Процес різання металу часто супроводжується утворенням задирок. Наявність задирок не тільки знижує точність обробки та якість поверхні заготовки, але також впливає на продуктивність виробу, а іноді навіть спричиняє нещасні випадки. Зняття задирок є непродуктивним процесом, який не тільки збільшує собівартість продукту та подовжує цикл виробництва продукту, але також призводить до браку всього продукту через неправильне зняття задирок, що призводить до економічних збитків.
Оскільки видалення задирок є дуже трудомістким, краще знайти спосіб контролювати це з джерела. Сьогодні ми дізнаємося, як зменшити утворення задирок при торцевому фрезеруванні.
Основні форми задирок при торцевому фрезеруванні
Відповідно до системи класифікації рухів різання – задирки ріжучої кромки, задирки, що утворюються в процесі кінцевого фрезерування, в основному включають задирки з обох боків основної кромки, задирки в напрямку різання бокового різання, задирки в напрямку різання нижнього різання, і годувати і годувати. Існує п'ять форм спрямованих задирок (див. рис. 1).
Загалом, порівняно з іншими задирками, заусенці в напрямку різання, вирізані з нижнього краю, мають характеристики великого розміру та важке видалення. З цієї причини в цьому документі головним об’єктом дослідження для проведення досліджень є борф, вирізаний з нижнього краю. Відповідно до розміру та форми задирок у напрямку різання нижньої кромки під час торцевого фрезерування їх можна розділити на такі три типи: задирки типу I (більшого розміру, важко видалити та вищі витрати на видалення), типу II задирки (меншого розміру, невеликі, не можна видалити або легко видалити) і задирки типу III є негативними задирками (як показано на малюнку 2).
Рисунок 2 Типи задирок у напрямку різання, вирізані з нижньої кромки під час фрезерування
Основні фактори, що впливають на утворення задирок торцевих фрез
Утворення задирок є дуже складним процесом деформації матеріалу. Різні фактори, такі як властивості матеріалу заготовки, геометрія, обробка поверхні, геометрія інструменту, траєкторія різання інструменту, знос інструменту, параметри різання та використання охолоджувальної рідини – усі вони безпосередньо впливають на утворення задирок. На малюнку 3 представлена блок-схема факторів, що впливають на задирки торцевого фрезерування. За конкретних умов фрезерування форма та розмір задирок кінцевого фрезерування залежать від спільного впливу різних факторів впливу, але різні фактори по-різному впливають на утворення задирок.
01 Вхід/вихід інструменту
Загалом задир, що утворюється, коли інструмент вигвинчується із заготовки, більший, ніж задир, який утворюється, коли інструмент вгвинчується в заготовку. Як показано на малюнку 4, на малюнку 4а показана кінцева поверхня інструмента, що викручується із заготовки, яка схильна до утворення задирок типу I більшого розміру, тоді як на малюнку 4b інструмент вгвинчується в заготовку, а створені задирки зазвичай є задирками типу II. Додайте WeChat: Yuki7557, щоб надіслати посібник із ЧПК 10G
Рис.4 Вплив методу фрезерування на утворення задирок
02 Площинний кут вирізу
Кут плоского різання має великий вплив на утворення задирок у напрямку різання нижньої кромки. Кут плоского вирізу визначається як напрямок швидкості різання (векторний синтез швидкості інструменту та швидкості подачі) та кут між орієнтаціями торців заготовки. Напрямок торця заготовки - від точки вкручування інструменту до точки викручування інструменту. Як показано на малюнку 5, Ψ — це кут плоского різання, а його діапазон становить 0 градусів<>
Рисунок 5 Кут вирізу площини
Результати випробування показують, що висота задирок змінюється з глибиною різання, тобто задирка змінюється від типу I до типу II зі збільшенням глибини різання. Мінімальна глибина фрезерування, яка створює задирки типу II, зазвичай називається граничною глибиною різання, вираженою в dcr. На малюнку 6 показано вплив плоского кута переднього кута та глибини різання на висоту задирок під час обробки алюмінієвого сплаву.
Рис.6 Форма задирок і площинний кут і глибина різання
З рисунка 6 видно, що чим більше кут вирізу площини, тим більше гранична глибина різання; коли кут плоского вирізу перевищує 120 градусів, розмір задирок типу I більший, а гранична глибина різу для переходу до задирок типу II також велика. Таким чином, малий кут плоского різання сприяє утворенню задирок типу II, тому що чим менше Ψ, опорна жорсткість кінцевої поверхні відносно покращується, і менша ймовірність утворення задирок.
З рисунка 5 видно, що розмір і напрямок швидкості подачі певним чином впливатимуть на розмір і напрямок композитної швидкості v, а потім впливатимуть на кут плоского різання та утворення задирок. Отже, чим більша швидкість подачі та кут зсуву вихідної кромки, чим менше Ψ, тим більше сприяє придушенню утворення більших задирок (як показано на малюнку 7).
Рис.7 Вплив напрямку подачі на утворення задирок
03 Послідовність виходу носової частини інструменту EOS
Під час торцевого фрезерування розмір задирок значною мірою визначається послідовністю виходу наконечників інструменту. Як показано на малюнку 8: точка A – це точка на другорядній ріжучій кромці, точка C – це точка на головній ріжучій кромці, а точка B – це вершина носа інструмента. Передбачається, що носова частина інструмента гостра, тобто радіус дуги носової частини інструмента не враховується. Якщо кромка BC виходить із заготовки першою, а кромка AB виходить із заготовки пізніше, стружка шарнірно закріплюється на обробленій поверхні, і під час фрезерування стружка виштовхується із заготовки, утворюючи більшу нижню кромку та вирізаючи. задирки в напрямку різання. Якщо кромка AB виходить із заготовки першою, а кромка BC виходить із заготовки пізніше, стружка закріплюється на перехідній поверхні та вирізається з заготовки, утворюючи нижню кромку меншого розміру, яка вирізає задир у напрямку різання.
Тест показує, що: ①Послідовність виходу наконечника інструмента, яка збільшує розмір заусенця, така: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Результати, отримані за допомогою EOS, однакові, але за тієї самої послідовності виходу розмір заусенців, утворених пластиковими матеріалами, більший, ніж у крихких матеріалів.
Послідовність виходу наконечника інструмента пов’язана не лише з геометричною формою інструменту, але й із такими факторами, як швидкість подачі, глибина фрезерування, геометричний розмір заготовки та умови різання. На утворення задирок впливає сукупність різних факторів.
Малюнок 8 Послідовність виходу носа інструменту та утворення задирок
04 Інші фактори
① Параметри фрезерування, температура фрезерування, середовище різання тощо також матимуть певний вплив на утворення задирок. Вплив деяких основних факторів, таких як швидкість подачі, глибина фрезерування тощо, відображається в теорії плоского кута різання та теорії EOS послідовності виходу носа інструменту. Я не буду вдаватися в подробиці.
②Чим краща пластичність матеріалу заготовки, тим легше сформувати задирки I-типу. У процесі торцевого фрезерування крихких матеріалів, якщо швидкість подачі або кут плоского різання є великими, це сприяє утворенню задирок III типу (дефіцит).
③Якщо кут між кінцевою поверхнею заготовки та площиною, що обробляється, перевищує прямий кут, утворення задирок може бути придушено завдяки підвищеній опорній жорсткості кінцевої поверхні.
④Використання фрезерної рідини сприяє подовженню терміну служби інструменту, зменшенню зносу інструменту, змащенню процесу фрезерування та зменшенню розміру задирок.
⑤ Знос інструменту має великий вплив на утворення задирок. Коли інструмент зношується до певної міри, дуга вістря інструменту збільшується, збільшується не тільки розмір задирок у напрямку виходу інструменту, але також розмір задирок у напрямку різання інструменту. Механізм потребує подальшого поглибленого вивчення.
⑥Інші фактори, такі як матеріали інструменту, також мають певний вплив на утворення задирок. За однакових умов різання алмазні інструменти більш сприятливі для придушення утворення задирок, ніж інші інструменти.
Основні способи контролю утворення задирок при торцевому фрезеруванні
На утворення задирок торцевого фрезерування впливає багато факторів, це пов’язано не тільки з конкретним процесом фрезерування, а й зі структурою заготовки, геометрією інструменту та іншими факторами. Щоб зменшити кількість задирок при торцевому фрезеруванні, утворення задирок необхідно контролювати та зменшувати з багатьох аспектів.
01 Розумний структурний дизайн
На утворення задирок значною мірою впливає структура заготовки. Структура заготовки різна, форма і розмір задирок на краях після обробки також сильно відрізняються. Якщо матеріал заготовки та обробка поверхні визначені заздалегідь, геометрія та кромка заготовки є важливим фактором у визначенні утворення задирок. На малюнку 9 показано, що до торцевої поверхні заготовки додається фаска для зменшення задирок.
Малюнок 9 Додайте метод зняття фаски на вихідній кромці
02 Відповідна послідовність обробки
Послідовність обробки також має певний вплив на форму та розмір задирок торцевого фрезерування. Залежно від форми та розміру задирок робоче навантаження та відповідні витрати на зняття задирок також відрізняються. Таким чином, вибір відповідної послідовності обробки є ефективним способом зниження вартості видалення задирок. На малюнку 10 показано використання відповідної послідовності обробки для контролю утворення більших задирок.
Малюнок 10 Виберіть метод контролю послідовності обробки
На малюнку 10а, якщо отвір спочатку просвердлити, а потім площину фрезерувати, по колу отвору легко утворюються великі вирізні та фрезерні задирки; якщо спочатку фрезерувати площину, а потім свердлити отвір, то по колу отвору залишаються лише невеликі задирки свердління-врізання. Подібним чином на малюнку 10b розмір задирок, утворених спочатку фрезеруванням верхньої поверхні, а потім фрезеруванням увігнутого контуру, менший, ніж той, який утворюється спочатку механічною обробкою увігнутого контуру, а потім фрезеруванням площини.
03 Уникайте вилучення інструменту
Уникнення відведення інструменту є ефективним способом уникнути утворення задирок, оскільки відведення інструменту є головним фактором утворення задирок у напрямку різання. Як правило, фреза створює більші задирки, коли вона відкручується від заготовки, і менші задирки, коли вона вкручується в заготовку. Тому слід максимально уникати розкручування фрези під час обробки. Як і на малюнку 4, збій, створений на малюнку 4b, менший, ніж на малюнку 4a.
04 Виберіть відповідний маршрут різання
З попереднього аналізу можна побачити, що коли кут вирізу площині менший за певне значення, розмір створеної заусенця менший. Кут плоского різання можна змінювати шляхом зміни ширини фрезерування, швидкості подачі (величини та напрямку) та швидкості обертання (величини та напрямку). Тому утворення задирок типу I можна уникнути, вибравши відповідну траєкторію інструменту (див. Малюнок 11).
Малюнок 11 Метод керування траєкторією інструменту
На малюнку 11а показана традиційна зигзагоподібна траєкторія інструменту, а заштрихована частина на малюнку вказує на частину, де можуть утворюватися великі задирки в напрямку різання. На малюнку 11b використовується вдосконалена траєкторія інструменту, яка дозволяє уникнути утворення ріжучих задирок. Незважаючи на те, що траєкторія інструмента на рис. 11b трохи довша, ніж на рис. 11a, і займає трохи більше часу на фрезерування, оскільки не потрібен додатковий процес зняття задирок, використання рис. 11a вимагає багато часу на зняття задирок (хоча заштрихована частина на малюнку Тобто, існує не так багато місць, де утворюються задирки, але всі краї, де розташовані задирки, повинні проходити під час фактичного зняття задирок), тому в цілому маршрут різання, показаний на малюнку 11b, кращий, ніж маршрут, показаний на малюнку 11а з точки зору контролю задирок.
05 Виберіть відповідні параметри фрезерування
Параметри торцевого фрезерування (такі як подача на зуб, ширина торцевого фрезерування, глибина торцевого фрезерування та геометричний кут інструменту тощо) мають певний вплив на утворення задирок. У таблиці 1 наведено кілька принципів вибору параметрів торцевого фрезерування для зменшення розміру задирок.
Таблиця 1 Типи задирок і методи лікування
5 спеціальних методів зняття задирок
01 Електролітичне видалення задирок
Так зване електролітичне зняття задирок — це хімічний метод зняття задирок, за допомогою якого можна видалити задирки після механічної обробки, шліфування та штампування, а також закруглити або зняти фаску з гострих країв металевих деталей.
Метод електролітичної обробки, який використовує електроліз для видалення задирок з металевих частин, скорочено ECD англійською мовою. Закріпіть катод інструмента (зазвичай це латунь) біля частини заготовки, яка має заусенці, з певним проміжком (зазвичай 0.3-1 мм) між ними. Провідна частина катода інструменту вирівняна з краєм заусенця, а інша поверхня покрита ізоляційним шаром, щоб електроліз був зосереджений на частині задирок. Додайте WeChat: Yuki7557, щоб надіслати посібник із ЧПК 10G
During processing, the cathode of the tool is connected to the negative pole of the DC power supply, and the workpiece is connected to the positive pole of the DC power supply. A low-pressure electrolyte (usually sodium nitrate or sodium chlorate aqueous solution) with a pressure of 0.1 to 0.3 MPa flows between the workpiece and the cathode. When the DC power supply is turned on, the burr will be removed by anodic dissolution and taken away by the electrolyte.
картина
Електроліт певною мірою є корозійним, тому заготовку слід очистити та захистити від іржі після видалення задирок. Електролітичне видалення задирок підходить для видалення задирок у прихованих частинах пересічних отворів або деталей складної форми. Ефективність виробництва є високою, а час видалення задирок зазвичай займає від кількох секунд до десятків секунд.
Цей метод часто використовується для видалення задирок із шестерень, шліців, шатунів, корпусів клапанів і маслопрохідних отворів колінчастого вала, а також закруглення гострих кутів. Недоліком є те, що поблизу задирок деталі також піддається електролізу, поверхня втратить свій початковий блиск і навіть вплине на точність розмірів.
02 Зняття задирок абразивним потоком
Абразивна обробка (AFM) — це новий процес фінішної обробки та видалення задирок, розроблений наприкінці 1970-х років за кордоном. Цей процес особливо підходить для задирок, які щойно перейшли на стадію фінішної обробки, але для малих і довгих отворів і металевих форм із нерозумним дном тощо не підходять для обробки.
03 Магнітне шліфування та видалення задирок
Під час магнітного шліфування деталь потрапляє в магнітне поле, утворене двома магнітними полюсами, а магнітні абразиви поміщаються в зазор між деталлю та магнітними полюсами. Під дією магнітної сили абразиви акуратно розташовуються вздовж лінії магнітної сили, утворюючи м’яку та жорстку магнітну шліфувальну машину. Щітка, коли заготовка обертається і вібрує в осьовому напрямку в магнітному полі, заготовка і абразив будуть рухатися відносно один одного, а абразивна щітка буде шліфувати поверхню заготовки; метод магнітного шліфування може ефективно та швидко шліфувати та знімати задирки на деталях, що підходить для деталей із різних матеріалів, різних розмірів та різноманітних структур, це метод обробки з низькими інвестиціями, високою ефективністю, широким застосуванням та гарною якістю.
В даний час у зарубіжних країнах одержали можливість шліфування і зняття задирок внутрішніх і зовнішніх поверхонь обертового тіла, плоских деталей, зубів шестерень, складних профілів і т. д., видалення окалини на проводах, очищення друкованих плат.
04 Термічне видалення задирок
Термічне видалення задирок (TED) — це спалювання задирок за допомогою високої температури, що виникає після дефлаграції суміші водню та кисню або кисню та природного газу. Це пропускання кисню та кисню або природного газу та кисню в закриту ємність і запалювання через свічку запалювання, щоб суміш миттєво спалахнула та виділила велику кількість теплової енергії для видалення задирок. Однак після того, як заготовка підірветься і згорить, її окислений порошок буде прилипати до поверхні заготовки, яку необхідно очистити або протравити.
05 Потужне ультразвукове видалення задирок Mirai
Потужна ультразвукова технологія зняття задирок Mirai — це метод зняття задирок, який став популярним в останні роки. Ефективність очищення в 10-20 разів перевищує ефективність звичайних ультразвукових очисних машин. Отвори рівномірно розподілені в резервуарі для води, тому не потрібно використовувати ультразвукове очищення. Дозування можна завершити протягом 5-15 хвилин одночасно.
