I. A kúszómarás és a hagyományos marás alapelvei és befolyásoló tényezői CNC marógépekben
(A) A kúszómarás alapelvei és kapcsolódó hatásai
A CNC marógépek megmunkálási folyamata során a mászómarás egy speciális marási módszer. Amikor a marószerszám munkadarabbal érintkező alkatrész forgásiránya megegyezik a munkadarab előtolási irányával, akkor mászómarásnak nevezzük. Ez a marási módszer szorosan összefügg a marógép mechanikai szerkezeti jellemzőivel, különösen az anya és a csavar közötti hézaggal. Mászómarás esetén, mivel a vízszintes marókomponens ereje megváltozik, és a csavar és az anya között hézag van, ez a munkaasztal és a csavar balra és jobbra mozgását okozza. Ez a periodikus mozgás a mászómarás egyik fontos problémája, ami a munkaasztal mozgását rendkívül instabillá teszi. Az instabil mozgás okozta vágószerszám károsodása nyilvánvaló, és könnyen károsíthatja a vágószerszám fogait.
A CNC marógépek megmunkálási folyamata során a mászómarás egy speciális marási módszer. Amikor a marószerszám munkadarabbal érintkező alkatrész forgásiránya megegyezik a munkadarab előtolási irányával, akkor mászómarásnak nevezzük. Ez a marási módszer szorosan összefügg a marógép mechanikai szerkezeti jellemzőivel, különösen az anya és a csavar közötti hézaggal. Mászómarás esetén, mivel a vízszintes marókomponens ereje megváltozik, és a csavar és az anya között hézag van, ez a munkaasztal és a csavar balra és jobbra mozgását okozza. Ez a periodikus mozgás a mászómarás egyik fontos problémája, ami a munkaasztal mozgását rendkívül instabillá teszi. Az instabil mozgás okozta vágószerszám károsodása nyilvánvaló, és könnyen károsíthatja a vágószerszám fogait.
Az emelkedő marásnak azonban egyedi előnyei is vannak. Az emelkedő marás során a függőleges marókomponens erő iránya a munkadarabot a munkaasztalra nyomja. Ebben az esetben a vágószerszám fogai és a megmunkált felület közötti csúszási és súrlódási jelenségek viszonylag kicsik. Ez nagy jelentőséggel bír a megmunkálási folyamat szempontjából. Először is, előnyös a vágószerszám fogainak kopásának csökkentése szempontjából. A vágószerszám fogainak kopásának csökkentése azt jelenti, hogy a vágószerszám élettartama meghosszabbítható, csökkentve a megmunkálási költségeket. Másodszor, ez a viszonylag kis súrlódás csökkentheti az alakváltozási keményedés jelenségét. Az alakváltozási keményedés növeli a munkadarab anyagának keménységét, ami nem kedvez a későbbi megmunkálási folyamatoknak. Az alakváltozási keményedés csökkentése segít biztosítani a munkadarab megmunkálási minőségét. Ezenkívül az emelkedő marás csökkentheti a felületi érdességet is, így a megmunkált munkadarab felülete simább lesz, ami nagyon előnyös a magas felületi minőségi követelményeket támasztó munkadarabok megmunkálásakor.
Meg kell jegyezni, hogy a mászómarás alkalmazásának vannak bizonyos feltételes korlátai. Ha a csavar és a munkaasztal anyája közötti hézag 0,03 mm-nél kisebbre állítható, akkor a mászómarás előnyei jobban érvényesülnek, mivel a mozgásprobléma ilyenkor hatékonyan szabályozható. Ezenkívül vékony és hosszú munkadarabok marásakor is jobb választás a mászómarás. A vékony és hosszú munkadarabok stabilabb megmunkálási feltételeket igényelnek a megmunkálási folyamat során. A mászómarás függőleges komponensereje segít rögzíteni a munkadarabot és csökkenti az olyan problémákat, mint a deformáció a megmunkálási folyamat során.
(B) A hagyományos marás alapelvei és kapcsolódó hatásai
A hagyományos marás az egyenirányú marás ellentéte. Hagyományos marásról beszélünk, amikor a marószerszám munkadarabbal érintkező alkatrész forgásiránya eltér a munkadarab előtolásának irányától. A hagyományos marás során a függőleges marókomponens erő iránya a munkadarab felemelésére irányul, ami a vágószerszám fogai és a megmunkált felület közötti csúszási távolság növekedését, valamint a súrlódás növekedését okozza. Ez a viszonylag nagy súrlódás számos problémát okoz, például növeli a vágószerszám kopását és súlyosbítja a megmunkált felület felkeményedését. A megmunkált felület felkeményedése növeli a felület keménységét, csökkenti az anyag szívósságát, és befolyásolhatja a későbbi megmunkálási folyamatok pontosságát és felületi minőségét.
A hagyományos marás az egyenirányú marás ellentéte. Hagyományos marásról beszélünk, amikor a marószerszám munkadarabbal érintkező alkatrész forgásiránya eltér a munkadarab előtolásának irányától. A hagyományos marás során a függőleges marókomponens erő iránya a munkadarab felemelésére irányul, ami a vágószerszám fogai és a megmunkált felület közötti csúszási távolság növekedését, valamint a súrlódás növekedését okozza. Ez a viszonylag nagy súrlódás számos problémát okoz, például növeli a vágószerszám kopását és súlyosbítja a megmunkált felület felkeményedését. A megmunkált felület felkeményedése növeli a felület keménységét, csökkenti az anyag szívósságát, és befolyásolhatja a későbbi megmunkálási folyamatok pontosságát és felületi minőségét.
A hagyományos marásnak azonban megvannak a maga előnyei is. A hagyományos marás során a vízszintes marókomponens erő iránya ellentétes a munkadarab előtolási mozgásirányával. Ez a tulajdonság segíti a csavar és az anya szoros illeszkedését. Ebben az esetben a munkaasztal mozgása viszonylag stabil. Egyenetlen keménységű munkadarabok, például öntvények és kovácsolt darabok marásakor, ahol kemény rétegek lehetnek a felületen és más összetett helyzetekben, a hagyományos marás stabilitása csökkentheti a vágószerszám fogainak kopását. Mivel az ilyen munkadarabok megmunkálásakor a vágószerszámnak viszonylag nagy vágóerőket és összetett forgácsolási körülményeket kell elviselnie. Ha a munkaasztal mozgása instabil, az súlyosbítja a vágószerszám károsodását, és a hagyományos marás bizonyos mértékig enyhítheti ezt a helyzetet.
II. A kúszómarás és a hagyományos marás jellemzőinek részletes elemzése CNC marógépekben
(A) A kúszómarás jellemzőinek mélyreható elemzése
- A vágási vastagság és a vágási folyamat változásai
Egyenes marás esetén a vágószerszám minden egyes fogának vágási vastagsága fokozatosan növekszik kicsitől nagyig. Amikor a vágószerszám foga éppen csak hozzáér a munkadarabhoz, a vágási vastagság nulla. Ez azt jelenti, hogy a vágószerszám foga a kezdeti szakaszban a vágószerszám előző foga által hátrahagyott vágási felületen csúszik. Csak akkor kezd el a vágószerszám foga valóban vágni, amikor a vágószerszám foga egy bizonyos távolságot tesz meg ezen a vágási felületen, és a vágási vastagság eléri az adott értéket. A vágási vastagság ilyen módon történő változtatása jelentősen eltér a hagyományos marástól. Azonos vágási körülmények között ez az egyedi vágáskezdési módszer fontos hatással van a vágószerszám kopására. Mivel a vágószerszám foga a vágás megkezdése előtt csúszási folyamaton megy keresztül, a vágószerszám vágóélére gyakorolt hatás viszonylag kicsi, ami előnyös a vágószerszám védelme szempontjából. - Forgácsolási út és szerszámkopás
A hagyományos maráshoz képest a vágószerszám fogainak a munkadarabon bejárt útja rövidebb az emelkedő marás során. Ez azért van, mert az emelkedő marás vágási módszere közvetlenebbé teszi a vágószerszám és a munkadarab közötti érintkezési utat. Ilyen körülmények között, azonos forgácsolási feltételek mellett a vágószerszám kopása emelkedő marás esetén viszonylag kicsi. Meg kell azonban jegyezni, hogy az emelkedő marás nem minden munkadarabhoz alkalmas. Mivel a vágószerszám fogai minden alkalommal a munkadarab felületéről kezdenek vágni, ha a munkadarab felületén kemény bőr van, például egyes öntés vagy kovácsolás utáni munkadaraboknál, az emelkedő marás nem megfelelő. Mivel a kemény bőr keménysége viszonylag magas, viszonylag nagy hatással lesz a vágószerszám fogaira, felgyorsítja a vágószerszám kopását, sőt, károsíthatja a vágószerszámot is. - Vágási deformáció és energiafogyasztás
Az egyenirányú marás során az átlagos forgácsolási vastagság nagy, ami viszonylag kicsivé teszi a forgácsolási deformációt. A kis forgácsolási deformáció azt jelenti, hogy a munkadarab anyagának feszültség- és alakváltozás-eloszlása egyenletesebb a forgácsolási folyamat során, csökkentve a lokális feszültségkoncentráció okozta megmunkálási problémákat. Ugyanakkor a hagyományos maráshoz képest az egyenirányú marás energiafogyasztása kisebb. Ez azért van, mert az egyenirányú marás során a forgácsolóerő eloszlása a vágószerszám és a munkadarab között ésszerűbb, csökkentve a szükségtelen energiaveszteséget és javítva a megmunkálási hatékonyságot. Nagyméretű gyártási vagy energiafogyasztási követelményekkel járó megmunkálási környezetben az egyenirányú marás ezen tulajdonsága fontos gazdasági jelentőséggel bír.
(B) A hagyományos marás jellemzőinek mélyreható elemzése
- A munkaasztal mozgásának stabilitása
Hagyományos marás során, mivel a marószerszám által a munkadarabra kifejtett vízszintes forgácsolóerő iránya ellentétes a munkadarab előtolási mozgásirányával, a munkaasztal csavarja és anyája mindig szorosan tudja tartani a menet egyik oldalát. Ez a tulajdonság biztosítja a munkaasztal mozgásának relatív stabilitását. A megmunkálási folyamat során a munkaasztal stabil mozgása az egyik kulcsfontosságú tényező, amely biztosítja a megmunkálási pontosságot. A hegyesmarással összehasonlítva, hegyesmarás során, mivel a vízszintes maróerő iránya megegyezik a munkadarab előtolási mozgásirányával, amikor a vágószerszám fogai által a munkadarabra kifejtett erő viszonylag nagy, a csavar és a munkaasztal anyája közötti hézag miatt a munkaasztal fel-le mozog. Ez a mozgás nemcsak a forgácsolási folyamat stabilitását rontja, hanem a munkadarab megmunkálási minőségét is súlyosan károsíthatja. Ezért bizonyos megmunkálási helyzetekben, ahol magasak a megmunkálási pontossági követelmények és szigorúak a szerszámvédelem követelményei, a hagyományos marás stabilitási előnye miatt ez a megfelelőbb választás. - Megmunkált felület minősége
Hagyományos marás során a vágószerszám fogai és a munkadarab közötti súrlódás viszonylag nagy, ami a hagyományos marás egyik kiemelkedő jellemzője. A viszonylag nagy súrlódás súlyosbítja a megmunkált felület alakváltozási keményedését. A megmunkált felület alakváltozási keménysége növeli a felület keménységét, csökkenti az anyag szívósságát, és befolyásolhatja a későbbi megmunkálási folyamatok pontosságát és felületi minőségét. Például egyes munkadarab-megmunkálásoknál, amelyek utólagos köszörülést vagy nagy pontosságú összeszerelést igényelnek, a hagyományos marás utáni hidegen keményedő felület további kezelési folyamatokat igényelhet a hidegen keményedő réteg eltávolítására a megmunkálási követelmények teljesítése érdekében. Bizonyos speciális esetekben azonban, például ha a munkadarab felületi keménységére vonatkozóan bizonyos követelmények vannak, vagy a későbbi megmunkálási folyamat nem érzékeny a felület hidegen keményedő rétegére, a hagyományos marás ezen jellemzője is kihasználható.
III. A kúszómarás és a hagyományos marás kiválasztási stratégiái a tényleges megmunkálásban
A CNC marógépek tényleges megmunkálásakor a mászómarás vagy a hagyományos marás kiválasztásánál több tényezőt kell átfogóan figyelembe venni. Először is, a munkadarab anyagjellemzőit kell figyelembe venni. Ha a munkadarab anyagának keménysége viszonylag magas, és a felületén kemény bőr található, például egyes öntvények és kovácsolt darabok esetében, a hagyományos marás jobb választás lehet, mivel a hagyományos marás bizonyos mértékig csökkentheti a vágószerszám kopását, és biztosíthatja a megmunkálási folyamat stabilitását. Ha azonban a munkadarab anyagának keménysége egyenletes, és magasak a felületi minőségre vonatkozó követelmények, például egyes precíziós mechanikai alkatrészek megmunkálásakor, a mászómarásnak több előnye van. Hatékonyan csökkentheti a felületi érdességet és javíthatja a munkadarab felületi minőségét.
A CNC marógépek tényleges megmunkálásakor a mászómarás vagy a hagyományos marás kiválasztásánál több tényezőt kell átfogóan figyelembe venni. Először is, a munkadarab anyagjellemzőit kell figyelembe venni. Ha a munkadarab anyagának keménysége viszonylag magas, és a felületén kemény bőr található, például egyes öntvények és kovácsolt darabok esetében, a hagyományos marás jobb választás lehet, mivel a hagyományos marás bizonyos mértékig csökkentheti a vágószerszám kopását, és biztosíthatja a megmunkálási folyamat stabilitását. Ha azonban a munkadarab anyagának keménysége egyenletes, és magasak a felületi minőségre vonatkozó követelmények, például egyes precíziós mechanikai alkatrészek megmunkálásakor, a mászómarásnak több előnye van. Hatékonyan csökkentheti a felületi érdességet és javíthatja a munkadarab felületi minőségét.
A munkadarab alakja és mérete is fontos szempont. Vékony és hosszú munkadarabok esetén az egyenirányú marás segít csökkenteni a munkadarab deformációját a megmunkálási folyamat során, mivel az egyenirányú marás függőleges komponensereje jobban lenyomhatja a munkadarabot a munkaasztalra. Egyes összetett alakú és nagy méretű munkadarabok esetében átfogóan figyelembe kell venni a munkaasztal mozgásának stabilitását és a vágószerszám kopását. Ha a munkaasztal mozgásának stabilitására vonatkozó követelmény viszonylag magas a megmunkálási folyamat során, akkor a hagyományos marás lehet a megfelelőbb választás; ha nagyobb figyelmet fordítanak a vágószerszám kopásának csökkentésére és a megmunkálási hatékonyság javítására, és a megmunkálási követelményeknek megfelelő feltételek mellett, akkor az egyenirányú marás mérlegelhető.
Ezenkívül a marógép mechanikai teljesítménye is befolyásolja a mászómarás és a hagyományos marás kiválasztását. Ha a marógép csavarja és anyája közötti hézag pontosan beállítható viszonylag kis értékre, például 0,03 mm-nél kisebbre, akkor a mászómarás előnyei jobban érvényesülnek. Ha azonban a marógép mechanikai pontossága korlátozott, és a hézagprobléma nem kezelhető hatékonyan, a hagyományos marás biztonságosabb választás lehet a megmunkálási minőségi problémák és a munkaasztal mozgása által okozott szerszámkárosodás elkerülése érdekében. Összefoglalva, a CNC marógépek megmunkálásakor a megfelelő mászómarási vagy hagyományos marási módszert az adott megmunkálási követelményeknek és a berendezés feltételeinek megfelelően kell kiválasztani a legjobb megmunkálási hatás elérése érdekében.