Tri glavna problema i rješenja za obradu navoja na CNC tokarilicama
U procesu tokarenja navoja često je potrebno ponovno postaviti i poravnati rezne alate zbog istrošenosti i loma alata za rezanje navoja. Kvaliteta ugradnje i poravnanja alata izravno utječe na točnost tokarenja navoja, posebno kod tokarenja za popravak navoja, koje zahtijeva sekundarno stezanje i poravnavanje alata, što ograničava učinkovitost obrade CNC tokarilica. Kada su zahtjevi za preciznošću navoja visoki, kao što su trapezni navoji, koji zahtijevaju preciznu obradu s obje strane, prvo je potrebna gruba obrada, a zatim se provodi precizna obrada. Ako se problem postavljanja alata i poravnanja alata tijekom obradnog procesa ne može dobro riješiti, navoji za CNC tokarenje neće biti dobro primijenjeni.
Princip obrade navoja kod CNC tokarilica
Postoji značajna razlika između CNC tokarskih navoja i običnih tokarskih navoja. Obični tokarski strojevi vrte navoje preko zupčastog mehaničkog prijenosa i vijčanog spoja, odnosno pri svakom okretaju vretena držač alata pomiče jedan konac navoja. Tijekom cijelog procesa obrade navoja, ovaj prijenosni lanac ne može se odvojiti, inače će se nasumično uvijati.
A CNC tokarenje postiže se slanjem impulsnih signala u CNC sustav preko enkodera instaliranog na vretenu. CNC sustav izvodi računalno upravljanje i šalje upute za upravljanje servo motorom za pomicanje alata kroz kuglični vijak, postižući okretanje navoja. Kako bi se osiguralo da se okretanje navoja ne događa nasumično tijekom višestrukih prolaza alata, početni položaj obrade navoja kontrolira se otkrivanjem impulsnih signala. Kada započne obrada programa, vreteno se okreće i alat čeka da koder vretena pošalje signal sinkronizacije (signal nulte pozicije) prije nego što nastavi s okretnim pokretom. Prilikom okretanja drugog navoja alata, alat se vraća u početni položaj prethodnog tokarenja ili čeka da se primi signal sinkronizacije (signal nulte pozicije) prije ponovnog okretanja. Na taj način, nit je uvijek na istoj spiralnoj liniji, tako da nema potrebe čekati da se primi signal sinkronizacije (signal nulte pozicije) prije ponovnog okretanja. Uzrokuje fenomen kaotične dedukcije.
Problemi u poravnanju alata tijekom tokarenja navoja
1) Prvo stezanje alata za tokarenje
Prilikom prvog stezanja rezača navoja, pojavit će se fenomen nejednake visine između vrha rezača navoja i središta rotacije obratka, što se obično vidi kod rezača za zavarivanje. Zbog grube izrade i netočne veličine držača alata, visinu središta potrebno je podesiti pomoću brtve, a visina središta utječe na stvarni geometrijski kut alata nakon tokarenja. Prilikom ugradnje alata, oštri kut alata je pogrešno poravnat, što može lako uzrokovati pogreške u kutu profila navoja i rezultirati iskrivljenjem profila zuba. Pretjerano produženje rezača navoja može uzrokovati vibracije tijekom strojne obrade, utječući na hrapavost površine navoja.
2) Grubo i fino poravnanje alata za tokarenje
U procesu obrade visokopreciznih navoja i trapeznih navoja potrebno je koristiti dva rezača navoja za grubo i precizno tokarenje. Veliko odstupanje između dva rezača (osobito u Z-smjeru) uzrokovat će povećanje promjera koraka navoja i rezultirati otpadom.
3) Popravite poravnanje alata obratka
Popravak poravnanja izratka: Zbog sekundarnog stezanja izratka, popravljena spirala i prvi rotacijski signal kodera su se promijenili, što je rezultiralo neurednim kopčama tijekom daljnjeg popravka i obrade.
Metode rješavanja problema
1) Vrh rezača navoja mora biti na istoj visini kao središte rotacije obratka. Nakon brušenja ruba alata, upotrijebite predložak za poravnanje alata kako biste poravnali alat prema osi obratka i provjerite je li kut vrha alata pravilno postavljen. Ako koristite CNC stroj za stezanje alata za rezanje, zbog visoke točnosti izrade držača alata, općenito je potrebno samo postaviti držač alata uz bočni rub držača alata.
2) Gruba i fina obrada rezača navoja može se postići postavljanjem određene točke kao referentne točke i korištenjem uobičajene metode poravnanja alata. U stvarnom procesu poravnanja alata koristi se metoda probnog rezanja uz samo neznatnu prilagodbu kompenzacije alata.
3) Kod obrade navoja, ako postoji istrošenost ili lom alata, potrebno je ponovno naoštriti alat i poravnati ga. Ako obradak nije uklonjen radi popravka, jednostavno poravnajte položaj ugradnje rezača navoja s položajem prije uklanjanja, što je jednako obradi s istim alatom za tokarenje.
4) Ako popravljate rastavljeni radni komad, položaj početne točke obrade može se odrediti prije nastavka popravka. Za određivanje početne točke obrade i položaja prvog rotacijskog signala, može se koristiti ispitna šipka za izvođenje tokarenja navoja s površinskom dubinom od 0.05-0.1 mm (svi parametri su isti kao traženi parametri niti). Vrijednost Z je cjelobrojna udaljenost vodnika navoja od desne krajnje strane početne točke navoja. Spiralna linija je ugravirana na površinu kako bi se odredila početna točka okretanja navoja, a linija se označava na odgovarajućem mjestu na površini stezne glave (čak i ako su linija označavanja i početna točka spirale na ispitnoj šipki u istom aksijalnom profilu).
Svrha je zabilježiti položaj signala, ukloniti ispitnu šipku, stegnuti radni komad s navojem koji treba tokariti ili popraviti, a prilikom poravnavanja alata prvo okrenuti alat u položaj za obradu, zatim pomaknuti alat za okretanje u položaj za označavanje na steznu glavu, okrenite steznu glavu, poravnajte liniju za označavanje s glavnim reznim rubom alata za okretanje, a zatim pomaknite vrh alata do bilo kojeg cjelovitog utora s navojem bez okretanja vretena. Zabilježite odgovarajuće apsolutne koordinate Z-osi i na kraju izračunajte koordinate početne točke pozicioniranja Z-osi alata za struganje. Izmijenite koordinate Z-osi početne točke u programu na temelju rezultata izračuna. Formula je z '=z+(n+2) t, gdje je n broj utora navoja od utora navoja trenutnog alata do početne točke navoja, a t je korak.
Primjer: ako je trenutna z vrijednost -10, n je 2, a t je 3, tada
Z '=z+(n+2) t=2
Početna točka nove obrade u smjeru Z je 2.
Tijekom procesa tokarenja navoja, instalacija alata i poravnanje su ključni, posebno za sekundarno tokarenje (popravak) navoja. Tokarenje navoja treba izvoditi na temelju postojećih žljebova za navoje, a ključno je osigurati da položaj signala nulte pozicije vretena bude u skladu s početnom točkom postojeće spirale navoja na obratku tijekom obrade
