Как контролировать параметры резания при сверлильно-фрезерной обработке?

При обработке на сверлильно-фрезерных станках контроль параметров резания является ключевым звеном обеспечения качества обработки, безопасности оборудования и эффективности производства. Мониторинг состояния резки в режиме реального времени позволяет оперативно обнаруживать отклонения и корректировать параметры процесса, чтобы предотвратить повреждение инструмента, брак заготовки или перегрузку станка.

I. Параметры резания стержня и значение их контроля

При сверлении и фрезеровании в основном необходимо контролировать следующие ключевые параметры:

Скорость шпинделя и скорость подачи ‌

Скорость шпинделя (об/мин) и скорость подачи (мм/мин) напрямую влияют на скорость съема материала и качество поверхности. Если оно слишком высокое, это приведет к перегреву и износу режущего инструмента; если оно слишком низкое, это повлияет на эффективность. Его можно напрямую считывать с помощью системы числового программного управления, сравнивать и корректировать в сочетании со свойствами материала.

Сила резания и нагрузка на шпиндель ‌

Изменение силы резания отражает силовое состояние режущего инструмента. Когда режущий инструмент изнашивается или на заготовке появляются твердые участки, сила резания значительно возрастает. Система DNC может собирать данные о нагрузке шпинделя в режиме реального времени. Если он аномально поднимется, он выдаст предупреждение и предложит вам проверить инструмент или отрегулировать параметры.

Температура резания и вибрация ‌

Высокие температуры ускоряют окисление и износ режущих инструментов, а вибрация может вызвать появление вибрационных следов на обработанной поверхности или даже поломку инструмента. Мониторинг температуры на кончике инструмента с помощью инфракрасного термометра или термопары и определение амплитуды вибрации с помощью датчика ускорения могут помочь определить стабильность обработки.

Звуковые и шумовые характеристики‌

Обычный звук резки плавный и непрерывный. Если слышен стук или резкий шум, это часто указывает на то, что инструмент ослаблен, изношен или вот-вот сломается. Датчики акустической эмиссии (АЭ) могут улавливать слабые сигналы волн напряжения, обеспечивать раннее предупреждение о неисправности, имеют высокую чувствительность и умеренную стоимость.

Состояние охлаждения и смазки ‌

Скорость потока, давление и положение распыления смазочно-охлаждающей жидкости влияют на рассеивание тепла и эффект удаления стружки. Мониторинг рабочего состояния системы охлаждения, чтобы гарантировать, что в зоне обработки всегда находятся эффективные условия охлаждения, особенно важен при сверлении глубоких отверстий.

Ⅱ. Общие методы и технические средства мониторинга

Современные сверлильно-фрезерные станки в основном используют интегрированное решение «датчики + системы управления» для обеспечения автоматического мониторинга.

Многофункциональная система сбора данных ‌: синхронно собирает несколько сигналов, таких как сила, температура, вибрация и ток, проводит корреляционный анализ и повышает точность принятия решений.

ПЛК и человеко-машинный интерфейс (HMI): отображение рабочего состояния и аварийной информации по каждой оси в режиме реального времени, поддержка ручного вмешательства и изменения параметров, что облегчает отладку и обслуживание.

Онлайн-измерение и адаптивное управление ‌: в сочетании с лазерными датчиками смещения или датчиками оно позволяет определять размеры заготовки в режиме онлайн, а система может автоматически компенсировать ошибки износа инструмента.

Мониторинг мощности и тока ‌: косвенно определяет состояние инструмента посредством изменения мощности главного двигателя. Например, при глубоком сверлении монитор GKQ может определить, происходит ли удаление стружки неравномерно, на основании внезапного увеличения мощности, и быстро остановить станок для очистки стружки.

Ⅲ. Практические рекомендации по эксплуатации

На этапе черновой обработки: сосредоточьтесь на нагрузке резания и динамически регулируйте глубину резания и скорость подачи в соответствии с таблицей нагрузок, чтобы максимизировать эффективность станка.

На этапе чистовой обработки: сосредоточьтесь на контроле образования наростов на кромках и углах, оптимизируйте угол распыления смазочно-охлаждающей жидкости и избегайте колебаний качества поверхности.

При массовом производстве ‌ : установите таймер срока службы инструмента. По достижении заданного времени обработки автоматически выдается запрос на замену, чтобы предотвратить дефекты партии, вызванные усталостью инструмента.

Ненормальная процедура обращения ‌: При обнаружении ненормальной нагрузки, усиленной вибрации или внезапного изменения звука обработку следует немедленно приостановить, чтобы проверить целостность инструмента и состояние зажима заготовки.