Jakich błędów należy unikać przy frezowaniu CNC?

Frezowanie CNC jest precyzyjnym procesem obróbki skrawaniem, podczas którego wykorzystywane są maszyny sterowane numerycznie. Ze względu na to, że pozwala on uzyskiwać niemal dowolne kształty, a przy tym zapewnia dokładność nieosiągalną dla pracy ręcznej, jest jedną z najczęściej stosowanych metod kształtowania materiałów.

Proces ten charakteryzuje to że obrabiany przedmiot jest unieruchomiony, a elementy urządzenia wykonują ruch. To odróżnia frezowanie od toczenia, podczas którego to kształtowany przedmiot się porusza, a części tnące maszyny pozostają nieruchome. Jak w każdym procesie, także podczas obróbki mogą zdarzyć się błędy. Jakie są najczęściej spotykane i jak ich uniknąć? Tego warto dowiedzieć się z naszego artykułu.

Frezowanie CNC w praktyce

Zastosowanie procesu frezowania CNC jest bardzo szerokie, a wytwarzanie produktów można podzielić na: jednostkowe, seryjne i masowe. Zasada działania jest podobna w każdym z tych przypadków. Zaprogramowana frezarka CNC wykonuje określoną liczbę powtórzeń, dzięki czemu można uzyskać dokładnie zaplanowaną liczbę produktów. 

W odróżnieniu od frezowania ręcznego, frezowanie CNC przebiega za pomocą programu komputerowego. Specjalista wprowadza wszystkie potrzebne informacje do komputera maszyny. Zaprogramowane w ten sposób urządzenie wykonuje wszystkie czynności zgodnie z wprowadzonymi danymi do systemu. 

Dzięki temu pomijamy takie czynności jak:

• pobranie narzędzia i zamocowanie go we wrzecionie,

• ustawienie posuwu i pozycji narzędzia,

• dobór obrotów wrzeciona,

• przejazdy narzędzia.

Każdą z tych czynności zarządza komputer, robiąc to niezwykle precyzyjnie.

Frezowanie CNC można wykorzystywać między innymi do produkcji:

• form wtryskowych,

• matryc i tłoczników,

• elektrod,

• podzespołów maszyn,

• elementów pojazdów.

Ten proces obróbki materiałów jest powszechnie wykorzystywany w lotnictwie, automatyce, motoryzacji, a nawet w medycynie. Niestety, pomimo tak zaawansowanych technologicznie urządzeń, niekiedy dochodzi do różnego rodzaju błędów.

Jakie błędy są najczęściej popełniane przy frezowaniu CNC?

Podczas frezowania CNC można napotkać różne problemy i błędy, które mogą mieć wpływ na jakość i dokładność obrabianego materiału. Najważniejsze błędy spotykane podczas frezowania CNC to te związane z:

• błędnym sposobem odwzorowania przedmiotu obrabianego,

• niedokładnym ustaleniem, a następnie również błędnym zamocowaniem przedmiotu obrabianego,

• brakiem wzięcia pod uwagę rozszerzalności termicznej materiałów,

• usterkami występującymi na linii obrabiarka–uchwyt–przedmiot–narzędzie.

Maszyny numeryczne nie powodują błędów, powodują je operatorzy

Warto zauważyć, że maszyny numeryczne nie powodują błędów, a przyczyną ich powstawania są zwykle niedoświadczeni lub nieprzeszkoleni operatorzy. Część z tych błędów będzie możliwa do wyeliminowania wraz ze wzrostem doświadczenia i umiejętności pracownikó. Te bardziej zaawansowane, wiążą się jednak z koniecznością zastosowania innych metod, które opracowano specjalnie w tym celu. Dwie najważniejsze z nich to: 

• Metoda frezowania CNC off line, która polega na bezpośrednim wprowadzeniu programu poprzez panel robota. Sprawdza się w przypadku tworzenia prostych programów. W sytuacji tworzenia dość skomplikowanego oprogramowania wprowadzanie poszczególnych instrukcji może okazać się uciążliwe.

• Metoda frezowania CNC on-line, która w sposób bezpośredni dopasowuje proces obróbki przedmiotu. Polega na “ pokazywaniu” przez operatora robotowi określonego ruchu, który następnie jest przez robota zapamiętamy i odtwarzany.

Błędy przy wykorzystywaniu maszyn CNC

Występujące podczas frezowania CNC błędy mogą mieć również związek z niewłaściwą eksploatacją i korzystaniem z samego urządzenia. Najczęściej spotykane to:

• wykonywanie „ruchów ciągnących”, które są niewskazane i mogą grozić wysunięciem się frezu z uchwytu,

• wykorzystanie niewłaściwych lub zużytych już frezów, co może obniżać jakość pracy urządzenia i produktu,

• wywieranie zbyt dużego nacisku na obrabianą powierzchnię – nie przyśpieszy to procesu frezowania, a może doprowadzić do uszkodzenia maszyny,

• brak zastosowania odpowiedniego chłodzenia. 

Jak uniknąć błędów przy frezowaniu CNC?

Aby precyzyjnie wykonywać frezowanie CNC i unikać rażących błędów w tym procesie warto zastosować się do instrukcji. 

1. Na początek należy przeprowadzić testową obróbkę bez korekcji frezu dla ustalonych parametrów obróbki, zapewniających zadowalającą wydajność.
2. Następnie należy dokonać precyzyjnych pomiarów otrzymanego kształtu powierzchni w wytypowanych na podstawie kryteriów konstrukcyjnych wyrobu, punktach
3. Na podstawie zaobserwowanego błędu, oszacować liczby jednostek minimalnej korekcji, koniecznych do sprowadzenia toru narzędzia do przynajmniej częściowego nałożenia się z idealnym zarysem obrabianej powierzchni.
4. Ważne jest, aby wykonać obróbkę eksperymentalną przy wprowadzonych kolejno korekcjach. o jeden elementarny krok.
5.  Dokonać pomiarów otrzymanych błędów w poprzednio określonych punktach i wypełnienie tablicy „wrażliwości na korekcję”.
6. Zastosować algorytm optymalizujący, który wyznacza optymalny wektor korekcji w wytypowanych punktach.
7. Wprowadzić otrzymany wektor korekcji do programu obróbki.
8. Zrobić testową obróbkę skorygowanym programem.
9. Na koniec pozostaje uruchomienie serii produkcyjnej.