CNC Parça İşlemede Diş Frezeleme
Diş frezeleme, CNC işleme merkezlerinde iç ve dış diş üretmek için oldukça çok yönlü ve hassas bir yöntemdir. Geleneksel kılavuz çekmenin aksine, diş frezeleme, diş formunu helisel olarak enterpolasyona tabi tutmak için belirli bir diş profiline sahip dönen bir kesme takımı kullanır. Bu yöntem, özellikle zor malzemeler ve kritik uygulamalar için üstün kontrol, esneklik ve güvenilirlik sunar.
Temel İlkeler
Diş frezeleme, sarmal enterpolasyon - eşzamanlı üç-eksenli koordineli hareket ilkesine göre çalışır; burada takım kendi ekseni etrafında dönerken takım merkezi X-Y düzleminde sarmal bir yol izler ve Z-ekseni dişin ilerlemesiyle senkronize bir hızda ilerler. Bu, iş parçası malzemesi boyunca spiral çizerken aletin kesici kenarlarının zarfı boyunca diş profilini oluşturur.
Diş Frezeleme Takımlarının Çeşitleri
Katı karbür diş frezeleriyüksek hassasiyet gerektiren küçük ve orta ölçekli dişler için kullanılan tam-profil veya kısmi-profil katı araçlardır.Endekslenebilir iplik değirmenleriDeğiştirilebilir kesici uçlara sahip kartuş-tarzı tasarımlara sahiptir, bu da onları maliyet verimliliğinin önemli olduğu büyük dişler ve kaba işleme operasyonları için ideal kılar.Çok-formlu diş frezeleritek bir takımın birden fazla diş adımı üretmesine olanak tanıyarak takım envanterini azaltmak isteyen atölyeler için esneklik sunar.Tek-noktalı diş frezeleritek bir kesme kenarına sahiptir ve birden fazla paso gerektirir; büyük çaplar, özel hatveler ve ağır kaba işleme uygulamaları için uygundur.
Diş Frezeleme Yöntemleri
Dairesel enterpolasyon yöntemi tırmanma frezelemenin tercih edildiği standart yaklaşımdır. Takım, önceden-delinmiş deliğe radyal olarak girer, ardından sarmal bir yol izler. Giriş sırasında takım diş başlangıç derinliğine dalar ve kesme çapına radyal olarak ilerler. Helisel kesme aşaması, diş adımına eşit devir başına Z- ilerlemesi ile 360-derecelik dairesel hareket içerir. Son olarak takım, Z geri çekilmesinden önce radyal olarak merkeze çekilerek çıkar.
Takım yolu hesaplaması için, iç dişlerin takım çapı, nominal çaptan diş derinliğinin ikiyle çarpımından çıkarılarak elde edilen değere eşittir. Helisel enterpolasyon yarıçapı, nominal çap eksi takım çapının ikiye bölünmesine eşittir.
Tam-profil diş frezeleme, 60-derece birleşik veya 55 derece Whitworth profilleri gibi diş biçimiyle tam olarak eşleşen araçları kullanır. Bu yaklaşım, ipliği tek geçişte tamamlar ancak her adım için özel bir alet gerektirir. Kısmi profil diş frezeleme, birden fazla radyal geçiş gerektiren, yalnızca diş tepesini ve kökünü kesen takımlar kullanır, ancak bir takım çeşitli diş hatvelerini kapsayabilir.
Dış diş frezeleme, iş parçasının dördüncü bir eksen kullanarak döner tabla üzerinde döndürülmesini veya aletin sabit bir iş parçası etrafında helisel olarak enterpolasyon yapmasını içerir. Bu yöntem genellikle büyük şaftlar, kurşun vidalar ve sonsuz dişliler için kullanılır ve alete erişim için iş parçasının çevresinde yeterli açıklık gerektirir.
Dokunmaya Göre Avantajları
Diş frezeleme daha uzun takım ömrü sağlar çünkü kesme yükü birkaç kenarda yoğunlaşmak yerine birden fazla kanala ve pasolara dağıtılır. Talaş kontrolü mükemmeldir; musluklarda paketlenme riski taşıyan uzun talaşlar yerine kısa yönetilebilir talaşlar üretir. Malzeme çok yönlülüğü, HRC 65'e kadar sertleştirilmiş çelikler de dahil olmak üzere tüm malzemeleri kapsarken, sert alaşımlarda kılavuz çekmenin sınırlamaları vardır.
Tek bir takım, aynı adım için çeşitli çapları kapsayabilir ve kılavuz çekmenin eşleşemeyeceği diş boyutu esnekliği sunar. Kör deliklerde, diş frezeleme, kılavuzların gerektirdiği eksik diş bölgesi olmadan, dibe kadar dişler üretebilir. Ortaya çıkan iplik kalitesi, üstün yüzey kalitesi ve hassas uyum sağlar.
Bir diş frezesi kırılırsa, aletin diş çapından daha küçük olması nedeniyle onarımı kolaydır. Kırık bir musluğun çıkarılması zordur ve kalıcı olarak sıkışmış olabilir. Diş frezeleme daha düşük tork gerektirir, bu da onu sınırlı güce sahip makinelerdeki büyük dişler için daha uygun hale getirir. Aynı takım, yalnızca iş mili yönünü tersine çevirerek hem sol- hem de sağ- yönlü dişler üretebilir, oysa kılavuz çekme ayrı sol-taraflı kılavuzlar gerektirir.
Kritik Proses Parametreleri
Kesme hızı tipik olarak çelik için dakikada 80 ila 150 metre ve alüminyum için dakikada 150 ila 300 metre arasında değişir; sertleştirilmiş malzemeler için azalmalar vardır. Diş başına ilerleme, malzemeye ve diş adımına bağlı olarak genellikle 0,05 ila 0,15 milimetre arasındadır. Doğruluğu korumak için Z-ekseni beslemesinin devir başına diş adımıyla tam olarak eşleşmesi gerekir.
Tam-profil araçları için radyal etkileşim, tek geçişte diş derinliğinin yüzde 100'ünü kapsar. Kısmi-profil araçları, geçiş başına 0,05 ila 0,10 milimetrelik radyal atlamalar kullanır.
Ön-işleme gereksinimleri, nominal çap eksi adıma yaklaşık olarak eşit bir çapa sahip bir delik açılmasını içerir; ancak bu, diş standardına göre değişir. Delik düz olmalı, doğru-konumlu olmalı ve diş artı boşluk için yeterli derinliğe sahip olmalıdır. Delik girişindeki 45 derecelik pah veya havşa, takım girişine yardımcı olur ve çapak oluşumunu önler.
CNC Programlamanın Temelleri
Tipik bir Fanuc-tarzı G{-kodu programı, delik merkezine konumlandırmayla, takım uzunluğu telafisini ve soğutma sıvısını etkinleştirerek ve ardından bir boşluk düzlemine doğru hızla ilerleyerek başlar. Takım, diş başlangıç derinliğine beslenir, radyal yaklaşma sırasında kesici telafisi etkinleştirilir ve helisel enterpolasyon, uygun dairesel hareket komutuyla yürütülür. Gerekli diş uzunluğu boyunca birden fazla sarmal döngü tekrarlanır, ardından telafi iptal edilir ve takım geri çekilir.
Programlamada dikkate alınması gereken önemli noktalar arasında, iş parçacığı ibresiyle eşleşmesi için doğru saat yönünde veya saat yönünün tersine-helisel enterpolasyon yönünün seçilmesi yer alır. Helisel hareket sırasında kesici telafisi etkin kalmalıdır. Adım doğruluğu, iş mili hızı ile Z-ekseni ilerlemesi arasındaki hassas senkronizasyona bağlıdır. Diş frezesi girişi, takımın hasar görmesini önlemek için düz dalma yerine helisel veya rampa girişi kullanmalıdır.
Ortak Zorluklar ve Çözümler
Büyük veya küçük boyutlu dişler genellikle takım aşınmasından, yanlış takım çapı telafisinden veya hatve hatasından kaynaklanır. Çözüm, takım çapı girişinin doğrulanmasını, aşınma ofsetlerinin kontrol edilmesini ve makinenin kalibre edilmesini içerir. Kötü yüzey kalitesi genellikle yetersiz sertlikten, aşınmış takımlardan veya uygun olmayan hız ve ilerlemelerden kaynaklanır. Bu sorunu çözmek için takım kullanma mesafesinin azaltılması, sertliğin arttırılması ve kesme parametrelerinin optimize edilmesi gerekir.
Çatırtı ve titreşim genellikle uzun takım kullanma mesafesine, ince duvarlara veya harmonik rezonansa işaret eder. Çözümler arasında mümkün olan en kısa takımın kullanılması, kesme derinliğinin azaltılması ve rezonans frekanslarını önlemek için iş mili hızının ayarlanması yer alır. Girişte takım kırılması genellikle düz radyal dalma veya yanlış giriş açılarından kaynaklanır. Helisel rampa girişinin kullanılması ve giriş ilerleme hızının azaltılması bu arızayı önler. Konik dişler makine geometrisi hatasını, takım sapmasını veya termal büyümeyi gösterebilir. Tezgahın dikliğini kontrol etmek, kaba işleme ve ince talaş işleme pasolarını uygulamak ve kesme sıvısı kullanmak bu sorunları tutarlı bir şekilde giderir.
Uygulamalar ve Endüstriler
Havacılık ve uzay endüstrisinde diş frezeleme, kritik toleranslara sahip titanyum ve Inconel bağlantı elemanları üretir. Petrol ve gaz sektörü bu yöntemi büyük-çaplı API boru dişleri ve sondaj dizisi bağlantıları için kullanır. Otomotiv uygulamaları arasında motor bloğu dişleri ve şanzıman bileşenleri bulunur. Tıbbi üretim, titanyum veya PEEK malzemelerinden kemik vidaları ve implant dişleri için diş frezelemeye dayanır. Kalıp ve kalıp endüstrisi, ejektör pimleri için HRC 65'e kadar sertleştirilmiş takım çeliğinden dişler üretir. Genel makine uygulamaları, esnekliğin gerekli olduğu özel dişleri, onarım çalışmalarını ve prototip geliştirmeyi kapsar.
