Rozsah použitia a hlavné objekty obrábania pre CNC frézovanie

CNC frézovanie nie je určené na to, aby nahradilo všetky druhy obrábacích úloh -, najlepšie sa používa tam, kde jeho programovateľné, viacosové,-vysoko presné{1}}osové možnosti ponúkajú skutočnú výhodu oproti konvenčnému (manuálnemu) frézovaniu. Typický rozsah obrábania pre CNC frézovanie zahŕňa nasledujúce kategórie:
 

Zakrivené obrysy na obrobku: priame čiary, kruhové oblúky, závity alebo špirálové krivky a - najmä - nekruhové krivky{2}} a tabuľkové (zoznam{3}}definované) krivky, ktoré sú dané matematickými výrazmi. Toto sú presne tie druhy profilov, ktoré je mimoriadne ťažké, alebo prakticky nemožné, presne ručne obrábať na konvenčnej frézke, pretože ručný operátor nemá žiadny spoľahlivý spôsob, ako nepretržite sledovať krivku definovanú vzorcom. Naproti tomu CNC riadiaca jednotka môže interpolovať pozdĺž týchto matematicky definovaných dráh bod po bode s vysokou polohovou presnosťou, čo je presne dôvod, prečo sa takéto obrysy považujú za jadro CNC frézovania.
 

Priestorové krivky alebo zakrivené plochy, pre ktoré už bol vytvorený matematický model. Po matematickom definovaní povrchu alebo krivky -, či už prostredníctvom explicitných rovníc, parametrických definícií alebo súboru súradnicových údajových bodov, - CNC programovací softvér môže previesť tento model priamo na dráhu nástroja. Vďaka tomu je CNC frézovanie prirodzenou voľbou vždy, keď už existujú konštrukčné údaje v digitálnej, matematicky opísateľnej forme, pretože proces obrábania môže zdediť rovnakú presnosť, aká bola súčasťou samotnej matematickej definície.
 

Oblasti, ktoré sú geometricky jednoduchého tvaru, ale majú početné rozmery a je ťažké ich kontrolovať. Dokonca aj súčiastka, ktorá na papieri vyzerá priamočiaro, sa môže stať pre obsluhu vážnou záťažou, ak má veľké množstvo jednotlivých rozmerov, ktoré je potrebné všetky zmerať a overiť. CNC frézovanie znižuje túto záťaž, pretože postupnosť obrábania a rozmery sú riadené priamo programom, čím sa obmedzujú kroky manuálneho merania a riziko kumulatívnej chyby, ktorá pochádza z opakovaného manuálneho polohovania.

Vnútorné dutiny, škatule-vnútra a podobné prvky, ktoré je ťažké pozorovať, kontrolovať a kontrolovať pri obrábaní na bežnom obrábacom stroji. Na manuálnom stroji sa operátor pri posudzovaní pokroku a presnosti zvyčajne spolieha na priame vizuálne pozorovanie a{2}}hmat. Uzavreté dutiny a vnútorné krabicové štruktúry sú prirodzene ťažko viditeľné počas rezu, čo spôsobuje, že ručné ovládanie je nespoľahlivé. CNC stroj nezávisí od zorného poľa operátora - nástroj sleduje vopred-naprogramovanú dráhu so známou, opakovateľnou trajektóriou, vďaka čomu je oveľa vhodnejší na vytváranie presnej vnútornej geometrie, ktorú človek nemôže jednoducho sledovať okom.

Otvory alebo rovné povrchy, ktoré nesú prísne požiadavky na rozmery. Tam, kde sa priemer otvoru, tolerancia rovinnosti alebo tolerancia polohy musia udržiavať v úzkom rozsahu, opakovateľnosť CNC polohovania a riadenia posuvu ponúka úroveň konzistencie, ktorú je ťažké zaručiť manuálnou prevádzkou, najmä v rámci série dielov.

Jednoduché povrchy alebo tvary, ktoré možno pohodlne obrábať pozdĺž cesty, v rámci rovnakého nastavenia upínania ako ostatné funkcie. Ak je obrobok už upnutý a je obrábaný kvôli svojim primárnym vlastnostiam, často má zmysel nechať CNC program dokončiť aj akékoľvek malé, jednoduché, náhodné povrchy alebo tvary v rovnakom nastavení, namiesto toho, aby ste vyžadovali samostatnú operáciu alebo iný stroj -, ušetrí sa tým čas nastavenia a zabráni sa zavedeniu novej chyby polohovania.

Všeobecný obsah obrábania, kde použitie CNC frézovania môže zmysluplne zlepšiť efektivitu výroby a znížiť náročnosť práce, aj keď samotný obsah nie je obzvlášť zložitý. Inými slovami, CNC frézovanie nie je vyhradené len pre geometricky náročnú prácu -, ale je tiež opodstatnené vždy, keď ponúka jasnú produktivitu alebo ergonomické výhody v porovnaní s konvenčnými metódami, ako je zníženie únavy operátora pri opakovaných úlohách alebo skrátenie času cyklu vďaka rýchlejším a konzistentnejším dráham nástroja.

Celkovo možno povedať, že hlavné kategórie dielov, ktoré sú vhodné na CNC frézovanie, spadajú do štyroch širokých skupín: rovinné-konturové diely, diely s premenlivým-skosením-uhlom, priestorové -zakrivené-povrchové- diely a diely s otvormi a závitmi.

Ako je uvedené vyššie, hlavnými obrábacími objektmi vhodnými na CNC frézovanie sú rovinné{0}}konturové časti, časti s premenlivým-skosením-uhlom, priestorové-zakrivené{4}}povrchové-časti a časti s otvormi a závitmi. Každá z týchto kategórií má svoje vlastné definujúce charakteristiky, ktoré stojí za to podrobnejšie preskúmať.

Časti rovinného -typu sú charakteristické opracovanými povrchmi, ktoré môžu byť rovnobežné s horizontálnou rovinou, kolmé na horizontálnu rovinu alebo nastavené v pevnom uhle vzhľadom k horizontálnej rovine. Charakteristickým znakom je, že bez ohľadu na orientáciu, každý jednotlivý povrch zostáva plochou rovinou a nie zakrivenou - samotná rovina môže sedieť v akomkoľvek uhle v priestore, ale neohýba sa ani nezakrivuje.

Prevažná väčšina dielov, s ktorými sa v praxi stretávame, patrí do tejto rovinnej kategórie, vďaka čomu ide o najbežnejšiu - a vo všeobecnosti najjednoduchšiu - triedu dielov, s ktorými sa manipuluje pri CNC frézovaní. Pretože sú tieto povrchy skôr geometricky ploché než súvisle zakrivené, ich opracovanie zvyčajne nevyžaduje úplnú simultánnu viacosovú interpoláciu. Vo väčšine prípadov stačí použiť trojosovú CNC frézku, ktorá pracuje buď s dvojosovým alebo trojosovým prepojením, čo znamená, že stroj potrebuje iba koordinovať pohyb pozdĺž dvoch alebo troch osí naraz, namiesto toho, aby kontinuálne spájal všetky osi počas rezu. Táto relatívna jednoduchosť je súčasťou toho, prečo sú diely rovinného -typu často východiskovým bodom pre školenie v oblasti CNC frézovania a základnú produkčnú prácu - logika programovania je priamočiarejšia, výber nástroja zhovievavejší a výsledné dráhy nástroja sa dajú ľahšie overiť a skontrolovať ako dráhy potrebné pri práci so zakriveným-povrchom.

Zakrivené časti -povrchového{1}}typu sú v jasnom kontraste s časťami s rovinným{2}}typom. Ich definujúcou charakteristikou je, že obrobený povrch je priestorový (troj{4}}dimenzionálny) zakrivený povrch, a nie plochá rovina. Pretože samotný povrch je kontinuálne zakrivený, geometrický vzťah medzi rezným nástrojom a obrobkom je zásadne odlišný od rovinného obrábania: počas celého procesu obrábania si obrobený povrch a fréza udržiavajú v každom danom okamihu iba bodový kontakt, a nie širší a stabilnejší kontakt, ktorý môže udržať plochý frézovací nástroj s plochým -spodným alebo čelným{7}} povrchom.

Vzhľadom na tento bodový{0}}kontaktný vzťah kladie dosiahnutie hladkého a presného konečného povrchu na zakrivených-častiach s povrchom oveľa väčšie požiadavky na výber nástroja, hustotu dráhy nástroja a{2}}kontrolu krokov. Na operácie povrchovej úpravy tejto kategórie súčiastok je najčastejšie používaným nástrojom fréza s guľovým-článkom (guľovým{5}}koncom). Zaoblený hrot guľovej-frézy je špecificky vhodný na udržiavanie konzistentného bodového kontaktu pri jej pohybe po neustále sa meniacom zakrivenom povrchu, čo umožňuje dosiahnuť hladšiu a presnejšiu povrchovú úpravu na komplexnej trojrozmernej -geometrii, než akú by mohla dosiahnuť plochá-fréza alebo čelná fréza. To je dôvod, prečo sa pri povrchovej{11}dokončovacej práci CNC{11}}guľová fréza{12}}považuje za predvolenú voľbu vždy, keď je konečná geometria skutočná priestorová krivka, a nie plochá alebo jednoducho{13}}uhlová rovina.

Ako celok si CNC frézovanie zasluhuje svoje miesto v plánovaní procesov v dielni práve v tých situáciách, v ktorých konvenčné frézovanie zápasí: matematicky definované a nekruhové kontúry, priestorové povrchy so zavedeným matematickým modelom, rozmerovo husté alebo ťažko-kontrolovateľné-prvky, skryté vnútorné dutiny, zachytené jednoduché a tolerančné jednoduché diery a roviny, ktoré je možné nastaviť, Štyri hlavné kategórie častí - rovinné-kontúry, premenlivé-skosenie-uhol, priestorový-zakrivený-povrch a diera-a-závitové časti - poskytujú praktický rámec pre rozhodovanie, či už v procese, či už ide o originálny prvok pre plánovanie CNC,{13}} efektívne konvenčnými prostriedkami. Rovinné súčiastky, ktoré sú geometricky jednoduchšie, vo všeobecnosti vyžadujú len dvoj{15}} alebo troj{16}}prepojenie, zatiaľ čo súčiastky so zakriveným{17}}povrchom vyžadujú starostlivejší výber nástroja - zvyčajne guľovú{19}}frézu - práve kvôli bodovému-povahe ich opracovania.