Kan dette CNC-anboringscenter udføre omvendt anboring og gevindfræsning samtidigt?

Det moderne CNC tappecenter kan udføre omvendt anboring og gevindfræsning, og på mange avancerede modeller kan begge operationer udføres inden for samme bearbejdningsprogram uden manuel indgriben. Hvorvidt de virkelig forekommer "samtidigt" på det samme hul på samme tidspunkt afhænger af maskinens spindeldesign, kontrolarkitektur og værktøjsopsætning. I praksis skifter avancerede CNC-tappecentre mellem disse operationer på få sekunder ved hjælp af automatiske værktøjsskiftere (ATC), hvilket gør processen funktionsfri til produktionsmiljøer.

Denne artikel nedbryder, hvordan omvendt anboring og gevindfræsning fungerer på et CNC-tappecenter, hvilke hardware- og softwarefunktioner der kræves, og hvordan man vurderer, om en specifik maskine opfylder dine gevindskæringsbehov.

Hvad er omvendt bankning på et CNC tappecenter?

Omvendt anboring - også kaldet tilbageskæring eller stiv anboring med vending - er en gevindskæringsproces, hvor spindlen roterer i én retning for at drive hanen ind i emnet, og derefter vender rotationen tilbage for at trække den rent tilbage. Dette er en standardfunktion på stort set alle moderne CNC tappecentre udstyret med stiv tappefunktionalitet .

I stiv anboringstilstand synkroniserer CNC-controlleren spindlens rotationshastighed (RPM) med Z-aksens tilspændingshastighed i præcist forhold til hanens gevindstigning. For eksempel kræver det en Z-aksefremføring på nøjagtigt et M8×1,25 gevind ved 1.000 RPM. 1.250 mm/min . Under tilbagetrækning vender spindlen til den samme synkroniserede hastighed, hvilket forhindrer gevindskader og tapbrud.

Nøgle G-koder, der bruges til dette på almindelige CNC Tapping Center kontrolsystemer omfatter:

• G84 — Standard stiv bankecyklus (tap med uret, tilbagetrækning mod uret)
• G74 — Omvendt slagcyklus (mod uret, tilbagetrækning med uret), bruges til venstregevind
• G84.2 / G84.3 — Forlængede stive tappecyklusser tilgængelig på Fanuc og Mitsubishi controllere for forbedret synkroniseringsnøjagtighed

De fleste CNC-tappecentre fra velrenommerede bygherrer opnår spindelvending indeni 0,05 til 0,1 sekunder , hvilket minimerer cyklustidspåvirkningen under tapping med store mængder.

Hvad er gevindfræsning på et CNC-tappecenter?

Gevindfræsning bruger et roterende flerrillet gevindfræserværktøj, der bevæger sig i en spiralformet interpolationsbane rundt om boringens indvendige omkreds for at skære gevindprofilen. I modsætning til bankning er skærekraften fordelt over flere gennemløb, hvilket gør den ideel til:

• Hårde materialer såsom hærdet værktøjsstål (over 45 HRC) eller Inconel
• Gevind med stor diameter (typisk M20 og derover), hvor tapmoment ville være upraktisk
• Blind huller, hvor spånevakuering er kritisk
• Situationer, der kræver både højre- og venstregevind ved brug af et enkelt værktøj

Gevindfræsning på et CNC anboringscenter kræver samtidig 3-akset interpolation (X-, Y- og Z-akser bevæger sig samtidigt), hvilket understøttes af stort set alle moderne CNC-controllere inklusive Fanuc 0i-MF, Siemens 828D og Mitsubishi M80. En typisk gevindfræsecyklus for et M16×2.0 gevind i rustfrit stål kan bruge en spindelhastighed på 3.500 RPM med en spiralformet fremføringshastighed på 800 mm/min .

Kan et CNC-tappecenter udføre begge operationer i det samme program?

Absolut. Et CNC-anboringscenter med en automatisk værktøjsskifter (ATC) kan udføre omvendt anboring på nogle huller og gevindfræsning på andre inden for et enkelt CNC-program. Maskinen vælger det passende værktøj fra magasinet og skifter automatisk drift. På en maskine med en 24-værktøjs ATC og en værktøjsskiftetid på under 1,5 sekunder (chip-til-chip), denne overgang er næsten umærkelig i den samlede cyklustid.

Tabellen nedenfor sammenligner de to operationer side om side for at hjælpe med at afklare, hvornår hver metode foretrækkes:

Maskinkrav til understøttelse af begge operationer

Ikke alle CNC-tappecentre er lige dygtige. For at kunne udføre både omvendt anboring og gevindfræsning pålideligt, skal maskinen opfylde følgende specifikationer:

Spindel ydeevne

Spindlen skal understøtte et bredt omdrejningstal. Omvendt tapning for små tap (M2–M6) kan kræve hastigheder på 3.000–8.000 RPM , mens gevindfræsning til større gevind i stål måske kun behøver 1.500–3.500 RPM med højere drejningsmoment. En spindel med en nominel effekt på mindst 7,5 kW og 47 Nm drejningsmoment dækker de fleste produktionsscenarier.

CNC-controller-kapacitet

Styringen skal understøtte både konserverede anboringscyklusser (G84, G74) og spiralformet interpolation til gevindfræsning. Controllere som f.eks Fanuc 0i-MF Plus, Siemens 840D sl og Mitsubishi M80 alle understøtter disse funktioner indbygget. Bekræft, at din specifikke controllerversion inkluderer spiralinterpolation som standard, ikke som en betalt mulighed.

Værktøjsholderkompatibilitet

Stiv anboring kræver en solid, ikke-kompenserende værktøjsholder for maksimal synkroniseringsnøjagtighed. Gevindfræsning drager fordel af højpræcisionsspændepatroner (ER-serien) eller hydrauliske patroner med udløb under 0,003 mm , hvilket direkte påvirker trådkvalitet og overfladefinish.

Kølevæskesystem

Til gevindfræsning i dybe huller, kølevæske med gennemgående spindel ved 40–70 bar anbefales stærkt at skylle spåner fra den spiralformede bane. Utilstrækkelig spånevakuering er en af ​​de mest almindelige årsager til gevindfræsningsfejl og overfladefejl.

Eksempel på anvendelse i den virkelige verden

Overvej en hydraulisk manifoldblok lavet af 316 rustfrit stål. Delen kræver:

1. Fireogtyve M6×1,0 gennemgående huller banket ved hjælp af omvendt anboring (G84 rigid cycle) ved 4.500 RPM
2. Fire M30×2.0 portgevind skabt via gevindfræsning ved hjælp af spiralformet interpolation ved 2.200 RPM
3. To M12×1,75 venstregevind ved hjælp af G74 omvendt anboringscyklus

Et CNC-tappecenter med en 32-værktøjs ATC håndterer alle tre operationer i en enkelt opsætning, hvor controlleren automatisk kalder det korrekte værktøj og cyklus for hver funktion. Samlet bearbejdningstid for alle gevindskæringsoperationer: ca. 6,5 minutter , sammenlignet med over 20 minutter, hvis de behandles på separate maskiner. Dette illustrerer kerneproduktionsfordelen ved at kombinere begge funktioner på et enkelt CNC-tappecenter.

Fælles begrænsninger at være opmærksom på

Mens kapaciteten eksisterer, bør brugere være opmærksomme på følgende praktiske begrænsninger, når de konfigurerer et CNC-tappecenter til begge operationer:

• Værktøjsmagasin størrelse: At køre både tapsæt og gevindfræsere samtidig optager hurtigt værktøjslommer. Et magasin med færre end 16 værktøjer kan begrænse fleksibiliteten på komplekse dele.
• Controllerlicens: Nogle CNC-tapping-centre på entry-niveau leveres med spiralinterpolation deaktiveret som standard; aktivering af det kan kræve en betalt softwarelicens fra controllerproducenten.
• Spindel orientering: Gevindfræsning kræver nøjagtig spindel C-aksepositionering i nogle avancerede cyklusser; bekræft, at din maskine understøtter dette, hvis det er nødvendigt.
• Programmeringskompleksitet: G-kode til gevindfræsning er mere kompleks end en simpel G84 anboringscyklus. Brug CAM-software med en gevindfræsningspostprocessor for at reducere programmeringsfejl.

Det velspecificerede CNC-anboringscenter er fuldt ud i stand til at udføre omvendt anboring og gevindfræsning - enten i skiftende rækkefølge inden for det samme program eller som dedikerede operationer på forskellige funktioner i den samme del. Nøglen er at sikre, at maskinen har stiv anboringssynkronisering, 3-akset spiralformet interpolationsunderstøttelse, en dygtig CNC-controller og en passende værktøjsmagasinkapacitet. For producenter, der producerer komplekse dele i hårde materialer, reducerer kombinationen af ​​begge gevindskæringsstrategier på et enkelt CNC-tapping-center betydeligt opsætningstiden, forbedrer konsistensen og sænker de samlede produktionsomkostninger.