22 ข้อเท็จจริงสำคัญที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับการประมวลผลเครื่องแกะสลัก CNC!
Jul 27, 2024
ฝากข้อความ
เครื่องแกะสลัก CNC โดดเด่นในด้านงานกลึงละเอียดด้วยเครื่องมือขนาดเล็ก ซึ่งสามารถกัด เจียร เจาะ และต๊าปความเร็วสูงได้ เครื่องแกะสลัก CNC ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม 3C อุตสาหกรรมแม่พิมพ์ อุตสาหกรรมการแพทย์ และสาขาอื่นๆ บทความนี้รวบรวมคำถามทั่วไปเกี่ยวกับการประมวลผลการแกะสลัก CNC
1. ความแตกต่างหลักระหว่างการแกะสลัก CNC กับการกัด CNC คืออะไร?
ทั้งการแกะสลักด้วย CNC และการกัดด้วย CNC ต่างก็ใช้หลักการกัด ความแตกต่างหลักอยู่ที่เส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือที่ใช้ เส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือทั่วไปสำหรับการกัดด้วย CNC คือ {{0}} มิลลิเมตร ในขณะที่การแกะสลักด้วย CNC คือ 0.2-3 มิลลิเมตร
2. การกัด CNC ใช้ได้เฉพาะกับการกลึงหยาบเท่านั้นและการแกะสลัก CNC ใช้ได้เฉพาะกับการกลึงละเอียดเท่านั้นใช่หรือไม่
ก่อนที่จะตอบคำถามนี้ เรามาทำความเข้าใจแนวคิดของกระบวนการกันก่อน การกลึงหยาบเกี่ยวข้องกับการกำจัดวัสดุจำนวนมาก ในขณะที่การกลึงละเอียดเกี่ยวข้องกับการกำจัดวัสดุเพียงเล็กน้อย ดังนั้น บางคนจึงมักคิดว่าการกลึงหยาบคือการ "ตัดหนัก" และการกลึงละเอียดคือการ "ตัดเบา" ในความเป็นจริง การกลึงหยาบ กึ่งสำเร็จรูป และการตกแต่งเป็นแนวคิดของกระบวนการที่แสดงถึงขั้นตอนต่างๆ ของการกลึง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องก็คือ การกัด CNC สามารถตัดได้ทั้งแบบหนักและเบา ในขณะที่การแกะสลัก CNC ทำได้เฉพาะการตัดเบาเท่านั้น
3. เครื่องแกะสลัก CNC สามารถกลึงวัสดุเหล็กแบบหยาบได้หรือไม่
ในการพิจารณาว่าเครื่องแกะสลัก CNC สามารถประมวลผลวัสดุบางชนิดได้หรือไม่ จะต้องพิจารณาขนาดของเครื่องมือ เครื่องมือที่ใช้ในการแกะสลัก CNC จะกำหนดความสามารถในการกำจัดวัสดุออกสูงสุด หากรูปร่างแม่พิมพ์อนุญาตให้ใช้เครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 6 มิลลิเมตร ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้การกัด CNC ก่อน จากนั้นจึงใช้การแกะสลักเพื่อกำจัดวัสดุที่เหลือ
4. ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีตัวเพิ่มความเร็วสามารถทำการแกะสลักได้หรือไม่?
ไม่ มันทำไม่ได้ ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวปรากฎในนิทรรศการเมื่อสองปีก่อนแต่ไม่สามารถแกะสลักได้สำเร็จ เหตุผลหลักคือศูนย์การกลึง CNC ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงกลุ่มเครื่องมือของตัวเอง และโครงสร้างโดยรวมไม่เหมาะสำหรับการแกะสลัก ความเข้าใจผิดเกิดจากการที่ถือว่าแกนหมุนไฟฟ้าความเร็วสูงเป็นคุณสมบัติเดียวของเครื่องแกะสลัก
5. การแกะสลักด้วย CNC สามารถทดแทน EDM (Electric Discharge Machining) ได้หรือไม่?
ไม่สามารถทำได้ แม้ว่าการแกะสลักจะช่วยลดช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือสำหรับการกัด ทำให้แม่พิมพ์ขนาดเล็กบางแบบซึ่งก่อนหน้านี้ต้องใช้ EDM ในการแกะสลักได้ แต่โดยทั่วไปแล้ว อัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือแกะสลักจะอยู่ที่ประมาณ 5:1 เมื่อใช้เครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก จะสามารถกลึงโพรงตื้นได้เท่านั้น ในขณะที่ EDM สามารถผลิตโพรงได้โดยแทบไม่มีแรงตัด ตราบใดที่สามารถผลิตอิเล็กโทรดได้
6. ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการประมวลผลการแกะสลักคืออะไร?
งานกลเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งมีปัจจัยที่มีอิทธิพลหลายประการ โดยส่วนใหญ่ได้แก่ ลักษณะเฉพาะของเครื่องมือกล เครื่องมือ ระบบควบคุม คุณสมบัติของวัสดุ เทคโนโลยีการประมวลผล อุปกรณ์เสริม และสภาพแวดล้อมโดยรอบ
7. ข้อกำหนดสำหรับระบบควบคุมในการประมวลผลการแกะสลัก CNC มีอะไรบ้าง?
การแกะสลักด้วย CNC เป็นกระบวนการกัดโดยพื้นฐาน ดังนั้นระบบควบคุมจะต้องมีความสามารถในการกัด สำหรับการประมวลผลเครื่องมือขนาดเล็ก จะต้องมีฟังก์ชันป้อนไปข้างหน้า ลดความเร็วล่วงหน้าของเส้นทาง และลดความถี่ของการแตกหักของเครื่องมือ ในเวลาเดียวกัน ควรเพิ่มความเร็วการป้อนในส่วนเส้นทางที่ราบรื่นกว่าเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการแกะสลัก
8. คุณสมบัติของวัสดุใดบ้างที่ส่งผลต่อการประมวลผล?
ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการแกะสลักของวัสดุ ได้แก่ ประเภทของวัสดุ ความแข็ง และความเหนียว ประเภทของวัสดุ ได้แก่ วัสดุที่เป็นโลหะและไม่ใช่โลหะ โดยทั่วไป ยิ่งมีความแข็งมาก ความสามารถในการตัดเฉือนก็จะยิ่งลดลง ยิ่งมีความหนืดมาก ความสามารถในการตัดเฉือนก็จะยิ่งลดลง สิ่งเจือปนที่มากขึ้นยังลดความสามารถในการตัดเฉือนอีกด้วย และยิ่งอนุภาคภายในมีความแข็งมากขึ้น ความสามารถในการตัดเฉือนก็จะยิ่งลดลง มาตรฐานคร่าวๆ ก็คือ ยิ่งมีปริมาณคาร์บอนมากขึ้น ความสามารถในการตัดเฉือนก็จะยิ่งลดลง ยิ่งมีปริมาณโลหะผสมมากขึ้น ความสามารถในการตัดเฉือนก็จะยิ่งลดลง และยิ่งมีธาตุที่ไม่ใช่โลหะมากขึ้น ความสามารถในการตัดเฉือนก็จะดีขึ้น (แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะมีการควบคุมปริมาณธาตุที่ไม่ใช่โลหะในวัสดุอย่างเคร่งครัดก็ตาม)
9.วัสดุใดที่เหมาะกับการแกะสลัก?
วัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่เหมาะสำหรับการแกะสลัก ได้แก่ อะคริลิก เรซิน และไม้ วัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่ไม่เหมาะสม ได้แก่ หินอ่อนธรรมชาติและแก้ว วัสดุโลหะที่เหมาะสม ได้แก่ ทองแดง อะลูมิเนียม และเหล็กอ่อนที่มีความแข็งน้อยกว่า HRC40 วัสดุโลหะที่ไม่เหมาะสม ได้แก่ เหล็กกล้าชุบแข็ง
10. เครื่องมือส่งผลต่อการประมวลผลอย่างไร และส่งผลอย่างไร?
ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือแกะสลัก ได้แก่ วัสดุของเครื่องมือ พารามิเตอร์ทางเรขาคณิต และเทคโนโลยีการเจียร เครื่องมือแกะสลักทำจากโลหะผสมแข็ง โลหะผสมผง และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักคือเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของผง เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่าหมายถึงความทนทานต่อการสึกหรอที่มากขึ้น และเครื่องมือมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ความคมของเครื่องมือส่งผลต่อแรงตัดเป็นหลัก เครื่องมือที่คมกว่าส่งผลให้มีแรงตัดที่น้อยลง การประมวลผลที่ราบรื่นขึ้น และคุณภาพพื้นผิวที่ดีขึ้น แต่เครื่องมือมีความทนทานน้อยลง ดังนั้น ควรเลือกระดับความคมที่แตกต่างกันสำหรับวัสดุที่แตกต่างกัน วัสดุที่นิ่มและเหนียวกว่าต้องการเครื่องมือที่คมกว่า ในขณะที่วัสดุที่แข็งกว่าต้องการความคมน้อยกว่าเพื่อปรับปรุงความทนทานของเครื่องมือ อย่างไรก็ตาม หากเครื่องมือทื่อเกินไป แรงตัดจะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลต่อการประมวลผล ปัจจัยสำคัญในการเจียรเครื่องมือคือขนาดเม็ดกรวดของล้อเจียรตกแต่ง ขนาดเม็ดกรวดที่มากขึ้นทำให้ขอบตัดละเอียดขึ้น ปรับปรุงความทนทานของเครื่องมือ และหน้าเครื่องมือด้านหลังเรียบเนียนขึ้น ช่วยเพิ่มคุณภาพพื้นผิว
11. สูตรอายุการใช้งานของเครื่องมือคืออะไร?
อายุการใช้งานของเครื่องมือนั้นหมายถึงอายุการใช้งานของเครื่องมือในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนวัสดุเหล็กเป็นหลัก สูตรเชิงประจักษ์คือ: (T คืออายุการใช้งานของเครื่องมือ, CT คือพารามิเตอร์อายุการใช้งาน, VC คือความเร็วของเส้นตัด, f คืออัตราป้อนต่อฟัน, P คือความลึกของการตัด) ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ ความเร็วของเส้นตัดมีผลกระทบสำคัญที่สุดต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ นอกจากนี้ การเบี่ยงเบนของรัศมีเครื่องมือ, คุณภาพในการเจียร, วัสดุเครื่องมือและการเคลือบ และน้ำหล่อเย็นยังส่งผลต่อความทนทานของเครื่องมืออีกด้วย
12. จะปกป้องอุปกรณ์เครื่องแกะสลักระหว่างการประมวลผลได้อย่างไร
1) ปกป้องเครื่องมือตั้งค่าจากการสัมผัสน้ำมันมากเกินไป
2) ควบคุมเศษโลหะที่กระเด็นออกมา ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับเครื่องจักรได้ โดยทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในตู้ไฟฟ้า หรือลดอายุการใช้งานของสกรูและตัวนำเมื่อเข้าไป
3) ห้ามดึงหัวโคมไฟเมื่อเคลื่อนย้ายไฟทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย
4) ห้ามสังเกตบริเวณการตัดอย่างใกล้ชิด เพื่อป้องกันการบาดเจ็บที่ดวงตาจากเศษโลหะที่กระเด็นออกมา หลีกเลี่ยงการทำงานใดๆ บนโต๊ะทำงานขณะที่มอเตอร์แกนหมุนกำลังหมุนอยู่
5) ห้ามเปิดหรือปิดประตูเครื่องโดยใช้แรง เนื่องจากแรงกระแทกระหว่างการประมวลผลละเอียดอาจทำให้เกิดรอยเครื่องมือบนพื้นผิวได้
6) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแกนหมุนไปถึงความเร็วสูงสุดก่อนที่จะเริ่มดำเนินการเพื่อป้องกันไม่ให้มอเตอร์หยุดทำงานเนื่องจากความเร็วเริ่มต้นต่ำ
7) ห้ามวางเครื่องมือหรือชิ้นงานใดๆ บนคานของเครื่องจักร
8) ห้ามวางเครื่องมือแม่เหล็ก เช่น หัวจับและฐานมาตรวัดแบบหน้าปัด บนตู้ไฟฟ้า เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อจอภาพ
13. พารามิเตอร์ใดบ้างที่จำเป็นต้องปรับเมื่อเครื่องมือใหม่ประสบปัญหาการหยุดทำงานและการประมวลผลมีปัญหา?
เมื่อเครื่องมือใหม่เกิดการหยุดทำงานระหว่างการกลึงและกระบวนการทำงานนั้นยาก จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ใดบ้าง ความยากลำบากในการกลึงเกิดจากกำลังและแรงบิดของแกนหมุนไม่สามารถรองรับภาระการตัดในปัจจุบันได้ การดำเนินการที่เหมาะสมคือการเขียนโปรแกรมเส้นทางใหม่ ลดความลึกของการตัด ความลึกของร่อง และปริมาณการตัดแต่ง หากเวลาการกลึงโดยรวมน้อยกว่า 30 นาที ก็สามารถปรับปรุงสถานะการตัดได้โดยการปรับอัตราป้อน
14. หน้าที่ของของเหลวตัดคืออะไร?
ควรใส่ใจกับการเติมสารหล่อเย็นในกระบวนการแปรรูปโลหะ บทบาทของระบบหล่อเย็นคือการกำจัดความร้อนและเศษโลหะจากการตัด และให้การหล่อลื่นระหว่างการแปรรูป สารหล่อเย็นจะพาความร้อนจากการตัดออกไป ทำให้ความร้อนที่ถ่ายเทไปยังเครื่องมือและมอเตอร์ลดลง จึงยืดอายุการใช้งานได้ นอกจากนี้ยังขจัดเศษโลหะและป้องกันการตัดซ้ำ การหล่อลื่นช่วยลดแรงตัด ทำให้การตัดมีความเสถียรมากขึ้น ในการแปรรูปทองแดง การใช้ของเหลวตัดที่มีน้ำมันเป็นส่วนประกอบสามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวได้
15. การสึกหรอของเครื่องมือมีกี่ขั้นตอน?
การสึกหรอของเครื่องมือแบ่งออกเป็น 3 ระยะ ได้แก่ การสึกหรอเริ่มต้น การสึกหรอตามปกติ และการสึกหรออย่างรวดเร็ว ในระยะการสึกหรอเริ่มต้น สาเหตุหลักของการสึกหรอของเครื่องมือคืออุณหภูมิต่ำ ซึ่งยังไม่ถึงอุณหภูมิการตัดที่เหมาะสม ในระยะนี้ การสึกหรอส่วนใหญ่เป็นการสึกหรอจากการเสียดสี ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อเครื่องมือและอาจทำให้เครื่องมือแตกหักได้ง่าย ในระยะนี้เป็นอันตรายมาก การจัดการที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่ความเสียหายของเครื่องมือ เมื่อเครื่องมือผ่านระยะการสึกหรอเริ่มต้นและถึงอุณหภูมิการตัดที่กำหนด การสึกหรอหลักคือการสึกหรอแบบกระจาย ซึ่งทำให้เกิดการหลุดลอกเป็นบริเวณเฉพาะ การสึกหรอนี้ค่อนข้างเล็กน้อยและช้า เมื่อการสึกหรอถึงระดับหนึ่ง เครื่องมือจะเสียหายและเข้าสู่ระยะการสึกหรออย่างรวดเร็ว
16. เหตุใดจึงจำเป็นต้องทำการดัดแปลงเครื่องมือ และทำอย่างไร
เหตุใดเครื่องมือจึงควรรันอินและควรรันอินอย่างไร ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เครื่องมือมีแนวโน้มที่จะแตกหักในระยะการสึกหรอเริ่มต้น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เครื่องมือจะต้องรันอินเพื่อเพิ่มอุณหภูมิในการตัดทีละน้อยจนถึงระดับที่เหมาะสม การตรวจสอบการทดลองแสดงให้เห็นว่าภายใต้พารามิเตอร์การประมวลผลเดียวกัน อายุการใช้งานของเครื่องมือจะเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่าหลังจากรันอิน วิธีการรันอินคือรักษาความเร็วของแกนหมุนที่เหมาะสมในขณะที่ลดอัตราป้อนลงครึ่งหนึ่ง โดยมีเวลาในการประมวลผลประมาณ 5-10 นาที ใช้ค่าที่ต่ำกว่าสำหรับวัสดุอ่อน และใช้ค่าที่สูงกว่าสำหรับโลหะแข็ง
17. จะตรวจสอบการสึกหรอของเครื่องมือที่รุนแรงได้อย่างไร?
การสึกหรอของเครื่องมือที่รุนแรงสามารถระบุได้จาก:
1) ได้ยินเสียงแหลมในระหว่างการประมวลผล
2) สังเกตเห็นการหยุดนิ่งของแกนหมุนอย่างเห็นได้ชัด
3) รู้สึกถึงการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นระหว่างการประมวลผลและรู้สึกได้ถึงการสั่นสะเทือนของแกนหมุน
4) การสังเกตเห็นรอยเครื่องมือที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวที่ผ่านการกลึง (หากเกิดขึ้นตั้งแต่เริ่มต้น แสดงว่าความลึกของการตัดมากเกินไป)
18. ควรเปลี่ยนเครื่องมือเมื่อใด?
ควรเปลี่ยนเครื่องมือเมื่อถึงอายุการใช้งานประมาณ 2/3 ของอายุการใช้งานสูงสุด ตัวอย่างเช่น หากเครื่องมือสึกหรอมากหลังจากใช้งานไป 60 นาที ควรเปลี่ยนเครื่องมืออีกครั้งหลังจากผ่านไป 40 นาทีระหว่างขั้นตอนการกลึงครั้งต่อไป การสร้างนิสัยในการเปลี่ยนเครื่องมือตามกำหนดเวลาอย่างสม่ำเสมอถือเป็นสิ่งสำคัญ
19. เครื่องมือที่สึกหรอมากยังสามารถใช้งานต่อไปได้หรือไม่
หลังจากการสึกหรออย่างรุนแรง แรงตัดอาจเพิ่มขึ้นถึงสามเท่าของระดับปกติ แรงตัดมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออายุการใช้งานของมอเตอร์แกนหมุน โดยอายุการใช้งานของมอเตอร์จะแปรผกผันกับกำลังสามของแรง ตัวอย่างเช่น การตัดเฉือนเป็นเวลา 10 นาทีโดยเพิ่มแรงตัดสามเท่าจะเทียบเท่ากับการใช้แกนหมุนเป็นเวลา 270 นาทีภายใต้สภาวะปกติ (10 * 3^3=270)
20. วิธีการกำหนดความยาวส่วนที่ยื่นออกมาของเครื่องมือในระหว่างการกลึงหยาบ?
ยิ่งความยาวของส่วนยื่นของเครื่องมือสั้นเท่าไรก็ยิ่งดี อย่างไรก็ตาม หากสั้นเกินไป จะต้องปรับบ่อยครั้ง ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพ แนวทางปฏิบัติคือ แท่งเครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง φ3 สามารถยืดได้ 5 มม. แท่งเครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง φ4 สามารถยืดได้ 7 มม. และแท่งเครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง φ6 สามารถยืดได้ 10 มม. สำหรับงานตัดเฉือนทั่วไป เมื่อตั้งค่าเครื่องมือ พยายามให้อยู่ในค่าเหล่านี้ หากความยาวของเครื่องมือเกินค่าเหล่านี้ ให้ควบคุมความลึกในการตัดระหว่างการสึกหรอของเครื่องมือ ซึ่งต้องฝึกฝนจนเชี่ยวชาญ
21. วิธีการจัดการกับการแตกหักของเครื่องมืออย่างกะทันหันในระหว่างการตัดเฉือน?
1) หยุดการทำงานเครื่องจักรและตรวจสอบหมายเลขลำดับการทำงานเครื่องจักรปัจจุบัน
2) ตรวจสอบจุดที่แตกหักว่ามีตัวเครื่องมือที่เหลืออยู่หรือไม่ และถอดออกหากมี
3) วิเคราะห์สาเหตุของการแตกหักของเครื่องมือ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ การแตกหักมักเกิดจากแรงตัดที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ซึ่งอาจเกิดจากปัญหาเส้นทาง การสั่นสะเทือนของเครื่องมือมากเกินไป จุดแข็งในวัสดุ หรือความเร็วแกนหมุนที่ไม่ถูกต้อง
4) หลังจากวิเคราะห์แล้ว ให้เปลี่ยนเครื่องมือและกลับมาทำการกลึงต่อ หากเส้นทางไม่เปลี่ยน ให้เริ่มการกลึงเร็วขึ้นหนึ่งลำดับ ลดความเร็วการป้อนเนื่องจากจุดแตกหักจะแข็งมาก และให้เครื่องมือสามารถเจาะเข้าไปได้
22. จะปรับพารามิเตอร์การตัดเฉือนอย่างไรเมื่อการตัดเฉือนหยาบไม่เป็นไปด้วยดี?
หากไม่สามารถรับประกันอายุการใช้งานของเครื่องมือด้วยความเร็วแกนหมุนที่เหมาะสมได้ ให้ปรับพารามิเตอร์โดยลดความลึกของการตัดก่อน จากนั้นจึงลดความเร็วการป้อน และสุดท้ายคือปริมาณการป้อนด้านข้าง โปรดทราบว่าการลดความลึกของการตัดมีข้อจำกัด ความลึกที่ตื้นเกินไปจะทำให้เกิดชั้นที่มากเกินไป ซึ่งในทางทฤษฎีจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด แต่ประสิทธิภาพการตัดจริงอาจลดลงเนื่องจากปัจจัยอื่นๆ ในกรณีดังกล่าว การเปลี่ยนไปใช้เครื่องมือที่มีขนาดเล็กกว่าอาจมีประสิทธิภาพมากกว่า โดยความลึกของการตัดขั้นต่ำโดยทั่วไปจะไม่น้อยกว่า 0.1 มม.