I. Principi i faktori uticaja glodanja u usponu i konvencionalnog glodanja na CNC glodalicama
(A) Principi i povezani utjecaji usponnog glodanja
Tokom procesa obrade na CNC glodalici, penjanje glodanjem je specifična metoda glodanja. Kada je smjer rotacije dijela gdje glodalica dodiruje obradak isti kao i smjer pomaka obradka, to se naziva penjanje glodanjem. Ova metoda glodanja je usko povezana s mehaničkim karakteristikama strukture glodalice, posebno s razmakom između matice i vijka. U slučaju penjanja glodanjem, budući da će se sila horizontalne komponente glodanja mijenjati i postoji razmak između vijka i matice, to će uzrokovati pomicanje radnog stola i vijka lijevo i desno. Ovo periodično kretanje je važan problem s kojim se suočava penjanje glodanjem, što čini kretanje radnog stola izuzetno nestabilnim. Oštećenje alata za rezanje uzrokovano ovim nestabilnim kretanjem je očigledno i lako je oštetiti zube alata za rezanje.
Tokom procesa obrade na CNC glodalici, penjanje glodanjem je specifična metoda glodanja. Kada je smjer rotacije dijela gdje glodalica dodiruje obradak isti kao i smjer pomaka obradka, to se naziva penjanje glodanjem. Ova metoda glodanja je usko povezana s mehaničkim karakteristikama strukture glodalice, posebno s razmakom između matice i vijka. U slučaju penjanja glodanjem, budući da će se sila horizontalne komponente glodanja mijenjati i postoji razmak između vijka i matice, to će uzrokovati pomicanje radnog stola i vijka lijevo i desno. Ovo periodično kretanje je važan problem s kojim se suočava penjanje glodanjem, što čini kretanje radnog stola izuzetno nestabilnim. Oštećenje alata za rezanje uzrokovano ovim nestabilnim kretanjem je očigledno i lako je oštetiti zube alata za rezanje.
Međutim, uzlazno glodanje također ima svoje jedinstvene prednosti. Smjer sile vertikalne komponente glodanja tokom uzlaznog glodanja je pritisak obradka na radni sto. U ovom slučaju, fenomeni klizanja i trenja između zuba alata za rezanje i obrađene površine su relativno mali. Ovo je od velikog značaja za proces obrade. Prvo, korisno je smanjiti trošenje zuba alata za rezanje. Smanjenje trošenja zuba alata za rezanje znači da se vijek trajanja alata za rezanje može produžiti, smanjujući troškove obrade. Drugo, ovo relativno malo trenje može smanjiti fenomen očvršćavanja. Očvršćavanje će povećati tvrdoću materijala obratka, što nije pogodno za naredne procese obrade. Smanjenje očvršćavanja pomaže u osiguravanju kvaliteta obrade obratka. Osim toga, uzlazno glodanje također može smanjiti hrapavost površine, čineći površinu obrađenog obratka glatkijom, što je vrlo korisno za obradu obratka s visokim zahtjevima za kvalitetom površine.
Treba napomenuti da primjena uzlaznog glodanja ima određena uvjetna ograničenja. Kada se razmak između vijka i matice radnog stola može podesiti na manje od 0,03 mm, prednosti uzlaznog glodanja mogu se bolje iskoristiti jer se problem kretanja u ovom trenutku može efikasno kontrolirati. Osim toga, pri glodanju tankih i dugih obradaka, uzlazno glodanje je također bolji izbor. Tanki i dugi obradci zahtijevaju stabilnije uvjete obrade tokom procesa obrade. Vertikalna komponenta sile uzlaznog glodanja pomaže u fiksiranju obradka i smanjenju problema poput deformacije tokom procesa obrade.
(B) Principi i srodni utjecaji konvencionalnog glodanja
Konvencionalno glodanje je suprotno od uzlaznog glodanja. Kada se smjer rotacije dijela gdje glodalica dodiruje obradak razlikuje od smjera pomaka obradka, to se naziva konvencionalno glodanje. Tokom konvencionalnog glodanja, smjer sile vertikalne komponente glodanja je podizanje obradka, što će uzrokovati povećanje kliznog razmaka između zuba alata za rezanje i obrađene površine i povećanje trenja. Ovo relativno veliko trenje će donijeti niz problema, kao što su povećanje habanja alata za rezanje i pogoršanje fenomena očvršćavanja obrađene površine. Očvršćavanje obrađene površine će povećati tvrdoću površine, smanjiti žilavost materijala i može uticati na tačnost i kvalitet površine u narednim procesima obrade.
Konvencionalno glodanje je suprotno od uzlaznog glodanja. Kada se smjer rotacije dijela gdje glodalica dodiruje obradak razlikuje od smjera pomaka obradka, to se naziva konvencionalno glodanje. Tokom konvencionalnog glodanja, smjer sile vertikalne komponente glodanja je podizanje obradka, što će uzrokovati povećanje kliznog razmaka između zuba alata za rezanje i obrađene površine i povećanje trenja. Ovo relativno veliko trenje će donijeti niz problema, kao što su povećanje habanja alata za rezanje i pogoršanje fenomena očvršćavanja obrađene površine. Očvršćavanje obrađene površine će povećati tvrdoću površine, smanjiti žilavost materijala i može uticati na tačnost i kvalitet površine u narednim procesima obrade.
Međutim, konvencionalno glodanje također ima svoje prednosti. Smjer sile horizontalne komponente glodanja tokom konvencionalnog glodanja je suprotan smjeru kretanja obratka. Ova karakteristika pomaže da se vijak i matica čvrsto prilegnu. U ovom slučaju, kretanje radnog stola je relativno stabilno. Prilikom glodanja obratka neravnomjerne tvrdoće kao što su odljevci i otkivci, gdje mogu postojati tvrde korice na površini i druge složene situacije, stabilnost konvencionalnog glodanja može smanjiti trošenje zuba alata za rezanje. Jer prilikom obrade takvih obratka alat za rezanje mora izdržati relativno velike sile rezanja i složene uslove rezanja. Ako je kretanje radnog stola nestabilno, to će pogoršati oštećenje alata za rezanje, a konvencionalno glodanje može donekle ublažiti ovu situaciju.
II. Detaljna analiza karakteristika glodanja u usponu i konvencionalnog glodanja na CNC glodalicama
(A) Detaljna analiza karakteristika usponnog glodanja
- Promjene u debljini rezanja i procesu rezanja
Tokom uzlaznog glodanja, debljina rezanja svakog zuba alata za rezanje pokazuje obrazac postepenog povećanja od malog do velikog. Kada zub alata za rezanje tek dodirne obradak, debljina rezanja je nula. To znači da zub alata za rezanje klizi po površini rezanja koju je ostavio prethodni zub alata za rezanje u početnoj fazi. Tek kada zub alata za rezanje prokliza određeno rastojanje po ovoj površini rezanja i debljina rezanja dostigne određenu vrijednost, zub alata za rezanje zaista počinje rezati. Ovaj način promjene debljine rezanja značajno se razlikuje od konvencionalnog glodanja. Pod istim uslovima rezanja, ova jedinstvena metoda početka rezanja ima važan uticaj na habanje alata za rezanje. Budući da zub alata za rezanje ima proces klizanja prije početka rezanja, uticaj na reznu ivicu alata za rezanje je relativno mali, što je korisno za zaštitu alata za rezanje. - Putanja rezanja i trošenje alata
U poređenju sa konvencionalnim glodanjem, put koji zubi alata za rezanje prelaze po obratku tokom uzlaznog glodanja je kraći. To je zato što metoda rezanja uzlaznim glodanjem čini kontaktni put između alata za rezanje i obratka direktnijim. U takvim okolnostima, pod istim uslovima rezanja, habanje alata za rezanje pri korištenju uzlaznog glodanja je relativno malo. Međutim, treba napomenuti da uzlazno glodanje nije pogodno za sve obratke. Budući da zubi alata za rezanje svaki put počinju rezati od površine obratka, ako na površini obratka postoji tvrda opna, kao što su neki obratci nakon livenja ili kovanja bez obrade, uzlazno glodanje nije pogodno. Budući da je tvrda opna relativno visoka, imat će relativno veliki utjecaj na zube alata za rezanje, ubrzati habanje alata za rezanje, pa čak i oštetiti alat za rezanje. - Deformacija rezanja i potrošnja energije
Prosječna debljina rezanja tokom uzlaznog glodanja je velika, što deformaciju rezanja čini relativno malom. Mala deformacija rezanja znači da je raspodjela napona i deformacije materijala obratka tokom procesa rezanja ravnomjernija, što smanjuje probleme obrade uzrokovane lokalnom koncentracijom napona. Istovremeno, u poređenju sa konvencionalnim glodanjem, potrošnja energije kod uzlaznog glodanja je manja. To je zato što je raspodjela sile rezanja između alata za rezanje i obratka tokom uzlaznog glodanja razumnija, smanjujući nepotrebne gubitke energije i poboljšavajući efikasnost obrade. U velikoj proizvodnji ili okruženjima obrade sa zahtjevima za potrošnjom energije, ova karakteristika uzlaznog glodanja ima važan ekonomski značaj.
(B) Dubinska analiza karakteristika konvencionalnog glodanja
- Stabilnost kretanja radnog stola
Tokom konvencionalnog glodanja, budući da je smjer horizontalne sile rezanja koju glodalica vrši na obradak suprotan smjeru kretanja obradka, vijak i matica radnog stola mogu uvijek držati jednu stranu navoja u bliskom kontaktu. Ova karakteristika osigurava relativnu stabilnost kretanja radnog stola. Tokom procesa obrade, stabilno kretanje radnog stola jedan je od ključnih faktora koji osiguravaju tačnost obrade. U poređenju sa uzlaznim glodanjem, tokom uzlaznog glodanja, budući da je smjer horizontalne sile glodanja isti kao i smjer kretanja obradka, kada je sila koju zubi alata za rezanje vrše na obradak relativno velika, zbog postojanja razmaka između vijka i matice radnog stola, radni sto će se pomicati gore-dolje. Ovo kretanje ne samo da narušava stabilnost procesa rezanja i utiče na kvalitet obrade obradka, već može i ozbiljno oštetiti alat za rezanje. Stoga, u nekim scenarijima obrade sa visokim zahtjevima za tačnost obrade i strogim zahtjevima za zaštitu alata, prednost stabilnosti konvencionalnog glodanja čini ga prikladnijim izborom. - Kvalitet obrađene površine
Tokom konvencionalnog glodanja, trenje između zuba alata za rezanje i obratka je relativno veliko, što je istaknuta karakteristika konvencionalnog glodanja. Relativno veliko trenje će uzrokovati ozbiljniji fenomen očvršćavanja obrađene površine. Očvršćavanje obrađene površine će povećati tvrdoću površine, smanjiti žilavost materijala i može uticati na tačnost i kvalitet površine u narednim procesima obrade. Na primjer, kod nekih obrada obratka koje zahtijevaju naknadno brušenje ili visokopreciznu montažu, hladno tvrda površina nakon konvencionalnog glodanja može zahtijevati dodatne procese obrade kako bi se uklonio hladno tvrdi sloj i ispunili zahtjevi obrade. Međutim, u nekim specifičnim slučajevima, kao što je kada postoji određeni zahtjev za tvrdoću površine obratka ili naknadni proces obrade nije osjetljiv na površinski hladno tvrdi sloj, ova karakteristika konvencionalnog glodanja se također može iskoristiti.
III. Strategije odabira glodanja u usponu i konvencionalnog glodanja u stvarnoj obradi
U stvarnoj CNC glodalici, izbor između uzlaznog ili konvencionalnog glodanja mora sveobuhvatno uzeti u obzir više faktora. Prvo, potrebno je uzeti u obzir karakteristike materijala obratka. Ako je tvrdoća materijala obratka relativno visoka i postoji tvrda korica na površini, kao što su neki odljevci i otkivci, konvencionalno glodanje može biti bolji izbor jer konvencionalno glodanje može do određene mjere smanjiti habanje alata za rezanje i osigurati stabilnost procesa obrade. Međutim, ako je tvrdoća materijala obratka ujednačena i postoje visoki zahtjevi za kvalitetom površine, kao što je kod obrade nekih preciznih mehaničkih dijelova, uzlazno glodanje ima više prednosti. Može efikasno smanjiti hrapavost površine i poboljšati kvalitet površine obratka.
U stvarnoj CNC glodalici, izbor između uzlaznog ili konvencionalnog glodanja mora sveobuhvatno uzeti u obzir više faktora. Prvo, potrebno je uzeti u obzir karakteristike materijala obratka. Ako je tvrdoća materijala obratka relativno visoka i postoji tvrda korica na površini, kao što su neki odljevci i otkivci, konvencionalno glodanje može biti bolji izbor jer konvencionalno glodanje može do određene mjere smanjiti habanje alata za rezanje i osigurati stabilnost procesa obrade. Međutim, ako je tvrdoća materijala obratka ujednačena i postoje visoki zahtjevi za kvalitetom površine, kao što je kod obrade nekih preciznih mehaničkih dijelova, uzlazno glodanje ima više prednosti. Može efikasno smanjiti hrapavost površine i poboljšati kvalitet površine obratka.
Oblik i veličina obratka su također važni faktori. Kod tankih i dugih obratka, uzlazno glodanje pomaže u smanjenju deformacije obratka tokom procesa obrade jer vertikalna komponenta sile uzlaznog glodanja može bolje pritisnuti obradak na radni sto. Za neke obratke složenih oblika i velikih dimenzija, potrebno je sveobuhvatno razmotriti stabilnost kretanja radnog stola i habanje alata za rezanje. Ako je zahtjev za stabilnošću kretanja radnog stola tokom procesa obrade relativno visok, konvencionalno glodanje može biti prikladniji izbor; ako se više pažnje posveti smanjenju habanja alata za rezanje i poboljšanju efikasnosti obrade, te pod uslovima koji ispunjavaju zahtjeve obrade, može se razmotriti uzlazno glodanje.
Pored toga, mehaničke performanse same glodalice također će utjecati na izbor penjačkog i konvencionalnog glodanja. Ako se zazor između vijka i matice glodalice može precizno podesiti na relativno malu vrijednost, kao što je manje od 0,03 mm, tada se prednosti penjačkog glodanja mogu bolje iskoristiti. Međutim, ako je mehanička preciznost glodalice ograničena i problem zazora se ne može efikasno kontrolirati, konvencionalno glodanje može biti sigurniji izbor kako bi se izbjegli problemi s kvalitetom obrade i oštećenje alata uzrokovano kretanjem radnog stola. Zaključno, kod obrade CNC glodalicom, odgovarajuća metoda glodanja, penjačkog ili konvencionalnog glodanja, treba biti razumno odabrana prema specifičnim zahtjevima obrade i uvjetima opreme kako bi se postigao najbolji učinak obrade.