Trung tâm tiện CNC này có thể thực hiện khai thác ngược và phay ren cùng lúc không?

hiện đại Trung tâm khai thác CNC có thể thực hiện tarô ngược và phay ren, đồng thời trên nhiều kiểu máy tiên tiến, cả hai nguyên công có thể được thực hiện trong cùng một chương trình gia công mà không cần can thiệp thủ công. Tuy nhiên, liệu chúng có thực sự xảy ra “đồng thời” trên cùng một lỗ hay không phụ thuộc vào thiết kế trục chính, kiến ​​trúc điều khiển và thiết lập dụng cụ của máy. Trong thực tế, Trung tâm Tarô CNC cao cấp chuyển đổi giữa các nguyên công này trong vài giây bằng cách sử dụng bộ thay dao tự động (ATC), giúp quy trình trở nên liền mạch về mặt chức năng trong môi trường sản xuất.

Bài viết này trình bày chi tiết cách thức hoạt động của phay ren ngược và phay ren trên Trung tâm tiện ren CNC, những khả năng phần cứng và phần mềm nào được yêu cầu và cách đánh giá xem một máy cụ thể có đáp ứng nhu cầu tạo ren của bạn hay không.

Khai thác ngược trên Trung tâm khai thác CNC là gì?

Taro ren ngược - còn gọi là taro tarô phía sau hoặc taro taro cứng có đảo chiều - là một quá trình ren trong đó trục chính quay theo một hướng để dẫn taro tarô vào phôi, sau đó đảo chiều quay để rút lại một cách sạch sẽ. Đây là tính năng tiêu chuẩn trên hầu như tất cả các Trung tâm Tarô CNC hiện đại được trang bị chức năng khai thác cứng nhắc .

Ở chế độ tarô cứng, bộ điều khiển CNC đồng bộ hóa tốc độ quay (RPM) của trục chính với tốc độ tiến dao trục Z theo tỷ lệ chính xác với bước ren của taro. Ví dụ: chạm vào luồng M8×1,25 ở tốc độ 1.000 vòng/phút yêu cầu cấp dữ liệu trục Z chính xác 1.250 mm/phút . Trong quá trình rút dao, trục xoay sẽ đảo ngược về cùng tốc độ được đồng bộ hóa, ngăn ngừa hư hỏng chỉ và gãy tarô.

Các mã G chính được sử dụng cho việc này trên các hệ thống điều khiển Trung tâm khai thác CNC phổ biến bao gồm:

• G84 - Chu kỳ khai thác cứng tiêu chuẩn (vòi theo chiều kim đồng hồ, rút lại ngược chiều kim đồng hồ)
• G74 — Chu trình taro ren ngược (vặn ngược chiều kim đồng hồ, thu lại theo chiều kim đồng hồ), được sử dụng cho ren bên trái
• G84.2 / G84.3 — Chu kỳ khai thác cứng nhắc mở rộng có sẵn trên bộ điều khiển Fanuc và Mitsubishi để nâng cao độ chính xác đồng bộ hóa

Hầu hết các Trung tâm Tarô CNC từ các nhà xây dựng có uy tín đều đạt được khả năng đảo trục chính trong vòng 0,05 đến 0,1 giây , giảm thiểu tác động đến thời gian chu kỳ trong quá trình khai thác với khối lượng lớn.

Phay ren trên Trung tâm khai thác CNC là gì?

Phay ren sử dụng một công cụ phay ren đa me quay di chuyển theo đường nội suy xoắn ốc xung quanh chu vi bên trong của lỗ khoan để cắt biên dạng ren. Không giống như taro, lực cắt được phân bổ trên nhiều đường chuyền, khiến nó trở nên lý tưởng cho:

• Vật liệu cứng như thép công cụ cứng (trên 45 HRC) hoặc Inconel
• Ren có đường kính lớn (thường là M20 trở lên) trong đó mômen xoắn của tarô sẽ không thực tế
• Các lỗ mù nơi việc sơ tán chip là rất quan trọng
• Các tình huống yêu cầu cả ren phải và ren trái chỉ sử dụng một công cụ

Phay ren trên Trung tâm khai thác CNC yêu cầu nội suy 3 trục đồng thời (Trục X, Y và Z di chuyển đồng thời), được hỗ trợ bởi hầu hết tất cả các bộ điều khiển CNC hiện đại bao gồm Fanuc 0i-MF, Siemens 828D và Mitsubishi M80. Chu trình phay ren điển hình cho ren M16×2.0 bằng thép không gỉ có thể sử dụng tốc độ trục chính là 3.500 vòng/phút với tốc độ nạp xoắn ốc là 800 mm/phút .

Trung tâm khai thác CNC có thể thực hiện cả hai hoạt động trong cùng một chương trình không?

Tuyệt đối. Trung tâm Tarô CNC với bộ thay dao tự động (ATC) có thể thực hiện tarô ngược trên một số lỗ và phay ren trên các lỗ khác trong một chương trình CNC duy nhất. Máy chọn dao thích hợp từ ổ tích dao và tự động chuyển đổi hoạt động. Trên một máy có 24 dao ATC và thời gian thay dao dưới 1,5 giây (chip-to-chip), quá trình chuyển đổi này gần như không được chú ý trong tổng thời gian chu kỳ.

Bảng bên dưới so sánh hai thao tác cạnh nhau để giúp làm rõ khi nào mỗi phương pháp được ưu tiên:

Yêu cầu về máy để hỗ trợ cả hai hoạt động

Không phải mọi Trung tâm khai thác CNC đều có khả năng như nhau. Để thực hiện cả phay ren ngược và phay ren một cách đáng tin cậy, máy phải đáp ứng các thông số kỹ thuật sau:

Hiệu suất trục chính

Trục xoay phải hỗ trợ phạm vi RPM rộng. Tarô ngược đối với mũi taro nhỏ (M2–M6) có thể yêu cầu tốc độ 3.000–8.000 vòng/phút , trong khi phay ren cho các ren lớn hơn trên thép có thể chỉ cần 1.500–3.500 vòng/phút với mô-men xoắn cao hơn. Một trục chính có công suất định mức ít nhất 7,5 kW và mô-men xoắn 47 Nm bao gồm hầu hết các kịch bản sản xuất.

Khả năng điều khiển CNC

Bộ điều khiển phải hỗ trợ cả chu trình tarô đóng hộp (G84, G74) và nội suy xoắn ốc để phay ren. Bộ điều khiển như Fanuc 0i-MF Plus, Siemens 840D sl và Mitsubishi M80 tất cả đều hỗ trợ các tính năng này. Xác nhận rằng phiên bản bộ điều khiển cụ thể của bạn bao gồm nội suy xoắn ốc làm tiêu chuẩn chứ không phải là tùy chọn trả phí.

Khả năng tương thích của cán dao

Khai thác thô cứng yêu cầu cán dao chắc chắn, không bù để có độ chính xác đồng bộ hóa tối đa. Lợi ích phay ren từ mâm cặp ống kẹp có độ chính xác cao (dòng ER) hoặc mâm cặp thủy lực có độ đảo bên dưới 0,003mm , ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng ren và độ bóng bề mặt.

Hệ thống làm mát

Để phay ren trong các lỗ sâu, chất làm mát qua trục chính ở 40–70 bar rất được khuyến khích để đẩy phoi ra khỏi đường xoắn ốc. Việc thoát phoi không đủ là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra lỗi phay ren và khuyết tật bề mặt.

Ví dụ ứng dụng trong thế giới thực

Hãy xem xét một khối đa tạp thủy lực được làm từ thép không gỉ 316. Phần yêu cầu:

1. Hai mươi bốn lỗ xuyên M6×1.0 được chạm bằng cách chạm ngược (chu trình cứng G84) ở tốc độ 4.500 vòng / phút
2. Bốn luồng cổng M30×2.0 được tạo thông qua phay ren bằng phép nội suy xoắn ốc ở tốc độ 2.200 vòng/phút
3. Hai ren trái M12×1.75 sử dụng chu trình tarô ngược G74

Trung tâm khai thác CNC với ATC 32 công cụ xử lý cả ba thao tác trong một thiết lập duy nhất, với bộ điều khiển tự động gọi đúng công cụ và chu trình cho từng tính năng. Tổng thời gian gia công cho tất cả nguyên công cắt ren: khoảng 6,5 phút , so với hơn 20 phút nếu xử lý trên các máy riêng biệt. Điều này minh họa lợi thế sản xuất cốt lõi của việc kết hợp cả hai khả năng trên một Trung tâm Khai thác CNC duy nhất.

Những hạn chế chung cần lưu ý

Mặc dù khả năng này tồn tại, người dùng nên lưu ý các hạn chế thực tế sau đây khi định cấu hình Trung tâm khai thác CNC cho cả hai hoạt động:

• Kích thước tạp chí công cụ: Chạy đồng thời cả bộ taro và máy phay ren sẽ tiêu tốn nhiều túi dụng cụ một cách nhanh chóng. Một ổ chứa ít hơn 16 công cụ có thể hạn chế tính linh hoạt trên các bộ phận phức tạp.
• Cấp phép điều khiển: Một số Trung tâm Khai thác CNC cấp cơ bản có tính năng nội suy xoắn ốc bị tắt theo mặc định; kích hoạt nó có thể yêu cầu giấy phép phần mềm phải trả phí từ nhà sản xuất bộ điều khiển.
• Định hướng trục chính: Phay ren yêu cầu định vị trục C của trục chính chính xác trong một số chu trình nâng cao; xác minh máy của bạn hỗ trợ điều này nếu được yêu cầu.
• Độ phức tạp của lập trình: Phay ren mã G phức tạp hơn chu trình khai thác G84 đơn giản. Sử dụng phần mềm CAM với bộ xử lý hậu kỳ phay ren để giảm lỗi lập trình.

Trung tâm tiện CNC được chỉ định rõ ràng có đầy đủ khả năng thực hiện taro ngược và phay ren - theo trình tự xen kẽ trong cùng một chương trình hoặc dưới dạng các nguyên công chuyên dụng trên các tính năng khác nhau của cùng một bộ phận. Điều quan trọng là đảm bảo máy có tính năng đồng bộ hóa taro cứng nhắc, hỗ trợ nội suy xoắn ốc 3 trục, bộ điều khiển CNC có khả năng hoạt động và dung lượng ổ chứa dao phù hợp. Đối với các nhà sản xuất sản xuất các bộ phận phức tạp bằng vật liệu cứng, việc kết hợp cả hai chiến lược tạo ren trên một Trung tâm Khai thác CNC duy nhất giúp giảm đáng kể thời gian thiết lập, cải thiện tính nhất quán và giảm chi phí sản xuất tổng thể.