Spis treści
Systemy CAD/CAM funkcjonują od wielu lat, a ich obecność na rynku projektowania technologii i ciągły rozwój świadczy o prawidłowych metodach programowania obrabiarek sterowanych numerycznie. Zaawansowane oprogramowanie CAD/CAM wielokrotnie zweryfikowane w różnych procesach produkcyjnych stanowi swoistą bazę technologii wytwarzania. Mechanizm ten jest na tyle rozbudowany, że edycja parametrów zabiegu CAM może następować niezależnie od stworzonego w systemie CAD modelu części. W znaczący sposób wpływa to na skracanie czasu obróbki na obrabiarkach CNC i wzrost efektywności wytwarzania.
Analiza realizacji przebiegu obróbki skrawaniem CNC
Obróbka tej samej części może być realizowana za pomocą różnych narzędzi, z różnymi parametrami skrawania i z wykorzystaniem różnych strategii ruchu narzędzia. Każdy z tych czynników ma wpływ na czas i warunki obróbki, a tym samym na koszty i efektywność produkcji. Opracowanie technologii obróbki skrawaniem nowej części wymaga nakładu czasu proporcjonalnego do stopnia jej skomplikowania wynikającego ze złożoności kształtu geometrycznego elementu lub trudności technicznych związanych z jego wykonaniem.
Czas niezbędny do opracowania efektywnego programu CNC obróbki części wynosi od kilku minut, do nawet kilku i więcej godzin. Wynika to z doboru właściwych parametrów pracy programu CAM, obliczeniami PC, symulacją obróbki i analizą poprawności realizacji przebiegu obróbki w trybie off-line oraz ewentualną korektą parametrów i powtórnym przeliczeniem ścieżki narzędzia.
Stale zmieniająca się oferta materiałów narzędziowych oraz zmiany właściwości dynamicznych nowoczesnych obrabiarek CNC sprawiają, że dotychczasowe procesy obróbki mogą być zastępowane nowymi, wydajniejszymi rozwiązaniami. Z drugiej strony producenci oprogramowania CAM oferują predefiniowane szablony procesów technologicznych, a i sami użytkownicy dysponują własnymi bibliotekami procesów. Bardzo często opracowanie technologii wykonania nowej części sprowadza się do wyboru jednego z wcześniejszych rozwiązań i powiązaniu go z nowym modelem części.
Integracje CAD dla oprogramowania hyperMILL CAM
Sprawdź jakie korzyści daje integracja CAD
Parametry skrawania obrabiarki CNC
Podstawowe parametry procesu skrawania obrabiarki CNC to prędkość skrawania, posuw narzędzia, głębokość skrawania, skok narzędzia, prędkość obrotowa wrzeciona oraz chłodzenie i smarowanie podczas procesów obróbczych.
Prędkość skrawania (cutting speed): Jest to prędkość, z jaką narzędzie skrawające porusza się wzdłuż powierzchni obrabianej części. Wyrażana jest w metrach na minutę (m/min). Odpowiednia prędkość skrawania jest istotna dla uzyskania optymalnej wydajności skrawania i minimalnego zużycia narzędzia.
Posuw narzędzia (feed rate): Oznacza prędkość, z jaką narzędzie przesuwa się wzdłuż osi skrawających (zwykle osi X i Y) podczas wykonywania skrawania. Jest wyrażany w jednostkach długości na minutę, na przykład w mm/min. Poprawnie dobrany posuw narzędzia wpływa na wydajność procesu i jakość obróbki.
Skok narzędzia (stepover): Oznacza odległość między kolejnymi ścieżkami skrawania podczas frezowania. Wyrażany jest w jednostkach długości, na przykład w mm. Skok narzędzia wpływa na gładkość wykończenia powierzchni oraz czas wykonania operacji.
Sprawdź zastosowanie oprogramowania CAD/CAM od hyperMILL
Profesjonalne oprogramowanie CAD/CAM stworzone z myślą o Przemyśle 4.0
Wybór strategii, czy wariantu obróbki CNC?
Automatyzacja programowania obrabiarek CNC umożliwia szybkie opracowywanie wielu strategii i wariantów obróbki tej samej części. Strategie charakteryzują się indywidualnym kształtem toru ruchu narzędzia, zaś warianty występują w ramach tej samej strategii, ale wiążą się z zastosowaniem różnych parametrów skrawania.
Ścieżka narzędzia jest związana z kształtem przedmiotu obrabianego, jednak ten sam kształt przedmiotu można uzyskać stosując różne strategie, oferowane przez oprogramowanie CAM. Ścieżki oraz parametry są ściśle powiązane z wybraną strategią i dostosowane do wykonywanego detalu.
Dla tej samej strategii obróbki można wybrać wiele wariantów związanych z wyborem średnicy narzędzia, skokiem narzędzia, głębokością skrawania, prędkością posuwu narzędzia, chłodzeniem itp. i związaną z tym jakością powierzchni oraz różnym czasem wykonania operacji.
Porównanie strategii i wariantów obróbki tej samej części powinno opierać się następujące kryteria:
- czas obróbki;
- koszty obróbki obejmujące zużycie narzędzi, zużycia energii, koszt maszynowy, koszt zużycia środków produkcji, itd.;
- jakość powierzchni po obróbce i zmiany w materiale obrabianym wynikające z procesu skrawania;
- koszt inwestycji w środki produkcji takie, jak zakup nowych narzędzi, oprzyrządowania, wyposażenia obrabiarek CNC, itd.;
- charakter procesu skrawania uwzględniający postać wióra i sposób jego odprowadzenia, metodę chłodzenia, wpływ zużycia lub uszkodzenia narzędzia, stabilność procesu, odporność na zakłócenia, wpływ sztywności i drgań, itd.
Wybór optymalnej strategii i w jej ramach wybór najlepszego wariantu realizacji procesu obróbki wybranej części w oparciu o wszystkie wymienione wyżej kryteria jest mimo to bardzo trudne. Zwłaszcza że w wielu przypadkach może brakować dostatecznej ilości danych niezbędnych do przeprowadzenia skutecznej analizy. Ostateczne rozwiązanie powinno uwzględniać oszacowanie niezbędnych wartości na poziomie wystarczającym do przeprowadzenia analiz teoretycznych i analiz z zastosowaniem metod symulacyjnych CAM wszystkich wytypowanych przypadków, opracowanie raportów porównujących poszczególne rozwiązania i wreszcie wybór ze względu na przyjęte kryteria np. minimalny czas obróbki, maksymalna efektywność, itp.
