Kiedy tniesz lub ścinasz metal za pomocą maszyny CNC, albo pocierasz dwie metalowe powierzchnie z dużą prędkością względem siebie, to z pewnością doprowadzisz do wygenerowania większych temperatur. Co zrobić, gdy po raz pierwszy zobaczysz dym lub włączy się alarm? Poniżej przedstawiamy porady i sposoby na przegrzanie narzędzi CNC.
Kiedy następuje przegrzanie narzędzi CNC?
Kiedy w praktyce widać, że maszyna CNC ma zbyt dużą temperaturę? W praktyce, jeśli ujrzysz iskry lub dym, być może spowodowałeś niepotrzebne uszkodzenie narzędzia lub przedmiotu obrabianego. Nawet krótkie wystawienie na działanie nadmiernego ciepła wystarczy, aby zmiękczyć materiał narzędzia i uszkodzić krawędź skrawającą. Warto podkreślić, że dosyć często oznaki przegrzania można zobaczyć na długo przed uszkodzeniem narzędzia. Wyparowanie chłodziwa, czarne lub odbarwione narzędzia, a nawet nietypowe zmiany odstępów mogą oznaczać, że doszło do nadmiernego wzrostu temperatury. Jeśli pojawi się którykolwiek z tych znaków, a nie występują one przy normalnej pracy maszyny CNC, to należy rozważyć, czy sprzęt jest używany w sposób poprawny.
Odprowadzaj chłodziwa i wióry
Chłodziwa płynne nie tylko chłodzą procesy obróbki CNC. Smarują również i usuwają zanieczyszczenia z narzędzi tnących. Dzięki temu procesowi narzędzie przecina stary materiał i pracuje w sposób właściwy. Odpady lub wiórki też mają wysoką temperaturę. Gięcie, cięcie i ścinanie tych małych kawałków metalu z przedmiotu obrabianego nagrzewa je. Nie chcesz, aby twoje narzędzia były owinięte warstwą gorącego metalu. Z tego powodu szybkie odprowadzanie wiórów usuwa również ciepło z procesu cięcia maszyną CNC. Co do zasady – chłodziwo nie jest wymagane, a sprężone powietrze jest wystarczające do zmniejszenia temperatury pracy maszyny CNC. Co prawda nie ochłodzi to narzędzia tak skutecznie, jak płyn, ale zapewni lepsze odprowadzanie wiórów.
Przegrzanie narzędzi CNC – Dodatkowe rady
Niezależnie od tego, czy używasz chłodziwa, czy sprężonego powietrza uwzględnij poniższe kwestie w zakresie chłodzenia maszyny CNC:
- Do cięcia części nie zawsze jest wymagana większa lub dowolna ilość chłodziwa.
- Chłodziwo jest wymagane tylko podczas cięcia materiałów o niskiej przewodności cieplnej, takich jak tytan i niektóre stale.
- Chłodziwo płynne może być wymagane podczas obróbki większych wgłębień, ponieważ sprężone powietrze może nie wystarczyć do usunięcia wszystkich wiórów.
- Pamiętaj, by natryskiwać chłodziwo bezpośrednio na narzędzie, a nie na część aktywną.
- Konsekwentne podawanie chłodziwa podczas całego procesu skrawania jest ważne, aby uniknąć gorących punktów i nagłych szoków termicznych.
- Nie włączaj nagle chłodziwa podczas nagrzewania się narzędzia! Poczekaj, aż narzędzie ostygnie najpierw!
Wybierz odpowiednie narzędzie
Wióry skrawające odgrywają kluczową rolę w usuwaniu ciepła z narzędzi skrawających. Strategie skrawania, które generują za mało wiórów, zmniejszają ilość ciepła usuwanego z procesu obróbki. Wybór odpowiedniego narzędzia do geometrii, rozmiaru, liczby rowków i długości cięcia pomoże zmniejszyć potencjalne wzrost temperatury. Przykładowo, 2-ostrzowe frezy palcowe są idealne do usuwania materiału z miękkich materiałów przewodzących ciepło, takich jak aluminium i miedź. Niestety posiada mniejszą masę lub pojemność cieplną, która może poradzić sobie z ciepłem wytwarzanym przez twardsze, mniej przewodzące materiały. Zużycie narzędzi i powłoki to inne ważne czynniki, które mają realny wpływ na zmianę temperatury na niekorzyść maszyny CNC. Zużyte lub uszkodzone narzędzia tną mniej wydajnie i generują więcej ciepła niż nowe narzędzia. Powłoki narzędzi są często zoptymalizowane pod kątem określonych materiałów. Upewnij się, że wiesz, jakie materiały może obsługiwać twoje narzędzie. Powłoki zaprojektowane w ten sposób, by zmniejszać tarcie i gromadzenie się ciepła podczas frezowania stali mogą wiązać się z innymi materiałami, takimi jak aluminium, w typowych temperaturach skrawania. Pamiętaj o tym, bo to istotny czynnik wpływający na prawidłową temperaturę maszyny CNC.
Należy ustalić właściwą prędkość oraz posuwy
Im większa prędkość poruszanego narzędzia względem części, tym więcej ciepła jest generowane, więc wybranie mniejszej prędkości powinno generować mniej ciepła. Dotyczy to prędkości wrzeciona, zwłaszcza jeśli okaże się, że maszyny CNC wytwarzają bardzo drobne wióry. To ważne, gdyż nawet niewielkie spowolnienie może zmniejszyć wytwarzanie ciepła i wydłużyć żywotność narzędzia. Kompromisem jest oczywiście niższe tempo usuwania materiału i dłuższy czas obróbki. Pamiętaj jednak, że wyłącznie zmniejszenie szybkości posuwu może mieć odwrotny skutek, ponieważ zmniejsza rozmiar wióra i obciążenie – oba kluczowe czynniki w usuwaniu ciepła z operacji skrawania. Źle dobrany luz wiórów oznacza również, że narzędzie spędza trochę więcej czasu na ocieraniu się o obrabiany przedmiot zamiast na skrawaniu. Taka sytuacja może doprowadzić do zbędnego nagrzewania się narzędzia i może spowodować stwardnienie materiału.
Narzędzia CNC- ścieżka
Toczenie CNC ma tendencję do uzyskiwania spójnych, przewidywalnych wyników w zakresie wielkości wiórów, nagrzewania narzędzia i szybkości usuwania materiału. Oprócz bardzo prostych ścieżek narzędzia, szybkość usuwania materiału podczas frezowania nie jest stała. Tradycyjna ścieżka narzędzia do frezowania wykorzystywałaby koniec narzędzia ze stałą prędkością posuwu. Rezultatem jest większa promieniowa głębokość skrawania, mniejsza osiowa głębokość skrawania i zmienny kąt przyłożenia. Skutkuje to nierównomiernym zużyciem narzędzia i wysokimi naprężeniami termicznymi ruchomych części narzędzia. Jedną ze strategii obróbki stosowaną w celu zmniejszenia tego efektu jest frezowanie dynamiczne, które zmniejsza promieniowo grubość wióra (zmniejsza promieniową głębokość skrawania) i utrzymuje stały kąt przystawienia. Innym przykładem jest frezowanie o wysokiej wydajności. Wykorzystuje ono większość osiowej krawędzi skrawającej, aby utrzymać pracę i generować ciepło na większym obszarze. Obie strategie skracają czas kontaktu każdego rowka z materiałem, zmniejszając w ten sposób przenoszenie ciepła do narzędzia. Zwróć uwagę jednak na to, że w obu strategiach prawdopodobnie będziesz musiał zwiększyć prędkość posuwu, celem utrzymania stosownej grubości i obciążenia wióra.
Jeżeli masz problemy z utrzymaniu prawidłowej temperatury maszyny CNC, to nie można ich ignorować. Długotrwałe zbędne nagrzanie sprzętu może spowodować uszkodzenie produktu, bądź doprowadzić do awarii urządzenia podczas pracy. W celu uniknięcia tych problemów warto stosować się do porad, które wymieniliśmy w tym artykule. Informacje w nim zawarte z pewnością pomogą rozwiązać problemy wynikające z przegrzania się maszyny CNC.