау болғандықтан, жұмыс үстелі жоғары және төмен жылжиды. Бұл қозғалыс кесу процесінің тұрақтылығын бұзып қана қоймайды, дайындаманың өңдеу сапасына әсер етеді, сонымен қатар кескіш құралды айтарлықтай зақымдауы мүмкін. Сондықтан, өңдеу дәлдігіне жоғары талаптары және құралды қорғауға қатаң талаптар қойылатын кейбір өңдеу сценарийлерінде кәдімгі фрезерлеудің тұрақтылық артықшылығы оны неғұрлым орынды таңдау етеді. - Өңделген беттің сапасы
Кәдімгі фрезерлеу кезінде кескіш құралдың тістері мен дайындаманың арасындағы үйкеліс салыстырмалы түрде үлкен болады, бұл кәдімгі фрезерлеудің көрнекті сипаттамасы болып табылады. Салыстырмалы түрде үлкен үйкеліс өңделген беттің жұмысының қатаю құбылысының маңыздырақ болуына әкеледі. Өңделген бетті жұмыс шынықтыру бетінің қаттылығын арттырады, материалдың қаттылығын төмендетеді және кейінгі өңдеу процестерінің дәлдігі мен бетінің сапасына әсер етуі мүмкін. Мысалы, кейіннен ұнтақтауды немесе жоғары дәлдікті жинауды қажет ететін кейбір дайындамаларды өңдеуде кәдімгі фрезерлеуден кейінгі суық-қатты бет өңдеу талаптарын қанағаттандыру үшін суық-қатты қабатты жою үшін қосымша өңдеу процестерін қажет етуі мүмкін. Дегенмен, кейбір нақты жағдайларда, мысалы, дайындаманың бетінің қаттылығына белгілі бір талап болған кезде немесе кейінгі өңдеу процесі беткі суық-қатты қабатқа сезімтал болмаса, кәдімгі фрезерлеудің бұл сипаттамасын да қолдануға болады.
III. Нақты өңдеудегі өрмелеу және кәдімгі фрезерлеуді таңдау стратегиялары
Нақты CNC фрезерлік станокты өңдеуде өрмелеуді немесе кәдімгі фрезаны таңдау бірнеше факторларды жан-жақты қарастыруы керек. Біріншіден, дайындаманың материалдық сипаттамаларын ескеру қажет. Егер дайындама материалының қаттылығы салыстырмалы түрде жоғары болса және бетінде кейбір құймалар мен соғулар сияқты қатты қабық болса, кәдімгі фрезерлеу жақсы таңдау болуы мүмкін, себебі кәдімгі фрезерлеу кескіш құралдың тозуын белгілі бір дәрежеде азайтып, өңдеу процесінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Дегенмен, егер дайындама материалының қаттылығы біркелкі болса және бет сапасына жоғары талап қойылса, мысалы, кейбір дәл механикалық бөлшектерді өңдеуде, өрмелеу фрезерінің артықшылығы көбірек болады. Ол бетінің кедір-бұдырлығын тиімді түрде азайтып, дайындаманың бетінің сапасын жақсарта алады.
Нақты CNC фрезерлік станокты өңдеуде өрмелеуді немесе кәдімгі фрезаны таңдау бірнеше факторларды жан-жақты қарастыруы керек. Біріншіден, дайындаманың материалдық сипаттамаларын ескеру қажет. Егер дайындама материалының қаттылығы салыстырмалы түрде жоғары болса және бетінде кейбір құймалар мен соғулар сияқты қатты қабық болса, кәдімгі фрезерлеу жақсы таңдау болуы мүмкін, себебі кәдімгі фрезерлеу кескіш құралдың тозуын белгілі бір дәрежеде азайтып, өңдеу процесінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Дегенмен, егер дайындама материалының қаттылығы біркелкі болса және бет сапасына жоғары талап қойылса, мысалы, кейбір дәл механикалық бөлшектерді өңдеуде, өрмелеу фрезерінің артықшылығы көбірек болады. Ол бетінің кедір-бұдырлығын тиімді түрде азайтып, дайындаманың бетінің сапасын жақсарта алады.
Дайындаманың пішіні мен өлшемі де маңызды мәселелер болып табылады. Жұқа және ұзын дайындамалар үшін өрмелеп фрезерлеу өңдеу процесі кезінде дайындаманың деформациясын азайтуға көмектеседі, себебі өрмелеу фрезерінің тік құрамдас күші дайындаманы жұмыс үстеліне жақсырақ басуы мүмкін. Күрделі пішінді және үлкен өлшемді кейбір дайындамалар үшін жұмыс үстелінің қозғалысының тұрақтылығын және кескіш құралдың тозуын кешенді түрде қарастыру қажет. Өңдеу процесі кезінде жұмыс үстелінің қозғалысының тұрақтылығына қойылатын талап салыстырмалы түрде жоғары болса, кәдімгі фрезер неғұрлым қолайлы таңдау болуы мүмкін; кескіш құралдың тозуын азайтуға және өңдеу тиімділігін арттыруға көбірек көңіл бөлінсе және өңдеу талаптарын қанағаттандыратын жағдайларда, өрмелеу фрезерін қарастыруға болады.
Сонымен қатар, фрезерлік станоктың механикалық өнімділігі де өрмелеу және кәдімгі фрезерлеуді таңдауға әсер етеді. Егер бұранда мен фрезерлік гайка арасындағы саңылау 0,03 мм-ден аз сияқты салыстырмалы түрде аз мәнге дәл реттелуі мүмкін болса, онда өрмелеу фрезерінің артықшылықтары жақсырақ әсер етуі мүмкін. Дегенмен, егер фрезерлік станоктың механикалық дәлдігі шектеулі болса және саңылау мәселесін тиімді бақылау мүмкін болмаса, өңдеу сапасына қатысты мәселелер мен жұмыс үстелінің қозғалысы нәтижесінде құралдың зақымдалуын болдырмау үшін кәдімгі фрезер неғұрлым қауіпсіз таңдау болуы мүмкін. Қорытындылай келе, CNC фрезерлік станокты өңдеуде ең жақсы өңдеу әсеріне қол жеткізу үшін арнайы өңдеу талаптары мен жабдық шарттарына сәйкес өрмелеу немесе кәдімгі фрезерлеудің сәйкес фрезерлік әдісі дұрыс таңдалуы керек.