CNC Kontur Frezeleme Nedir? İlerleme Yolu ve Kesme Parametrelerinin Tasarımı

CNC işleme yönteminde, kesici konum noktasının parçaya göre izlediği yol, işleme yolu olarak adlandırılır. Yol tasarımı, boyutsal doğruluğu ve yüzey pürüzlülüğünü doğrudan etkiler. Uygun bir yol, dört ilkeye uymalıdır:

1. Yüksek verimliliği korurken, gerekli hassasiyeti ve yüzey kalitesini sağlamalıdır.
2. Bu, sayısal hesaplamaları kolaylaştırmalı ve programlama iş yükünü azaltmalıdır.
3. Hem program bloklarını hem de kesim dışı süreyi azaltmak için mümkün olduğunca kısa olmalıdır.
4. Bu değer, mevcut stok payını ve makinenin, takımın ve iş parçasının sertliğini yansıtmalıdır.

Giriş, Çıkış ve Kesici Yarıçap Telafisi

Kontur frezeleme genellikle kesici yarıçapı telafisini gerektirir. Takım yolu, kesici iş parçasına girmeden önce telafiyi ayarlamalı ve ancak kesici iş parçasından çıktıktan sonra bu telafiyi iptal etmelidir.

Bir profile girerken veya çıkarken, kesici kontura teğet olan bir çizgi veya yay boyunca hareket etmelidir. Teğetsel giriş ve çıkış, doğrudan normal yaklaşımdan kaynaklanabilecek takım izlerini önler ve bitmiş konturun pürüzsüz kalmasına yardımcı olur.

Basit bir yöntem, kesici S noktasından kontura doğru düz bir çizgi üzerinde ilerlerken yarıçap telafisini sağlar. Kesici daha sonra düz bir çizgi halinde S noktasına geri döner ve dönüş sırasında telafi iptal edilir. Bu doğrudan yaklaşım verimlidir, ancak kesicinin kontura temas ettiği noktada görünür bir iz bırakabilir. Bu nedenle, kontur gereksinimleri çok katı olmadığında daha uygundur.

Yüksek kaliteli bir kontur elde etmek için, bitmiş profile temas etmeyen S noktasından başlayan düz hareket sırasında yarıçap telafisi uygulanır. Telafi etkin durumdayken, bir yay hareketi kesiciyi doğal ve teğetsel bir şekilde dairesel kontura getirir. Kontur tamamlandıktan sonra çıkış sırası tersine çevrilir ve son düz geri dönüş hareketi sırasında telafi iptal edilir.

Dış konturun frezelemesi tamamlandığında, kesici profilin dışından teğet olarak girmeli ve işleme tamamlandıktan sonra yine teğet boyunca çekilmelidir.

Kontur Frezeleme için Kesme Parametreleri

Eksenel ve Radyal Kesme Derinliği

Yiv uzunluğu, ya da yan kesme kenarı uzunluğu, maksimum kesme derinliğini belirler. Uygulamada, Z yönündeki eksenel kesme derinliği (a_p) kesici çapının 1,5 katını aşmamalıdır. Radyal kesme derinliği (a_w) kesici yarıçapını aşmamalıdır.

Daha küçük çaplı bir uçlu freze, yeterli rijitliği sağlamak için daha sığ bir kesme derinliği gerektirir.

Bir parmak freze, işlenmemiş bir yüzeyi kaba işleme yaparken, takım-makine-iş parçası sistemi izin veriyorsa, ağır kesim için tırtıklı kaba işleme parmak frezesi kullanılabilir. Kaldırılması gereken malzeme payı büyükse, çapı daha büyük ve uzunluğu daha kısa bir parmak freze tercih edilmelidir.

Bu kombinasyon, ağır kesim işlemleri sırasında kesicinin titremesini ve sapmasını önlemeye yardımcı olur ya da en azından her iki etkiyi de en aza indirir.

İlerleme Hızı

Farklı çalışma koşulları, farklı ilerleme hızları gerektirir. İlerleme hareketi iki türe ayrılabilir:

• Hızlı hareket hızı: kesme dışı hareket için kullanılan ilerleme hızı.
• İşleme ilerleme hızı: giriş, çıkış ve kesme işlemleri sırasında kullanılan iş beslemesi.

Verimliliği artırmak ve kesme dışı süreyi azaltmak için, hızlı hareket pratik olarak mümkün olduğu kadar hızlı olmalıdır ve genellikle makinenin izin verdiği maksimum hızda gerçekleştirilir.

İşleme ilerleme hızı (v_f) kesici hızıyla ilgilidir (n), diş sayısı (z) ve diş başına yem miktarı (f_z) şu şekilde:

v_f = f_z · z · n      (5-1) numaralı denklem

burada:

• v_f besleme hızıdır;
• f_z diş başına besleme miktarıdır; birim, milimetre/diş (mm/diş) şeklindedir;
• z kesici dişlerin sayısıdır; ve
• n kesicinin dönme hızıdır.

Diş başına besleme (f_z) esas olarak iş parçası malzemesinin, kesici aletin malzemesinin ve istenen yüzey pürüzlülüğünün mekanik özelliklerine göre seçilir.

İş parçasının mukavemeti ve sertliği arttıkça, f_z azalmalıdır; azaldıkça, f_z artabilir. Bir karbür kesici, normalde benzer bir yüksek hız çeliği kesiciye kıyasla diş başına daha yüksek bir ilerleme hızına olanak tanır.

Yüzey pürüzlülüğüne ilişkin daha sıkı bir gereklilik, daha küçük bir f_z. Sertliği düşük bir iş parçası veya mukavemeti sınırlı bir kesici de daha düşük bir değer gerektirir.

Dairesel Yaylarda İlerleme Hızı

Dairesel enterpolasyon sırasında, kesme noktasındaki gerçek ilerleme hızı (v_T) kesici ucunun merkezinde seçilen ilerleme hızından farklıdır (v_f) yay yarıçapı nedeniyle.

Dış ark kesiminde, kesme noktasındaki gerçek ilerleme hızı şöyledir:

v_T = RR + r · v_f

Dolayısıyla: v_T < v_f

İç kavis durumunda, kesme noktasındaki gerçek ilerleme hızı şöyledir:

v_T = RR − r · v_f

Dolayısıyla: v_T > v_f

Eğer R ≈ r, kesme noktasında gerçek ilerleme hızı son derece yüksek hale gelir ve bu durum takımın veya iş parçasının hasar görmesine neden olabilir. Bu nedenle, programlanan ilerleme hızı seçilirken ark yarıçapının etkisi dikkate alınmalıdır.

Yılma hızı seçimini etkileyen başka özel faktörler de vardır. Örneğin, kontur işleme sırasında işleme sistemindeki atalet veya deformasyon, köşe noktalarında aşırı ilerleme veya yetersiz ilerlemeye neden olabilir.

Kesici, A noktasından B noktasına doğru yüksek ilerleme hızında hareket ederse, atalet nedeniyle B köşesinde aşırı hareket ve aşırı kesim meydana gelebilir. Köşeden fazla malzeme kaldırılır ve bu da kontur hatasına yol açar.

Değişken ilerleme hızı bu sorunu çözebilir. Köşeye ulaşmadan önce ilerleme hızını uygun şekilde azaltın, ardından kesici köşeyi geçtikten sonra hızı kademeli olarak artırın.

Parmak Freze İş Mili Hızı

Çeliğin işlenmesinde, değiştirilebilir karbür uçlu freze bıçağı genellikle standart HSS kesiciye kıyasla daha yüksek bir iş mili hızında çalıştırılmalıdır.

Karbür işleme sırasında iş mili hızı arttıkça, kesme kenarıyla temas halindeki çeliğin sıcaklığı da artar. Malzeme yerel olarak yumuşar ve bu da daha elverişli kesme koşulları yaratır.

Karbür kesiciyle kullanılan iş mili hızı, genellikle standart HSS kesiciyle kullanılan hızın üç ila beş katıdır. Değiştirilebilir karbür uçlu frezeyi çok düşük bir iş mili hızında çalıştırmak, karbürün ufalanmasına veya hatta bozulmasına neden olabilir.

Bununla birlikte, yüksek hız çeliğinden yapılmış bir kesici uçta, aşırı yüksek iş mili devri, takımın aşınmasını hızlandırır.

Frezeleme hızı, uygun bir kesme hızı tablosuna başvurularak da seçilebilir.

[GÖRSEL YER TUTUCU: Frezeleme kesme hızları için referans tablosu]

Şekil: Frezeleme kesme hızları için referans tablosu

Titreşim ve Kesme Parametrelerinin Düzeltilmesi

Bir parmak freze, işleme sırasında titreme yapabilir. Bunun yaygın nedenleri arasında, takımın sıkı bir şekilde sabitlenmemesi, tutucudan dışarı sarkan kesici kısmın aşırı uzunluğu, ince cidarlı parçaların işlenmesinde aşırı kesme derinliği veya ilerleme hızı ve kesicinin sapması sayılabilir.

Titreşim, parmak frezenin çevresel kesme kenarlarında dengesiz temas oluşmasına neden olur. Gerçek kesme yükü, hedeflenen değeri aşabilir; bu da işleme hassasiyetini ve takım ömrünü düşürür.

Titreşim meydana geldiğinde, hem kesme hızını hem de ilerleme hızını azaltın. Her ikisi de 40% değerine indirildikten sonra hala belirgin bir titreşim devam ediyorsa, kesme derinliğini azaltın.

Titreşim hala devam ediyorsa, işleme yöntemini ve kurulumun sağlamlığını kontrol edin.