Proces rezania kovu je často sprevádzaný tvorbou otrepov. Existencia otrepov nielen znižuje presnosť spracovania a kvalitu povrchu obrobku, ale ovplyvňuje aj výkon výrobku a niekedy dokonca spôsobuje nehody. Odstraňovanie otrepov je neproduktívny proces, ktorý nielen zvyšuje cenu produktu a predlžuje výrobný cyklus produktu, ale vedie aj k zošrotovaniu celého produktu v dôsledku nesprávneho odihlovania, čo vedie k ekonomickým stratám.
Keďže odhrotovanie je také namáhavé, je lepšie nájsť spôsob, ako ho ovládať od zdroja. Dnes sa naučíme, ako znížiť tvorbu otrepov pri čelnom frézovaní.
Hlavné formy otrepov pri čelnom frézovaní
Podľa klasifikačného systému rezného pohybu - otrepy reznej hrany, otrepy vznikajúce v procese čelného frézovania zahŕňajú najmä otrepy na oboch stranách hlavnej hrany, otrepy v smere rezu pri bočnom reze, otrepy v smere rezu pri spodnom reze, a prísun a prísun. Existuje päť foriem smerových otrepov (pozri obrázok 1).
Všeobecne povedané, v porovnaní s inými frézami, fréza smeru rezu vyrezaná zo spodného okraja má vlastnosti veľkej veľkosti a ťažkého odstraňovania. Z tohto dôvodu tento článok berie ako hlavný výskumný objekt na vykonanie výskumu ostrap smeru rezu vyrezaný zo spodného okraja. Podľa veľkosti a tvaru otrepov v smere rezu spodnej hrany pri čelnom frézovaní ich možno rozdeliť na tieto tri typy: Otrepy typu I (väčší rozmer, ťažko odstrániteľné a vyššie náklady na odstraňovanie), Typ II otrepy (menšia veľkosť Malé, nedajú sa ľahko odstrániť alebo odstrániť) a otrepy typu III sú negatívne otrepy (ako je znázornené na obrázku 2).
Obrázok 2 Typy otrepov v smere rezu vyrezaných zo spodnej hrany pri frézovaní
Hlavné faktory ovplyvňujúce tvorbu stopkových fréz
Tvorba otrepov je veľmi zložitý proces deformácie materiálu. Rôzne faktory, ako sú vlastnosti materiálu obrobku, geometria, povrchová úprava, geometria nástroja, dráha rezu nástroja, opotrebovanie nástroja, rezné parametre a použitie chladiacej kvapaliny, to všetko priamo ovplyvňuje tvorbu ostrapov. Obrázok 3 je bloková schéma faktorov ovplyvňujúcich frézy na čelné frézovanie. Za špecifických podmienok frézovania závisí tvar a veľkosť stopkových fréz od kombinovaných účinkov rôznych ovplyvňujúcich faktorov, ale rôzne faktory majú rôzne účinky na tvorbu fréz.
01 Vstup/výstup nástroja
Vo všeobecnosti je ostrapka, ktorá vzniká pri vyskrutkovaní nástroja z obrobku, väčšia ako ostrina, ktorá vzniká pri skrutkovaní nástroja do obrobku. Ako je znázornené na obrázku 4, obrázok 4a zobrazuje koncový povrch nástroja, ktorý sa vyskrutkuje z obrobku, ktorý je náchylný na vytváranie väčších otrepov typu I, zatiaľ čo na obrázku 4b je nástroj zaskrutkovaný do obrobku a vytvorené otrepy sú zvyčajne otrepy typu II. Pridajte WeChat: Yuki7557 a odošlite 10G CNC tutoriál
Obr.4 Vplyv spôsobu frézovania na tvorbu otrepov
02 Rovinný uhol výrezu
Rovinný uhol rezu má veľký vplyv na tvorbu otrepov v smere rezu pri reze spodnej hrany. Rovinný uhol rezu je definovaný ako smer reznej rýchlosti (vektorová syntéza rýchlosti nástroja a rýchlosti posuvu) a uhol medzi orientáciami koncových plôch obrobku. Smer čelnej plochy obrobku je od bodu skrutkovania nástroja k bodu skrutkovania nástroja. Ako je znázornené na obrázku 5, Ψ je rovinný uhol rezu a jeho rozsah je 0 stupňov<>
Obrázok 5 Rovinný uhol výrezu
Výsledky skúšok ukazujú, že výška ostrapu sa mení s hĺbkou rezu, to znamená, že ostrap sa mení z ostrapu typu I na ostrap typu II so zvyšovaním hĺbky rezu. Minimálna hĺbka frézovania, ktorá vytvára otrepy typu II, sa zvyčajne nazýva medzná hĺbka rezu, vyjadrená v dcr. Obrázok 6 ukazuje vplyv plochého uhla nábehu a hĺbky rezu na výšku otrepu pri obrábaní hliníkovej zliatiny.
Obr.6 Tvar otrepu a rovinný uhol rezu a hĺbka rezu
Z obrázku 6 je možné vidieť, že čím väčší je uhol rovinného rezu, tým väčšia je medzná hĺbka rezu; keď je rovinný uhol rezu väčší ako 120 stupňov, je veľkosť frézy typu I väčšia a hraničná hĺbka rezu pre prechod na frézu typu II je tiež veľká. Preto malý rovinný uhol rezu prispieva k vytvoreniu otrepov typu II, pretože čím menšie je Ψ, tým sa relatívne zlepší nosná tuhosť koncového povrchu a je menej pravdepodobné, že sa vytvoria otrepy.
Z obrázku 5 je zrejmé, že veľkosť a smer rýchlosti posuvu bude mať určitý vplyv na veľkosť a smer rýchlosti kompozitu v a potom bude mať vplyv na rovinný uhol rezu a tvorbu otrepov. Preto čím väčšia je rýchlosť posuvu a uhol odsadenia výstupnej hrany , tým menšie je Ψ, tým viac prispieva k potlačeniu tvorby väčších otrepov (ako je znázornené na obrázku 7).
Obr.7 Vplyv smeru posuvu na tvorbu otrepov
03 Sekvencia výstupu nosa nástroja EOS
Pri čelnom frézovaní je veľkosť otrepu do značnej miery určená výstupným sledom hrotov nástrojov. Ako je znázornené na obrázku 8: bod A je bod na vedľajšej reznej hrane, bod C je bod na hlavnej reznej hrane a bod B je vrchol špičky nástroja. Predpokladá sa, že špička nástroja je ostrá, to znamená, že sa neberie do úvahy polomer oblúka špičky nástroja. Ak hrana BC vychádza z obrobku ako prvá a hrana AB opúšťa obrobok neskôr, triesky sú zavesené na obrábanej ploche a pri postupe frézovania sa triesky vytláčajú z obrobku, čím sa vytvorí väčšia spodná hrana a vyrežú sa. otrepy smeru rezu. Ak hrana AB opustí obrobok ako prvá a hrana BC opustí obrobok neskôr, trieska sa prichytí na prechodovú plochu a vyreže sa z obrobku, čím sa vytvorí menšia spodná hrana, ktorá vyreže ostrap smeru rezu.
Test ukazuje, že: ①Výstupná sekvencia špičky nástroja, ktorá zväčšuje veľkosť ostrapu, je: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Výsledky produkované EOS sú rovnaké, ale pri rovnakej výstupnej sekvencii je veľkosť otrepov produkovaná plastovými materiálmi väčšia ako veľkosť produkovaná krehkými materiálmi.
Výstupná sekvencia nosa nástroja nesúvisí len s geometrickým tvarom nástroja, ale súvisí aj s faktormi, ako je rýchlosť posuvu, hĺbka frézovania, geometrická veľkosť obrobku a rezné podmienky. Je to kombinácia rôznych faktorov, ktoré majú vplyv na tvorbu otrepov.
Obrázok 8 Výstupná sekvencia nosa nástroja a tvorba ostrín
04 Iné faktory
① Parametre frézovania, teplota frézovania, prostredie rezania atď. budú mať tiež určitý vplyv na tvorbu otrepov. Vplyv niektorých hlavných faktorov, ako je rýchlosť posuvu, hĺbka frézovania atď., sa odráža v teórii rovinného uhla rezu a v teórii EOS sekvencie výstupného hrotu nástroja. Nebudem tu zachádzať do detailov.
②Čím lepšia je plasticita materiálu obrobku, tým ľahšie je vytváranie otrepov typu I. V procese čelného frézovania krehkých materiálov, ak je rýchlosť posuvu alebo uhol rovinného rezu veľký, vedie to k tvorbe otrepov typu III (nedostatky).
③Keď je uhol medzi koncovým povrchom obrobku a opracovanou rovinou väčší ako pravý uhol, tvorba otrepov môže byť potlačená vďaka zvýšenej tuhosti podpery koncového povrchu.
④Použitie frézovacej kvapaliny prispieva k predĺženiu životnosti nástroja, zníženiu opotrebovania nástroja, mazaniu procesu frézovania a zníženiu veľkosti ostrapov.
⑤ Opotrebenie nástroja má veľký vplyv na tvorbu otrepov. Pri určitom opotrebovaní nástroja sa zväčšuje oblúk hrotu nástroja, zväčšuje sa nielen veľkosť ostrapu v smere výstupu nástroja, ale aj veľkosť ostrapov v smere rezu nástroja. Mechanizmus je potrebné ďalej študovať do hĺbky.
⑥Iné faktory, ako napríklad materiály nástrojov, majú tiež určitý vplyv na tvorbu ostrapov. Pri rovnakých rezných podmienkach sú diamantové nástroje vhodnejšie na potlačenie tvorby ostrapov ako iné nástroje.
Základné spôsoby kontroly tvorby ostrapov pri čelnom frézovaní
Vznik ostrapov pri čelnom frézovaní je ovplyvnený mnohými faktormi, nesúvisí len s konkrétnym procesom frézovania, ale súvisí aj so štruktúrou obrobku, geometriou nástroja a ďalšími faktormi. Aby sa obmedzili otrepy pri čelnom frézovaní, vytváranie otrepov sa musí kontrolovať a redukovať z mnohých aspektov.
01 Rozumný konštrukčný návrh
Tvorbu otrepov do značnej miery ovplyvňuje štruktúra obrobku. Štruktúra obrobku je odlišná a tvar a veľkosť otrepov na okrajoch po spracovaní sú tiež veľmi odlišné. Ak je materiál obrobku a povrchová úprava vopred určené, geometria a hrana obrobku sú dôležitým faktorom pri určovaní tvorby otrepov. Obrázok 9 ukazuje, že skosenie je pridané na koncový povrch obrobku, aby sa znížili otrepy.
Obrázok 9 Pridajte metódu skosenia výstupnej hrany
02 Príslušná postupnosť spracovania
Sekvencia spracovania má tiež určitý vplyv na tvar a veľkosť stopkových fréz. V závislosti od tvaru a veľkosti otrepov sa líši aj pracovná záťaž a súvisiace náklady na odihlovanie. Preto je výber vhodnej postupnosti spracovania efektívnym spôsobom, ako znížiť náklady na odihlovanie. Obrázok 10 ukazuje použitie vhodnej postupnosti spracovania na riadenie vytvárania väčších ostrapov.
Obrázok 10 Vyberte metódu riadenia sekvencie spracovania
Na obrázku 10a, ak sa najprv vyvŕta otvor a potom sa vyfrézuje rovina, na obvode otvoru sa ľahko vytvoria veľké výrezy a frézy; ak sa najskôr frézuje rovina a potom sa vŕta diera, na obvode diery sú len malé otrepy pri vŕtaní. Podobne, na obrázku 10b, veľkosť ostrapu vytvoreného najprv vyfrézovaním horného povrchu a potom vyfrézovaním konkávneho obrysu je menšia ako veľkosť vytvorená najprv opracovaním konkávneho obrysu a potom vyfrézovaním roviny.
03 Vyhnite sa vytiahnutiu nástroja
Zabránenie vytiahnutia nástroja je účinný spôsob, ako zabrániť tvorbe ostrapov, pretože vybratie nástroja je hlavným faktorom pre tvorbu ostrapov v smere rezu. Fréza zvyčajne vytvára väčšie otrepy, keď sa odskrutkuje z obrobku, a menšie otrepy, keď sa zaskrutkuje do obrobku. Preto sa treba vyhnúť tomu, aby sa fréza počas spracovania čo najviac roztočila. Rovnako ako na obrázku 4, porucha vytvorená pomocou obrázka 4b je menšia ako chyba vytvorená na obrázku 4a.
04 Zvoľte vhodnú trasu rezu
Z predchádzajúcej analýzy je zrejmé, že keď je uhol rezu roviny menší ako určitá hodnota, veľkosť generovaného otrepu je menšia. Uhol rovinného rezu je možné zmeniť zmenou šírky frézovania, rýchlosti posuvu (veľkosť a smer) a rýchlosti otáčania (veľkosť a smer). Preto je možné vyhnúť sa vytváraniu ostrapov typu I výberom vhodnej dráhy nástroja (pozri obrázok 11).
Obrázok 11 Ovládanie metódy dráhy nástroja
Obrázok 11a zobrazuje tradičnú kľukatú dráhu nástroja a vytieňovaná časť na obrázku označuje časť, kde sa môžu vytvárať veľké otrepy v smere rezu. Obrázok 11b používa vylepšenú dráhu nástroja, ktorá môže zabrániť vytváraniu rezných otrepov. Hoci dráha nástroja na obrázku 11b je o niečo dlhšia ako dráha na obrázku 11a a trvá o niečo viac času frézovania, keďže nie je potrebný žiadny ďalší proces odihlovania, použitie obrázku 11a vyžaduje veľa času na odstraňovanie ostrapov (hoci vytieňovaná časť na obrázku To znamená, že nie je veľa miest, kde sa vytvárajú otrepy, ale všetky hrany, kde sa otrepy nachádzajú, sa musia prejsť pri skutočnom odstraňovaní otrepov), takže vo všeobecnosti je cesta rezania znázornená na obrázku 11b lepšia ako cesta znázornená na obrázku 11a z hľadiska kontroly ostrapov.
05 Zvoľte vhodné parametre frézovania
Určitý vplyv na tvorbu ostrapov majú parametre čelného frézovania (ako posuv na zub, šírka čelného frézovania, hĺbka čelného frézovania a geometrický uhol nástroja atď.). Tabuľka 1 uvádza niekoľko zásad pre výber parametrov stopkového frézovania na zníženie veľkosti ostrapov.
Tabuľka 1 Typy otrepov a metódy úpravy
5 špeciálnych metód odhrotovania
01 Elektrolytické odhrotovanie
Takzvané elektrolytické odhrotovanie je chemická metóda odhrotovania, ktorou je možné po opracovaní, brúsení a razení odstrániť ostriny a zaobliť alebo zraziť ostré hrany kovových častí.
Metóda elektrolytického obrábania, ktorá využíva elektrolýzu na odstránenie otrepov z kovových dielov, v angličtine sa označuje skratkou ECD. Upevnite katódu nástroja (zvyčajne mosadz) v blízkosti ostrapovej časti obrobku s určitou medzerou (zvyčajne 0.3-1 mm) medzi nimi. Vodivá časť katódy nástroja je zarovnaná s ostrou hranou a druhý povrch je pokrytý izolačnou vrstvou, takže elektrolýza je sústredená na ostrú časť. Pridajte WeChat: Yuki7557 a odošlite 10G CNC tutoriál
Počas spracovania je katóda nástroja pripojená k zápornému pólu zdroja jednosmerného prúdu a obrobok je pripojený k kladnému pólu zdroja jednosmerného prúdu. Medzi obrobkom a katódou prúdi nízkotlakový elektrolyt (zvyčajne vodný roztok dusičnanu sodného alebo chlorečnanu sodného) s tlakom 0,1 až 0,3 MPa. Keď sa zapne napájanie jednosmerným prúdom, otrep sa odstráni anodickým rozpustením a odstráni sa elektrolytom.
obrázok
Elektrolyt je do určitej miery žieravý a obrobok by mal byť po odstránení otrepov očistený a chránený proti hrdzi. Elektrolytické odhrotovanie je vhodné na odstraňovanie ostrapov v skrytých častiach pretínajúcich sa otvorov alebo častí so zložitými tvarmi. Efektívnosť výroby je vysoká a čas odhrotovania zvyčajne trvá len niekoľko sekúnd až desiatok sekúnd.
Táto metóda sa často používa na odhrotovanie ozubených kolies, drážok, ojníc, telies ventilov a otvorov na priechod oleja kľukového hriadeľa, ako aj zaoblenie ostrých rohov. Nevýhodou je, že okolie otrepu dielu je tiež vystavené elektrolýze, povrch stratí svoj pôvodný lesk a dokonca sa prejaví aj rozmerová presnosť.
02 Abrazívne odihlovanie
Abrasive Flow Machining (AFM) je nový proces dokončovania a odhrotovania vyvinutý koncom 70. rokov v zahraničí. Tento proces je vhodný najmä pre otrepy, ktoré práve vstúpili do dokončovacej fázy, ale pre malé a dlhé otvory a kovové formy s neprimeraným dnom atď. nie sú vhodné na spracovanie.
03 Magnetické brúsenie a odhrotovanie
Pri magnetickom brúsení je obrobok vložený do magnetického poľa tvoreného dvoma magnetickými pólmi a do medzery medzi obrobkom a magnetickými pólmi sú umiestnené magnetické brusivá. Pod pôsobením magnetickej sily sú brusivá usporiadané úhľadne pozdĺž smeru magnetickej siločiary, aby vytvorili mäkkú a tuhú magnetickú brúsku. Kefa, keď sa obrobok otáča a axiálne vibruje v magnetickom poli, obrobok a brúsivo sa budú navzájom pohybovať a brúsna kefa bude brúsiť povrch obrobku; metóda magnetického brúsenia dokáže efektívne a rýchlo brúsiť a odhrotovať diel, ktorý je vhodný pre Diely rôznych materiálov, rôznych veľkostí a rôznych štruktúr sú dokončovacou metódou s nízkymi investíciami, vysokou účinnosťou, širokým využitím a dobrou kvalitou.
V súčasnosti sa v zahraničí podarilo brúsiť a odhrotovať vnútorné a vonkajšie povrchy rotujúceho telesa, ploché diely, zuby ozubených kolies, zložité profily atď., odstraňovať oxidové šupiny na drôtoch, čistiť dosky plošných spojov.
04 Tepelné odihlovanie
Tepelné odstraňovanie otrepov (TED) je spaľovanie otrepov pomocou vysokej teploty vznikajúcej po deflagrácii zmesi vodíka a plynného kyslíka alebo kyslíka a zemného plynu. Ide o prepustenie kyslíka a kyslíka alebo zemného plynu a kyslíka do uzavretej nádoby a zapálenie cez zapaľovaciu sviečku, takže zmes v okamihu vybuchne a uvoľní veľké množstvo tepelnej energie na odstránenie otrepov. Po odpálení a spálení obrobku však jeho oxidovaný prášok priľne na povrch obrobku, ktorý sa musí vyčistiť alebo namoriť.
05 Mirai Výkonné ultrazvukové odihlovanie
Výkonná ultrazvuková technológia odhrotovania Mirai je metóda odhrotovania, ktorá sa v posledných rokoch stala populárnou. Účinnosť čistenia je 10 až 20-krát vyššia ako u bežných ultrazvukových čistiacich strojov. Otvory sú v nádržke na vodu rovnomerne rozmiestnené, takže nie je potrebné používať čistenie ultrazvukom. Dávkovanie je možné súčasne ukončiť v priebehu 5 až 15 minút.
