Импели су типичне компоненте сложене површине са уским размацима између лопатица и значајним променама закривљености, што захтева висок ниво контроле оријентације алата и тачност синхронизације пет оса. Код стварног CNC глодања, прекомерно сечење је обично узроковано комбинацијом фактора, укључујући планирање путање алата, димензије алата, кретање машине, додатак залиха и услове држања радног предмета. Када се прекомерно сечење догоди на предњој ивици, задњој ивици или подручју главчине лопатице, то не само да може утицати на аеродинамичке перформансе, већ може довести и до тога да цео део буде отпаднут. Стога је неопходно унапред идентификовати ризике обраде.
Планирање путање алата је важан узрок прекомерног резања импелера
Импели имају сложене структуре, а алат мора континуирано да подешава свој положај и оријентацију у ограниченим просторима. Квалитет путање CAM алата директно утиче на коначни резултат обраде.
Прекомерне промене у оријентацији осе алата
Контрола оса алата је кључни аспект петоосног глодања. Следећа питања захтевају посебну пажњу:
- Ако се оса алата мења пребрзо у областима где се закривљеност сечива мења, оријентација алата може постати нестабилна.
- Прекомерне промене у оријентацији осе алата између суседних путања алата могу проузроковати одступање стварне површине резања од теоријске путање.
- Неправилна контрола угла нагиба алата близу предње и задње ивице сечива може повећати ризик од локалних сметњи.
- Када се оса алата нагло промени, бочна сечива или држач алата могу случајно доћи у контакт са сечивом.
Обрада импелера не треба да се фокусира само на путању врха алата; морају се проверити и промене оријентације целог алата.
Неправилан размак путање алата
Размак путање алата утиче на преостали материјал на површини и стабилност кретања алата. Када је прелазни корак превелик, преостали материјал на површини може постати неравномеран. Када прелазни корак не одговара закривљености сечива, путања алата може постати абнормална. Недовољан локални додатак за завршну обраду може повећати ризик да алат директно засече предмет. Густину путање алата треба подесити према закривљености сечива, фази обраде и захтевима за тачност, уместо да се примењују идентични параметри на све области.
Интерференција између алата и структуре сечива може лако проузроковати прекомерно сечење
Размак између лопатица импелера је ограничен. Димензије алата, геометрија држача и препуст алата утичу на стварни простор обраде, тако да избор алата мора одговарати структури дела.
Прекомерни пречник алата
Када је пречник алата превелик, чак и ако путања врха алата испуњава теоријске захтеве, тело алата и даље може да омета суседне сечива. Типични проблеми укључују:
- Када је размак између сечива узак, страна алата може лако да додирне суседна сечива.
- У дубоким шупљинама, ограничен простор отежава алатима великог пречника да одрже безбедан размак.
- Тело алата може да омета радни предмет чак и ако се не појављују абнормалности у путањи врха алата приказаној у програму.
- Може доћи до локалног истањивања сечива, а озбиљне интерференције могу директно довести до прекомерног сечења.
Пречник алата треба свеобухватно одабрати према размаку између сечива, дубини обраде и структури површине, а не узимајући у обзир само крутост алата или ефикасност обраде.
Прекомерни препуст алата
Да би се досегло до дубоких подручја сечива, алат обично мора да одржава одређени препуст. Међутим, прекомерни препуст смањује укупну крутост алата и ствара следеће ризике:
- Алат се може лако деформисати под дејством сила резања.
- Вибрације и одступања од путање могу се јавити током обраде великом брзином.
- Промене у оријентацији алата могу појачати стварне грешке сечења.
- Недовољна крутост алата такође може проузроковати трагове вибрације или димензионалне абнормалности на површини сечива.
Треба постићи равнотежу између дубине обраде, приступачности алата и крутости алата, док непотребно превијање алата треба свести на минимум.
Грешке кретања машине са пет оса такође могу изазвати прекомерно сечење
Чак и када CAM програм нема очигледних проблема, разлике могу постојати између стварног кретања машине и теоријског модела. Ове грешке се могу појачати током обраде сложених површина.
Недовољна тачност позиционирања ротационе осе
Петоосовинске машине се ослањају на координисано кретање ротационих и линеарних оса за обраду сложених површина. Недовољна тачност ротационих оса може довести до следећих проблема:
- Грешке у позиционирању могу проузроковати да стварни положај врха алата одступа од теоријске путање.
- Зазор може изазвати грешке у кретању у областима где оса мења смер.
- Геометријске грешке машине могу утицати на оријентацију алата и тачност профила сечива.
- Мања одступања ротационе осе могу се појачати у областима са сложеним површинама.
Геометријска тачност, статус калибрације ротационих оса и стање одржавања опреме са пет оса имају значајан утицај на квалитет обраде импелера.
Неусклађене брзине синхронизованог кретања по више оса
Када се линеарне и ротационе осе крећу истовремено великом брзином, недовољни параметри система управљања или динамичке перформансе машине могу проузроковати грешке у праћењу кретања. Уобичајени симптоми укључују мала одступања у путањи врха алата, локалне димензионалне абнормалности на сечивима, прекомерно или подрезивање у подручјима велике закривљености и неравномерне промене оријентације алата изазване несинхронизованим кретањем оса. Синхронизована брзина кретања, убрзање и параметри помака треба да се контролишу у складу са перформансама машине како би се спречило да захтеви за кретањем пређу стварни капацитет одзива опреме.
Не треба занемарити дозвољени износ залиха и услове држања радног предмета
Током обраде импелером, почетно стање залиха утиче на стварно захватање алата, док стабилност држања радног предмета такође мења положај и деформацију радног предмета током резања.
Неравномерна расподела залиха
Ако постоје значајне разлике у додатку за резање на различитим деловима бланке, оптерећење резања на алату ће се такође сходно томе променити. Главни ризици укључују:
- Прекомерни локални залихе могу проузроковати нагло повећање оптерећења алата.
- Еластична деформација алата под дејством сила резања може проузроковати одступање стварне путање од теоријске путање.
- Прекомерне силе резања могу лако изазвати вибрације.
- Димензионалне абнормалности могу се јавити на ивицама сечива и подручјима са танким зидовима.
Пре завршне обраде, груба и полузавршна обрада треба да се правилно контролишу како би се постигла равномерна расподела материјала и створили повољни услови за стабилно накнадно сечење.
Недовољна крутост стезача
Пошто импелери имају сложене структуре, неправилно држање радног предмета може проузроковати благо померање или локалну деформацију током обраде. Типични проблеми укључују:
- Танкозидне сечива могу претрпети еластичну деформацију под дејством сила резања.
- Нестабилно позиционирање радног предмета може проузроковати померање референтне тачке обраде.
- Недовољна подршка за држање радног предмета може појачати вибрације у подручјима сечива.
- Након померања радног предмета, може доћи до стварног прекомерног сечења чак и ако алат прати исправан програм.
Правилно држање радног предмета, позиционирање и помоћна подршка могу обезбедити стабилну основу за петоосно ЦНЦ глодање и смањити ризик од деформације и померања радног предмета.
Како смањити ризик од прекомерног резања код петоосног глодања импелером
Обрада импелера захтева комплетан процес контроле који обухвата програмирање, алате, опрему и контролу квалитета.
Извршите комплетну проверу интерференције алата пре обраде
Пре формалне обраде, CAM софтвер треба користити за симулацију кретања између алата, држача, вретена и радног предмета. Треба извршити следеће провере:
- Проверите подручја склона сметњама, као што су предња ивица, задња ивица, главчина и корен лопатице.
- Проверите амбалажу тела алата под различитим оријентацијама оса алата.
- Проверите да ли се држач алата и вретено сударају са сечивима или главчином.
- Посматрајте кретање алата током промене правца, покрета приближавања и повлачења и операција у уским просторима.
- Проверите комплетан модел алата уместо да гледате само путању врха алата.
Комплетна симулација колизије може унапред идентификовати потенцијалне проблеме са прекомерним резањем и пружити поуздану програмску основу за формалну обраду.
Оптимизујте осу алата и путању алата према закривљености сечива
За подручја са значајним променама закривљености, могу се усвојити глађе стратегије оса алата, а за различите регионе могу се подесити диференцирани параметри обраде:
- Повећајте густину путање алата на одговарајући начин у подручјима са великом закривљеношћу.
- Смањите нагле промене у оријентацији осе алата.
- Контролишите безбедну удаљеност између алата и сечива.
- Подесите брзине померања и дубине сечења према различитим површинама сечива.
- Примените префињеније стратегије обраде на подручја предње ивице, задње ивице и главчине.
Оптимизација осе алата и путање алата према закривљености сечива може побољшати стабилност кретања алата на сложеним површинама и смањити ризик од локалног прекомерног резања.
Провера резултата обраде кроз стварну инспекцију
Симулација програма не може у потпуности заменити стварну инспекцију. Након што је први део обрађен, резултате треба проверити и методама инспекције:
- Користите координатне мерне машине за мерење критичних димензија и профила лопатица.
- Користите инспекцију током процеса да бисте проверили дебљину сечива и одступања у положају.
- Обратите посебну пажњу на предњу ивицу, задњу ивицу и подручја прикључка главчине.
- Забележите и анализирајте резултате инспекције.
- Исправите путању алата, компензацију алата и параметре обраде на основу резултата инспекције.
Стварна инспекција може брзо идентификовати одступања између програма и резултата обраде, побољшавајући стабилност накнадне серијске производње.
Закључак
Локалне абнормалности резања током обраде импелера често су резултат вишеструких процесних услова који делују заједно и не могу се решити искључиво софтверским програмирањем. За ове компоненте са сложеним површинама високе тежине, требало би успоставити комплетан план контроле квалитета комбиновањем спецификација алата, промена оријентације, стања опреме, верификације симулације и инспекције готовог дела. TiRapid може развити одговарајуће стратегије обраде на основу геометрије дела, својстава материјала и захтева за толеранцијом, смањујући оштећења лопатица уз истовремено побољшање ефикасности производње, димензионалне конзистентности и могућности континуиране производње.
