ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการผลิตและการประมวลผลที่ทันสมัย อุปกรณ์และระบบ CAM ที่สนับสนุนจึงถูกนำมาใช้และพัฒนาอย่างแพร่หลาย เส้นทางการเคลื่อนที่ของเครื่องมือการประมวลผล (นั่นคือวิธีการตัด) ที่สร้างโดยระบบ CAM เป็นแกนหลักในการควบคุมการดำเนินการประมวลผลของอุปกรณ์ มีผลโดยตรงต่อความแม่นยำของชิ้นงานที่ผ่านการประมวลผล ความหยาบของผิว เวลาการประมวลผลโดยรวม อายุการใช้งานของเครื่องมือกล ฯลฯ และกำหนดการผลิตในท้ายที่สุด ประสิทธิภาพ.
บทความนี้ให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับวิธีการเลือกวิธีการใช้เครื่องมือที่เหมาะสม โดยการวิเคราะห์ลักษณะต่างๆ ของวิธีการใช้เครื่องมือและปัจจัยบางประการที่มีผลต่อการเลือกวิธีการ และเปรียบเทียบวิธีการดำเนินการและวิธีการใช้เครื่องมือในกระบวนการกัด
1. วิธีการตัด
1. แนวคิดพื้นฐานของวิธีการตัด
ใน เส้นทางเครื่องมือหมายถึงวิธีการวางแผนวิถีเมื่อเครื่องมือทำการตัดชิ้นงานเสร็จสิ้น ในการประมวลผลของชิ้นส่วนเดียวกัน วิธีการตัดแบบต่างๆ สามารถตอบสนองความต้องการด้านขนาดและความแม่นยำของชิ้นส่วนได้ แต่ประสิทธิภาพการประมวลผลไม่เหมือนกัน
2. การจำแนกประเภทของวิธีการตัด
วิธีการตัดสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่ การตัดทางเดียว การตัดแบบลูกสูบ การตัดแบบวงกลม และการตัดแบบผสม บัตรผ่านแบบผสมคือการรวมกันของสามรายการแรก การใช้เครื่องมือตัดแบบทางเดียวหรือแบบลูกสูบคือการตัดและการตัดทั้งหมดในแง่ของกลยุทธ์การประมวลผล ดังนั้น ตามกลยุทธ์การประมวลผลที่แตกต่างกัน วิธีการตัดสามารถแบ่งออกเป็นการตัดเส้น การตัดแหวน และวิธีการพิเศษอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไปคือการตัดแถวและการตัดวงแหวน
การประมวลผลแบบไลน์คัตเอื้อต่อความเร็วป้อนสูงสุดของเครื่องมือกล และคุณภาพพื้นผิวการตัดยังดีกว่าการประมวลผลแบบริงคัทอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เมื่อช่องระนาบที่ซับซ้อนมีปุ่มบังคับหลายอันเพื่อสร้างรูปทรงภายในหลายอัน การยกเครื่องมือเพิ่มเติมมักจะเกิดขึ้น นั่นคือที่ใดที่หนึ่งในเส้นทางเครื่องมือ หรือเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนระหว่างเครื่องมือกับปุ่มนำ หรือเพื่อส่งคืนเครื่องมือไปที่ พื้นที่ที่เหลือที่ยังไม่ผ่านการประมวลผล ต้องยกเครื่องมือขึ้นให้สูงจากระนาบการตัดเฉือน จากนั้นย้ายไปยังจุดเริ่มต้นของเส้นทางเครื่องมืออื่น จากนั้นจึงดำเนินการตัดต่อไป
เส้นทางเครื่องมือของการตัดเป็นเส้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยชุดของส่วนของเส้นตรงขนานกับทิศทางคงที่ และการคำนวณก็ง่าย เหมาะสำหรับการเก็บผิวละเอียดในรูอย่างง่ายหรือการกัดหยาบที่มีการขจัดเศษวัสดุจำนวนมาก ดังแสดงในรูปที่ 1 - รางมีดตัดแถวแบบลูกสูบ
ในการตัดแบบวงแหวน เครื่องมือจะเคลื่อนไปตามเส้นทางที่มีเส้นขอบที่คล้ายกัน ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มของเส้นโค้งปิด ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องมือจะรักษาสถานะการตัดแบบเดียวกันเมื่อทำการตัดชิ้นส่วน เนื่องจากกระบวนการตัดแบบวงกลมจะคำนวณเส้นทางการเคลื่อนที่แบบวงกลมถัดไปโดยสร้างแผนที่เส้นทางการเคลื่อนที่แบบวงกลมปัจจุบันผ่านการชดเชยอย่างต่อเนื่อง การคำนวณจึงซับซ้อนและใช้เวลานาน เหมาะสำหรับการประมวลผลโพรงที่ซับซ้อนและพื้นผิวโค้ง ดังแสดงในรูปที่ 2 - รางมีดเข้าสุหนัต
รูปภาพ
2. ปัจจัยที่มีผลต่อวิธีการตัด
1. รูปร่างและองค์ประกอบทางเรขาคณิตของชิ้นงาน: รูปร่างและองค์ประกอบทางเรขาคณิตของชิ้นงานนั้นรวมถึงรูปทรงเรขาคณิตของพื้นที่การประมวลผล ขนาดและตำแหน่งของเกาะ และอื่นๆ นี่เป็นลักษณะเฉพาะของชิ้นงานเอง และเป็นปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงไม่ได้ แต่เป็นปัจจัยพื้นฐานที่กำหนดวิธีการตัด
2. เส้นทางกระบวนการ: เส้นทางกระบวนการคือกระบวนการโดยตรงเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการประมวลผลและเป็นพื้นฐานโดยตรงสำหรับการเลือกวิธีการตัด เส้นทางกระบวนการกำหนดลำดับของโดเมนการประมวลผล การรวมและการแยกเกาะ การแบ่งส่วนของการตัดเฉือนหยาบ การตัดเฉือนกึ่งละเอียด และการตัดเฉือนขั้นสุดท้าย เป็นต้น มีเส้นทางกระบวนการหลายประเภทเพื่อให้บรรลุเป้าหมาย ซึ่งจะกำหนดความแตกต่าง ทางเลือกของวิธีการตัด
3. วัสดุชิ้นงาน: วัสดุชิ้นงานเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดวิธีการตัด วัสดุชิ้นงานเป็นวัตถุการประมวลผลโดยตรงและไม่ส่งผลโดยตรงต่อวิธีการตัด แต่จะส่งผลต่อการเลือกวัสดุเครื่องมือตัด ขนาด วิธีการประมวลผล ฯลฯ ซึ่งส่งผลทางอ้อมต่อวิธีการตัด รูปร่างและขนาดของชิ้นงานที่ว่างเปล่าจะส่งผลต่อการกระจายค่าเผื่อการตัดเฉือนของแต่ละส่วนของชิ้นงานที่เท่ากันหรือไม่ กลยุทธ์ที่นำไปสู่การเคลื่อนมีดที่แตกต่างกัน
4. วิธีการจับยึดและยึดชิ้นงาน: วิธีการจับยึดและยึดชิ้นงานมีผลทางอ้อมต่อวิธีการตัดด้วย การเปลี่ยนแปลง ผลกระทบของการสั่นสะเทือนต่อวิธีการตัด
5. การเลือกเครื่องมือ: การเลือกเครื่องมือรวมถึงวัสดุเครื่องมือ รูปร่างเครื่องมือ ความยาวของเครื่องมือ จำนวนฟันเครื่องมือ ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้จะกำหนดพื้นที่และความถี่ของการสัมผัสระหว่างเครื่องมือกับชิ้นงาน ซึ่งจะเป็นการกำหนดปริมาตรของการตัด วัสดุต่อหน่วยเวลาและโหลดเครื่องมือกล ความต้านทานการสึกหรอและอายุการใช้งานของเครื่องมือจะเป็นตัวกำหนดระยะเวลาการตัด ในหมู่พวกเขา ขนาดเครื่องมือ (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง) มีผลกระทบโดยตรงต่อวิธีการตัด เนื่องจากการเลือกเครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน ขนาดของพื้นที่ที่เหลือจะได้รับผลกระทบ ส่งผลให้วิถีการตัดเฉือนเปลี่ยนไป ส่งผลให้วิธีการป้อนเครื่องมือแตกต่างกัน
6. การเลือกพื้นที่การประมวลผล: ในขั้นตอนการกัด เมื่อช่องระนาบที่ซับซ้อนมีหัวกัดหลายตัวเพื่อสร้างรูปทรงภายในหลายแบบ การยกเครื่องมือเพิ่มเติมมักจะเกิดขึ้นสำหรับการตัดไลน์ สำหรับการตัดแบบวงแหวนจะทำให้การตัดเฉือน วิถีลูกยาวขึ้น การยกเครื่องมือเพิ่มเติมหรือการเพิ่มความยาวของเส้นทางการตัดเฉือนจะลดประสิทธิภาพการตัดลงอย่างมาก ดังนั้นวิธีลดจำนวนสถานการณ์ดังกล่าวจึงเป็นข้อกังวลหลักของเรา
พื้นที่การตัดทั้งหมดแบ่งออกเป็นหลายพื้นที่ย่อยตามความต้องการในการประมวลผล และแต่ละพื้นที่ย่อยจะได้รับการประมวลผลแยกกัน และการยกเครื่องมือเกิดขึ้นระหว่างแต่ละพื้นที่ย่อย ในขณะเดียวกัน พื้นที่ย่อยการประมวลผลเหล่านี้จะถูกรวมหรือแบ่งตามวิธีการตัด หรือแม้แต่ละเว้น การเลือกพื้นที่การประมวลผลที่แตกต่างกันนี้ไม่เพียงลดจำนวนการยกเครื่องมือ แต่ยังไม่ทำให้ความยาวสัมพัทธ์ของเส้นทางการประมวลผลยาวขึ้น และในขณะเดียวกันก็ใช้วิธีการเคลื่อนย้ายเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพื้นที่ใหม่ ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผล .
3. ทางเลือกที่เหมาะสมของวิธีการตัด
1. หลักการเลือกเบื้องต้น
มีสองประเด็นที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการตัด: หนึ่งคือระยะเวลาของการประมวลผล และอีกประเด็นคือว่าค่าเผื่อการประมวลผลจะสม่ำเสมอหรือไม่ โดยทั่วไป วิธีการตัดแหวนจะขึ้นอยู่กับรูปร่างของชิ้นงาน และค่าเผื่อการตัดเฉือนจะค่อนข้างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม ค่าเผื่อการตัดเฉือนของวิธีการตัดแบบเส้นตรงนั้นค่อนข้างไม่สม่ำเสมอ หากคุณต้องการให้ค่าเผื่อที่สม่ำเสมอมากขึ้นหลังจากการตัดเส้น โดยปกติแล้วคุณจะต้องเพิ่มรางเครื่องมือตัดแบบวงกลมรอบๆ ขอบ หากข้อกำหนดความไม่สม่ำเสมอของระยะขอบถูกละเว้น ความยาวของเส้นทางเครื่องมือของเครื่องมือตัดแบบเส้นมักจะค่อนข้างสั้น หากคำนึงถึงความไม่สม่ำเสมอของระยะขอบและเพิ่มเส้นทางของเครื่องมือตัดแบบวงกลม เมื่อขอบเขตของพื้นที่การประมวลผลมีความยาว (เช่น ในกรณีของเกาะหลายแห่ง) รางเครื่องมือตัดแบบวงแหวนรอบขอบเขตจะส่งผลกระทบที่ชัดเจนยิ่งขึ้น เวลาดำเนินการทั้งหมด และรางเครื่องมือตัดแบบเส้นโดยทั่วไปจะยาวกว่ารางเครื่องมือตัดแบบวงแหวน ง่ายต่อการคำนวณตำแหน่งมีดสำหรับการตัดเส้นและใช้หน่วยความจำน้อยกว่า แต่จำนวนครั้งในการยกมีดนั้นมากกว่า เมื่อใช้เส้นทางเครื่องมือแบบวงกลม จำเป็นต้องชดเชยขอบเขตวงแหวนหลายๆ ครั้งและล้างวงแหวนที่ตัดกันในตัวเอง
2. เลือกตามลักษณะที่ปรากฏ
ลักษณะรูปร่างของชิ้นงานจะเป็นตัวกำหนดวิธีการประมวลผลเครื่องมือ ตามวัตถุการประมวลผลที่แตกต่างกัน ชิ้นงานสามารถแบ่งออกเป็นช่องระนาบและพื้นผิวรูปทรงอิสระ โดยทั่วไปแล้วโพรงในระนาบจะถูกประมวลผลโดยการตัดเส้น เนื่องจากชิ้นงานเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกตัดและกัดแบบบูรณาการจากช่องว่าง เช่น ตัวกล่อง ฐาน และชิ้นส่วนอื่นๆ ค่าเผื่อการตัดเฉือนจึงสูง วิธีการตัดแบบเส้นเอื้อต่อความก้าวหน้าสูงสุดของเครื่องมือกล ให้ความเร็ว ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผล และคุณภาพพื้นผิวการตัดยังดีกว่าการประมวลผลแบบวงแหวน หากคุณไม่ต้องการมีส่วนร่วมในการดำเนินการของศูนย์เครื่องจักรกลตลอดเวลา!
โดยทั่วไป พื้นผิวรูปทรงอิสระจะได้รับการประมวลผลโดยการตัดวงแหวน ส่วนใหญ่เป็นเพราะพื้นผิวโค้งส่วนใหญ่เป็นการหล่อหรือการประมวลผลด้วยรูปทรงปกติ และการกระจายขอบไม่สม่ำเสมอ ในขณะเดียวกัน ความแม่นยำของพื้นผิวโค้งค่อนข้างสูง ใกล้เคียงกับรูปร่างจริงของพื้นผิวมากกว่ามีลักษณะการประมวลผลพื้นผิวที่ดี
3. เลือกตามกลยุทธ์การประมวลผล
การประมวลผลของชิ้นส่วนมักจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนการประมวลผล: การประมวลผลหยาบ กึ่งสำเร็จ และการตกแต่ง และบางครั้งก็มีขั้นตอนการประมวลผลขั้นสุดท้าย การแบ่งขั้นตอนการประมวลผลอย่างสมเหตุสมผลเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการประมวลผลมีความแม่นยำ เนื่องจากฟังก์ชันที่ค่อนข้างเดี่ยวของเครื่องมือกลในวิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิม ขอบเขตของแต่ละขั้นตอนสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนในเส้นทางกระบวนการ แต่ในวิธีการประมวลผลการกัด CNC ขอบเขตจะค่อนข้างเบลอ และอาจมีกรณีของ การผสม (เช่น ขั้นตอนการตัดเฉือนหยาบด้วยการประมวลผลละเอียด) เนื้อหาการประมวลผล ขั้นสุดท้ายอาจมีร่องรอยของการกัดหยาบด้วย) จากมุมมองของการรับประกันคุณภาพการประมวลผล การแบ่งขั้นตอนการประมวลผลระหว่างการตัดเฉือน NC ก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน แต่เพื่อลดเวลาในการจับยึดและทำให้การเคลื่อนย้ายเครื่องมือง่ายขึ้น วิธีการ กำหนดแต่ละขั้นตอน เนื้อหาการประมวลผล การพิจารณาอาจจะค่อนข้างแตกต่างจากเทคโนโลยีการประมวลผลแบบดั้งเดิม
เป้าหมายหลักของการตัดเฉือนหยาบคือการไล่ตามอัตราการขจัดวัสดุต่อหน่วยเวลา และเตรียมโปรไฟล์ทางเรขาคณิตของชิ้นงานสำหรับการเก็บผิวกึ่งละเอียด ดังนั้นวิธีการตัดเส้นหรือวิธีการประกอบจึงมักใช้สำหรับการตัดชั้น เป้าหมายหลักของการเก็บผิวกึ่งละเอียดคือการทำให้รูปทรงของชิ้นงานเรียบและค่าเผื่อการตกแต่งผิวสม่ำเสมอ ดังนั้นจึงมักใช้วิธีขลิบ เป้าหมายหลักของการเก็บผิวสำเร็จคือการได้ชิ้นงานที่มีขนาดทางเรขาคณิต ความแม่นยำของรูปร่าง และคุณภาพพื้นผิวที่ตรงตามข้อกำหนด ตามลักษณะทางเรขาคณิตของชิ้นงาน ควรใช้วิธีตัดแบบเส้นสำหรับด้านใน และควรใช้วิธีตัดแบบวงแหวนสำหรับขอบและรอยต่อ
4. เลือกตามกลยุทธ์การเขียนโปรแกรม
หลักการสำคัญสำหรับการกำหนดเส้นทางเครื่องมือระหว่างการตั้งโปรแกรมมีดังต่อไปนี้: ควรรับประกันความแม่นยำในการประมวลผลและข้อกำหนดด้านความหยาบผิวของชิ้นส่วน เส้นทางการประมวลผลควรสั้นลงให้มากที่สุดเพื่อลดเวลาเดินทางเปล่าของเครื่องมือ ลดความพยายามในการเขียนโปรแกรม โดยทั่วไปแล้ว สำหรับโพรงระนาบ การตัดแบบเส้นจะใช้เพื่อแบ่งพื้นที่การประมวลผลเพื่อลดจำนวนการยกเครื่องมือ สำหรับพื้นผิวรูปทรงอิสระ การตัดแบบวงแหวนจะใช้เพื่อประมาณรูปร่าง การเลือกรูปร่างว่างจะส่งผลต่อการเลือกโปรแกรม โดยการขยายรูปร่างของช่องว่าง การประมวลผลรูปร่างที่หนีบไม่ง่ายสามารถแปลงเป็นวิธีตัดเส้นของการประมวลผลโพรงที่ง่ายต่อการหนีบ หรือพื้นผิวรูปทรงอิสระที่ผ่านกระบวนการตัดแบบวงกลมสามารถเปลี่ยนเป็นการตัดแบบเส้นได้ วิธีการตัดจะลบขอบขนาดใหญ่ออกเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผล
