Процесът на рязане на метал често е придружен от образуване на грапавини. Наличието на грапавини не само намалява точността на обработката и качеството на повърхността на детайла, но също така влияе върху работата на продукта и понякога дори причинява злополуки. Почистването е непродуктивен процес, който не само увеличава себестойността на продукта и удължава производствения цикъл на продукта, но също така води до бракуване на целия продукт поради неправилно почистване, което води до икономически загуби.
Тъй като отстраняването на ръбове е толкова трудоемко, по-добре е да се намери начин да се контролира от източника. Днес ще научим как да намалим образуването на грапавини при челно фрезоване.
Основни форми на резки при челно фрезоване
Съгласно системата за класификация на движението на рязане - неравностите на режещия ръб, неуредиците, генерирани в процеса на крайно фрезоване, включват главно неуредици от двете страни на основния ръб, неуредици в посоката на рязане при странично рязане, неуредици в посоката на рязане при долно рязане, и захранване и захранване. Има пет форми на насочени брусове (вижте Фигура 1).
Най-общо казано, в сравнение с други борчета, борчетата в посока на рязане, изрязани от долния ръб, имат характеристиките на голям размер и трудно отстраняване. Поради тази причина, този документ приема бора за посока на рязане, изрязан от долния ръб, като основен изследователски обект за извършване на изследвания. В зависимост от размера и формата на неравностите в посоката на рязане на долния ръб при челно фрезоване, те могат да бъдат разделени на следните три типа: неравности тип I (по-голям размер, трудни за отстраняване и по-високи разходи за отстраняване), тип II заусенци (по-малък размер Малки, не могат да бъдат отстранени или отстранени лесно) и заусенци тип III са отрицателни заусеници (както е показано на фигура 2).
Фигура 2 Видове неравности в посоката на рязане, изрязани от долния ръб по време на фрезоване
Основните фактори, влияещи върху образуването на грапавини при фрезоване
Образуването на бръчки е много сложен процес на деформация на материала. Различни фактори, като свойства на материала на детайла, геометрия, повърхностна обработка, геометрия на инструмента, траектория на рязане на инструмента, износване на инструмента, параметри на рязане и използване на охлаждаща течност, всички те пряко влияят върху образуването на неравности. Фигура 3 е блокова диаграма на факторите, влияещи върху резките при крайно фрезоване. При специфични условия на фрезоване, формата и размерът на ръбовете при крайно фрезоване зависят от комбинираните ефекти на различни влияещи фактори, но различните фактори имат различен ефект върху образуването на ръбове.
01 Вход/изход на инструмента
Като цяло, ръбът, генериран, когато инструментът се завинти от детайла, е по-голям от ръба, генериран, когато инструментът се завинти в детайла. Както е показано на Фигура 4, Фигура 4а показва крайната повърхност на инструмента, завинтващ се от детайла, който е предразположен към образуване на по-големи разрези от тип I, докато на Фигура 4b инструментът се завинтва в детайла и генерираните грапавини обикновено са неравности тип II. Добавете WeChat: Yuki7557, за да изпратите урок за 10G CNC
Фиг.4 Влияние на метода на фрезоване върху образуването на грапавини
02 Ъгъл на равнинен разрез
Ъгълът на равнинното рязане има голямо влияние върху образуването на неравности в посоката на рязане при рязане на долния ръб. Ъгълът на изрязване на равнината се определя като посоката на скоростта на рязане (векторен синтез на скоростта на инструмента и скоростта на подаване) и ъгълът между ориентациите на крайните повърхности на детайла. Посоката на крайната повърхност на детайла е от точката на завинтване на инструмента до точката на завинтване на инструмента. Както е показано на фигура 5, Ψ е ъгълът на срязване на равнината и неговият диапазон е 0 градуса<>
Фигура 5 Ъгъл на изрязване на равнина
Резултатите от теста показват, че височината на бора се променя с дълбочината на рязане, т.е. борерът се променя от тип I до тип II с увеличаване на дълбочината на рязане. Минималната дълбочина на фрезоване, която произвежда неравности тип II, обикновено се нарича гранична дълбочина на рязане, изразена в dcr. Фигура 6 показва ефекта на плоския преден ъгъл и дълбочината на рязане върху височината на борда при обработка на алуминиева сплав.
Фиг.6 Форма на брус и ъгъл на рязане на равнина и дълбочина на рязане
От фигура 6 може да се види, че колкото по-голям е ъгълът на изрязване на равнината, толкова по-голяма е граничната дълбочина на рязане; когато ъгълът на изрязване на равнината е по-голям от 120 градуса, размерът на бора от тип I е по-голям и граничната дълбочина на рязане за прехода към бора от тип II също е голяма. Следователно, малък ъгъл на рязане в равнина е благоприятен за генериране на неравности от тип II, тъй като колкото по-малко е Ψ, поддържащата коравина на крайната повърхност е относително подобрена и е по-малко вероятно да се образуват неравности.
Може да се види от Фигура 5, че размерът и посоката на скоростта на подаване ще имат определено влияние върху размера и посоката на съставната скорост v, а след това ще окажат влияние върху ъгъла на рязане на равнината и образуването на неравности. Следователно, колкото по-големи са скоростта на подаване и ъгълът на изместване на изходния ръб, толкова по-малък е Ψ, толкова по-благоприятен е за потискане на образуването на по-големи неравности (както е показано на фигура 7).
Фиг.7 Влияние на посоката на подаване върху образуването на неравности
03 Изходна последователност на носа на инструмента EOS
По време на челно фрезоване размерът на бора до голяма степен се определя от изходната последователност на върховете на инструмента. Както е показано на фигура 8: точка A е точката на второстепенния режещ ръб, точката C е точката на главния режещ ръб, а точка B е върха на върха на инструмента. Приема се, че върхът на инструмента е остър, т.е. радиусът на дъгата на върховете на инструмента не се взема предвид. Ако ръбът BC излезе от детайла първи, а ръбът AB излезе от детайла по-късно, стружките са шарнирно закрепени към обработената повърхност и с напредването на фрезоването стружките се изтласкват от детайла, образувайки по-голям долен ръб и изрязвайки посоката на рязане се изглажда. Ако ръбът AB излезе от детайла първи, а ръбът BC излезе от детайла по-късно, чипът се закача на преходната повърхност и се изрязва от детайла, образувайки долен ръб с по-малък размер, който изрязва ръба в посоката на рязане.
Тестът показва, че: ①Изходната последователност на върха на инструмента, която увеличава размера на резеца, е: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Резултатите, получени от EOS, са същите, но при една и съща изходна последователност, размерът на резеца, произведен от пластмасови материали, е по-голям от този, получен от крехки материали.
Изходната последователност на носа на инструмента е свързана не само с геометричната форма на инструмента, но и с фактори като скорост на подаване, дълбочина на фрезоване, геометричен размер на детайла и условия на рязане. Това е комбинация от различни фактори, които оказват влияние върху образуването на грапавини.
Фигура 8 Изходна последователност на върха на инструмента и образуване на грапавини
04 Други фактори
① Параметри на фрезоване, температура на фрезоване, среда на рязане и т.н. също ще имат определено влияние върху образуването на неравности. Влиянието на някои основни фактори като скорост на подаване, дълбочина на фрезоване и т.н. е отразено от теорията за равнинния ъгъл на рязане и теорията на EOS за последователността на излизане от върха на инструмента. Тук няма да навлизам в подробности.
②Колкото по-добра е пластичността на материала на детайла, толкова по-лесно е да се оформят I-тип неравности. В процеса на челно фрезоване на крехки материали, ако скоростта на подаване или ъгълът на рязане на равнината е голям, това е благоприятно за образуването на заусенци тип III (недостатъци).
③Когато ъгълът между крайната повърхност на детайла и обработваната равнина е по-голям от прав ъгъл, образуването на грапавини може да бъде потиснато поради повишената опорна твърдост на крайната повърхност.
④Използването на течност за фрезоване е благоприятно за удължаване на живота на инструмента, намаляване на износването на инструмента, смазване на процеса на фрезоване и намаляване на размера на бора.
⑤ Износването на инструмента има голямо влияние върху образуването на грапавини. Когато инструментът се износи до известна степен, дъгата на върха на инструмента се увеличава, не само размерът на резеца в посоката на излизане от инструмента се увеличава, но също така и размерът на грапавиците в посоката на рязане на инструмента. Механизмът трябва да бъде допълнително проучен в дълбочина.
⑥Други фактори, като например материалите на инструментите, също имат известно влияние върху образуването на грапавини. При същите условия на рязане диамантените инструменти са по-благоприятни за потискане на образуването на грапавини, отколкото други инструменти.
Основни начини за контрол на образуването на грапавини при челно фрезоване
Образуването на резки при крайно фрезоване се влияе от много фактори, то не е свързано само със специфичния процес на фрезоване, но и със структурата на детайла, геометрията на инструмента и други фактори. За да се намалят неравностите при крайно фрезоване, генерирането на неравности трябва да се контролира и намали от много аспекти.
01 Разумен структурен дизайн
Образуването на грапавини се влияе до голяма степен от структурата на детайла. Структурата на детайла е различна, а формата и размерът на неравностите по ръбовете след обработка също са много различни. Ако материалът на детайла и повърхностната обработка са предварително определени, геометрията и ръбът на детайла са важен фактор при определяне на образуването на неравности. Фигура 9 показва, че скосяването е добавено към крайната повърхност на детайла, за да се намалят неравностите.
Фигура 9 Добавете метод за скосяване на изходния ръб
02 Подходяща последователност на обработка
Последователността на обработка също има известно влияние върху формата и размера на резците на крайното фрезоване. В зависимост от формата и размера на неравностите, работното натоварване и свързаните с това разходи за отстраняване на неравности също са различни. Следователно изборът на подходяща последователност на обработка е ефективен начин за намаляване на разходите за премахване на ръбове. Фигура 10 показва използването на подходяща последователност на обработка за контролиране на генерирането на по-големи неравности.
Фигура 10 Изберете метода за управление на последователността на обработка
На Фигура 10а, ако отворът се пробие първо и след това равнината се фрезова, по обиколката на отвора лесно се генерират големи изрязващи и фрезови неравности; ако равнината се фрезова първо и след това дупката се пробие, има само малки дупки за пробиване-врязване по обиколката на дупката. По същия начин, на Фигура 10b, размерът на резеца, образуван чрез фрезоване първо на горната повърхност и след това на фрезоване на вдлъбнатия контур, е по-малък от този, образуван чрез механична обработка първо на вдлъбнатия контур и след това на фрезоване на равнината.
03 Избягвайте изтеглянето на инструмента
Избягването на изтеглянето на инструмента е ефективен начин за избягване на образуването на грапавини, тъй като изтеглянето на инструмента е основният фактор за образуване на грапачини в посоката на рязане. Обикновено фрезата произвежда по-големи неравности, когато се развие от детайла, и по-малки, когато се завинти в детайла. Следователно фрезата трябва да се избягва да се върти колкото е възможно по време на обработката. Както на Фигура 4, бъгът, получен с помощта на Фигура 4b, е по-малък от този, получен на Фигура 4а.
04 Изберете подходящ маршрут на рязане
От предишния анализ може да се види, че когато ъгълът на изрязване на равнината е по-малък от определена стойност, размерът на генерирания брус е по-малък. Ъгълът на равнинното рязане може да се променя чрез промяна на ширината на фрезоване, скоростта на подаване (величина и посока) и скоростта на въртене (величина и посока). Следователно, генерирането на неравности от тип I може да бъде избегнато чрез избор на подходяща траектория на инструмента (вижте Фигура 11).
Фигура 11 Управление на метода на пътя на инструмента
Фигура 11а показва традиционната зигзагообразна траектория на инструмента, а защрихованата част на фигурата показва частта, където могат да се генерират големи неравности в посоката на рязане. Фигура 11b използва подобрена траектория на инструмента, която може да избегне генерирането на режещи неравности. Въпреки че траекторията на инструмента на Фиг. 11b е малко по-дълга от тази на Фиг. 11a и отнема малко повече време за фрезоване, тъй като не е необходим допълнителен процес на отстраняване на ръбове, използването на Фиг. 11a изисква много време за отстраняване на ръбове (въпреки че щрихованата част на фигурата Тоест, няма много места, където се генерират неравностите, но всички ръбове, където се намират неравностите, трябва да бъдат преминати при действително отстраняване на неравности), така че като цяло маршрутът на рязане, показан на Фигура 11b, е по-добър от маршрута, показан на Фигура 11а по отношение на контрола на неравностите.
05 Изберете подходящи параметри на смилане
Параметрите на крайно фрезоване (като подаване на зъб, ширина на крайно фрезоване, дълбочина на крайно фрезоване и геометричен ъгъл на инструмента и т.н.) имат известно влияние върху образуването на неравности. Таблица 1 изброява няколко принципа за избор на параметри на крайно фрезоване, за да се намали размерът на ръба.
Таблица 1 Видове заусенци и методи за лечение
5 специални метода за отстраняване на ръбове
01 Електролитно почистване
Така нареченото електролитно премахване на грапавите е химически метод за премахване на грапавини, който може да отстрани неравностите след механична обработка, шлайфане и щамповане и да закръгли или скоси острите ръбове на метални части.
Електролитен машинен метод, който използва електролиза за отстраняване на неравности от метални части, съкратено като ECD на английски. Фиксирайте катода на инструмента (обикновено месингов) близо до частта на детайла, с определена междина (обикновено 0.3-1 mm) между двата. Проводимата част на катода на инструмента е подравнена с ръба на бора, а другата повърхност е покрита с изолационен слой, така че електролизата да се концентрира върху частта на бора. Добавете WeChat: Yuki7557, за да изпратите урок за 10G CNC
По време на обработката катодът на инструмента е свързан към отрицателния полюс на DC захранването, а детайлът е свързан към положителния полюс на DC захранването. Електролит с ниско налягане (обикновено воден разтвор на натриев нитрат или натриев хлорат) с налягане от 0.1 до 0.3 MPa протича между детайла и катода. Когато захранването с постоянен ток е включено, неравностите ще бъдат отстранени чрез анодно разтваряне и отнесени от електролита.
снимка
Електролитът е корозивен до известна степен и детайлът трябва да бъде почистен и защитен от ръжда след премахване на мухъл. Електролитното почистване е подходящо за премахване на неравности в скрити части на пресичащи се отвори или части със сложни форми. Производствената ефективност е висока и времето за премахване на ръбове обикновено отнема само няколко секунди до десетки секунди.
Този метод често се използва за премахване на грапаве на зъбни колела, шлици, биели, тела на клапани и отвори за преминаване на масло на коляновия вал, както и за заобляне на остри ъгли. Недостатъкът е, че околностите на частта също са подложени на електролиза, повърхността ще загуби първоначалния си блясък и дори ще повлияе на точността на размерите.
02 Почистване на абразивния поток
Обработката с абразивни потоци (AFM) е нов процес на довършителна обработка и премахване на ръбове, разработен в края на 70-те години в чужбина. Този процес е особено подходящ за неравности, които току-що са навлезли в довършителния етап, но за малки и дълги отвори и метални форми с неразумни дъна и др. не са подходящи за обработка.
03 Магнитно шлайфане и премахване на ръбове
По време на магнитното шлайфане детайлът се поставя в магнитното поле, образувано от двата магнитни полюса, а магнитните абразиви се поставят в пролуката между детайла и магнитните полюси. Под действието на магнитната сила, абразивите се подреждат спретнато по посока на линията на магнитната сила, за да образуват мека и твърда магнитна шлифовъчна машина. Четка, когато детайлът се върти и вибрира аксиално в магнитното поле, детайлът и абразивът ще се движат един спрямо друг, а абразивната четка ще смила повърхността на детайла; методът на магнитно шлайфане може ефективно и бързо да шлайфа и да изчисти частта, което е подходящо за Части от различни материали, различни размери и различни структури са довършителен метод с ниска инвестиция, висока ефективност, широко приложение и добро качество.
Понастоящем чужди страни са успели да шлифоват и отстранят вътрешните и външните повърхности на въртящото се тяло, плоските части, зъбните колела, сложните профили и т.н., да отстранят оксидните люспи върху проводниците и да почистят печатните платки.
04 Термично почистване
Термичното отстраняване на грапавите (TED) е изгаряне на грапавите чрез използване на високата температура, генерирана след дефлаграция на сместа от водород и кислород или кислород и природен газ. Това е да прекарате кислород и кислород или природен газ и кислород в затворен контейнер и да го запалите през запалителна свещ, така че сместа да се дефлагрира за миг и да освободи голямо количество топлинна енергия, за да премахне неравностите. Въпреки това, след като детайлът бъде детониран и изгорен, неговият окислен прах ще полепне по повърхността на детайла, който трябва да бъде почистен или маринован.
05 Mirai Мощно ултразвуково почистване
Мощната ултразвукова технология за премахване на ръбове на Mirai е метод за отстраняване на ръбове, който стана популярен през последните години. Ефективността на почистване е 10 до 20 пъти по-висока от обикновените ултразвукови почистващи машини. Дупките са равномерно разпределени в резервоара за вода, така че не е необходимо да се използва ултразвуково почистване. Дозирането може да бъде завършено в рамките на 5 до 15 минути едновременно.
