Metallkutteprosessen er ofte ledsaget av generering av grader. Eksistensen av grader reduserer ikke bare prosesseringsnøyaktigheten og overflatekvaliteten til arbeidsstykket, men påvirker også ytelsen til produktet, og noen ganger forårsaker til og med ulykker. Avgrading er en ikke-produktiv prosess, som ikke bare øker produktkostnadene og forlenger produktproduksjonssyklusen, men også fører til utrangering av hele produktet på grunn av feil avgrading, noe som resulterer i økonomiske tap.
Siden avgrading er så arbeidskrevende, er det bedre å finne en måte å kontrollere det fra kilden. I dag skal vi lære hvordan man kan redusere dannelsen av grader ved endefresing.
Hovedformer for grader ved endefresing
I henhold til klassifiseringssystemet for skjærebevegelses-skjærekantgrater, inkluderer gratene som genereres i sluttfreseprosessen hovedsakelig grader på begge sider av hovedkanten, grader i skjæringsretningen for sideskjæring, grader i skjæringsretningen for bunnskjæring, og mate og mate. Det er fem former for retningsbestemte grader (se figur 1).
Generelt sett, sammenlignet med andre grader, har kutteretningsgraden som er skåret ut fra bunnkanten egenskapene til stor størrelse og vanskelig fjerning. Av denne grunn tar denne oppgaven skjæreretningen burr kuttet ut av bunnkanten som det viktigste forskningsobjektet for å utføre forskning. I henhold til størrelsen og formen på gratene i skjæreretningen til underkanten ved endefresing, kan de deles inn i følgende tre typer: Type I-grater (større størrelse, vanskelig å fjerne og høyere fjerningskostnad), Type II grader (mindre størrelse Small, kan ikke fjernes eller fjernes lett) og type III grader er negative grader (som vist i figur 2).
Figur 2 Typer av grader i skjæreretningen skåret ut av underkanten under fresing
De viktigste faktorene som påvirker dannelsen av endefreser
Graddannelse er en svært kompleks materialdeformasjonsprosess. Ulike faktorer som arbeidsstykkets materialegenskaper, geometri, overflatebehandling, verktøygeometri, verktøyskjærebane, verktøyslitasje, skjæreparametere og bruk av kjølevæske påvirker alle direkte dannelsen av grader. Figur 3 er et blokkskjema over faktorer som påvirker endefreser. Under spesifikke freseforhold avhenger formen og størrelsen på endefreser av de kombinerte effektene av ulike påvirkningsfaktorer, men ulike faktorer har ulike effekter på dannelsen av grader.
01 Inn/ut av verktøy
Generelt er graden som genereres når verktøyet skrus ut av arbeidsstykket, større enn graden som genereres når verktøyet skrus inn i arbeidsstykket. Som vist i figur 4, viser figur 4a endeoverflaten til verktøyet som skrus ut av arbeidsstykket, som er tilbøyelig til å produsere større type I grader, mens i figur 4b er verktøyet skrudd inn i arbeidsstykket, og de genererte graderne er vanligvis Type II grader. Legg til WeChat: Yuki7557 for å sende 10G CNC-veiledning
Fig.4 Effekt av fresemetode på graddannelse
02 Plan utskjæringsvinkel
Den plane skjærevinkelen har stor innflytelse på dannelsen av grader i skjæringsretningen for underkantskjæring. Den plane utskjæringsvinkelen er definert som retningen til skjærehastigheten (vektorsyntese av verktøyhastighet og matehastighet) og vinkelen mellom orienteringene til arbeidsstykkets endeflater. Retningen til arbeidsstykkets endeflate er fra verktøyets innskruingspunkt til verktøyets utskruingspunkt. Som vist i figur 5, er Ψ planskjæringsvinkelen, og området er 0 grader<>
Figur 5 Plan utskjæringsvinkel
Testresultatene viser at gradhøyden endres med skjæredybden, det vil si at skjæringen endres fra type I-grad til type II-grad med økning av skjæredybden. Minste fresedybde som gir type II grader kalles vanligvis grense skjæredybden, uttrykt i dcr. Figur 6 viser effekten av flat blyvinkel og skjæredybde på gradhøyde ved maskinering av en aluminiumslegering.
Fig.6 Grasform og plan skjærevinkel og skjæredybde
Det kan sees fra figur 6 at jo større plan utskjæringsvinkel, desto større er grensen for skjæredybde; når den plane utskjæringsvinkelen er større enn 120 grader, er størrelsen på type I-graden større, og grensesnittdybden for overgangen til type II-graden er også stor. Derfor er en liten plan skjærevinkel gunstig for generering av type II-grader, fordi jo mindre Ψ er, er støttestivheten til terminaloverflaten relativt forbedret, og det er mindre sannsynlig at gratene dannes.
Det kan ses av figur 5 at størrelsen og retningen på matehastigheten vil ha en viss innvirkning på størrelsen og retningen til kompositthastigheten v, og deretter ha innvirkning på planskjæringsvinkelen og dannelsen av grader. Derfor, jo større matehastighet og utgangskantforskyvningsvinkel, jo mindre Ψ, jo mer bidrar til å undertrykke dannelsen av større grader (som vist i figur 7).
Fig.7 Effekt av materetning på graddannelse
03 Verktøyneseutgangssekvens EOS
Ved endefresing bestemmes gradstørrelsen i stor grad av utgangssekvensen til verktøyspissene. Som vist i figur 8: punkt A er punktet på den mindre skjærekanten, punkt C er punktet på hovedskjæreggen, og punkt B er toppen av verktøynesen. Det antas at verktøynesen er skarp, det vil si at radiusen til verktøynesebuen ikke tas i betraktning. Hvis BC-kanten går ut av arbeidsstykket først, og AB-kanten går ut av arbeidsstykket senere, hengsles sponene på den bearbeidede overflaten, og etter hvert som fresingen skrider frem, skyves sponene ut av arbeidsstykket, og danner en større underkant og skjærer ut skjæreretningen grater. Hvis AB-kanten kommer ut av arbeidsstykket først, og BC-kanten kommer ut av arbeidsstykket senere, hengsler sponen på overgangsflaten og kuttes ut av arbeidsstykket, og danner en mindre underkant som kutter ut skjæreretningsgraden.
Testen viser at: ①Utgangssekvensen til verktøynesen som øker størrelsen på graten er: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Resultatene produsert av EOS er de samme, men under samme utgangssekvens er gradstørrelsen produsert av plastmaterialer større enn den som produseres av sprø materialer.
Utgangssekvensen til verktøynesen er ikke bare relatert til verktøyets geometriske form, men også relatert til faktorer som matehastighet, fresedybde, arbeidsstykkets geometriske størrelse og skjæreforhold. Det er en kombinasjon av ulike faktorer som påvirker dannelsen av grader.
Figur 8 Utgangssekvensen til verktøynesen og dannelsen av grader
04 Andre faktorer
① Freseparametere, fresetemperatur, skjæremiljø osv. vil også ha en viss innvirkning på dannelsen av grader. Virkningen av noen hovedfaktorer som matehastighet, fresedybde osv. gjenspeiles av teorien om plan skjærevinkel og EOS-teorien om verktøyneseutgangssekvens. Jeg vil ikke gå inn på detaljer her.
②Jo bedre plastisiteten til arbeidsstykkematerialet er, desto lettere er det å danne grader av I-type. I prosessen med endefresing av sprø materialer, hvis matehastigheten eller planskjæringsvinkelen er stor, bidrar det til dannelsen av type III grader (mangler).
③Når vinkelen mellom arbeidsstykkets terminaloverflate og det bearbeidede planet er større enn en rett vinkel, kan dannelsen av grader undertrykkes på grunn av den forbedrede støttestivheten til terminaloverflaten.
④Bruken av fresevæske bidrar til å forlenge verktøyets levetid, redusere verktøyslitasje, smøre freseprosessen og redusere gradstørrelsen.
⑤ Verktøyslitasje har stor innflytelse på dannelsen av grader. Når verktøyet slites til en viss grad, øker verktøyspissens bue, ikke bare størrelsen på graten i retning av verktøyutgang øker, men også størrelsen på grader i retning av verktøyskjæring. Mekanismen må studeres videre i dybden.
⑥Andre faktorer som verktøymaterialer har også en viss innvirkning på dannelsen av grader. Under de samme skjæreforholdene er diamantverktøy mer egnet til å undertrykke graddannelse enn andre verktøy.
Grunnleggende måter å kontrollere graddannelse i endefresing
Dannelsen av endefreser påvirkes av mange faktorer, det er ikke bare relatert til den spesifikke freseprosessen, men også relatert til arbeidsstykkets struktur, verktøygeometri og andre faktorer. For å redusere endefreser, må genereringen av grader kontrolleres og reduseres fra mange aspekter.
01 Rimelig konstruksjonsmessig utforming
Dannelsen av grader påvirkes i stor grad av strukturen til arbeidsstykket. Strukturen til arbeidsstykket er forskjellig, og formen og størrelsen på gratene i kantene etter bearbeiding er også veldig forskjellige. Hvis arbeidsstykkets materiale og overflatebehandling er forhåndsbestemt, er arbeidsstykkets geometri og kant en viktig faktor for å bestemme dannelsen av grader. Figur 9 viser at avfasing legges til endeflaten av arbeidsstykket for å redusere grader.
Figur 9 Legg til metode for avfasing av utgangskant
02 Passende behandlingsrekkefølge
Bearbeidingssekvensen har også en viss innflytelse på formen og størrelsen på endefresene. Avhengig av formen og størrelsen på gratene, er også arbeidsbelastningen og tilhørende kostnader ved avgrading forskjellige. Derfor er å velge en passende behandlingssekvens en effektiv måte å redusere kostnadene ved avgrading på. Figur 10 viser bruken av passende behandlingssekvens for å kontrollere genereringen av større grader.
Figur 10 Velg behandlingssekvenskontrollmetoden
I figur 10a, hvis hullet bores først og deretter flyet freses, genereres det lett store utskjærings- og fresegrader på hullets omkrets; hvis planet freses først og deretter bores hullet, er det kun små bore-i-skjæregrader på hullomkretsen. På lignende måte, i figur 10b, er størrelsen på graten dannet ved å frese den øvre overflaten først og deretter frese den konkave konturen mindre enn den som dannes ved å bearbeide den konkave konturen først og deretter frese planet.
03 Unngå uttak av verktøy
Å unngå uttrekking av verktøy er en effektiv måte å unngå graddannelse, fordi uttrekking av verktøy er hovedfaktoren for graddannelse i skjæreretningen. Vanligvis produserer fresen større grader når den skrus av arbeidsstykket, og mindre grader når den skrus inn i arbeidsstykket. Derfor bør fresen unngås å spinne ut så mye som mulig under bearbeidingen. Som i figur 4 er feilen produsert ved bruk av figur 4b mindre enn den som er produsert i figur 4a.
04 Velg en passende klipperute
Fra forrige analyse kan det sees at når utskjæringsvinkelen til planet er mindre enn en viss verdi, er størrelsen på den genererte graten mindre. Planskjærevinkelen kan endres ved å endre fresebredde, matehastighet (størrelse og retning) og rotasjonshastighet (størrelse og retning). Derfor kan generering av Type I-grader unngås ved å velge en passende verktøybane (se figur 11).
Figur 11 Kontrollere verktøybanemetoden
Figur 11a viser den tradisjonelle sikksakk-verktøybanen, og den skraverte delen i figuren indikerer delen hvor store grader i skjæringsretningen kan genereres. Figur 11b bruker en forbedret verktøybane, som kan unngå generering av skjæregrader. Selv om verktøybanen i fig. 11b er litt lengre enn den i fig. 11a og tar litt lengre fresetid, siden det ikke kreves noen ekstra avgradingsprosess, krever bruk av fig. 11a mye avgradingstid (selv om den skraverte delen på figuren Det vil si at det ikke er mange steder hvor gratene genereres, men alle kantene der gratene er plassert må krysses i faktisk avgrading), så generelt sett er skjæreruten vist i figur 11b bedre enn ruten vist i figur 11a når det gjelder styring av grader.
05 Velg passende freseparametere
Endfreseparametere (som mating per tann, endefresbredde, endefresedybde og geometrisk vinkel på verktøyet osv.) har en viss innflytelse på dannelsen av grader. Tabell 1 viser flere prinsipper for valg av endefreseparametere for å redusere gradstørrelsen.
Tabell 1 Gradtyper og behandlingsmetoder
5 spesielle avgradingsmetoder
01 Elektrolytisk avgrading
Den såkalte elektrolytiske avgradingen er en kjemisk avgradingsmetode, som kan fjerne grader etter maskinering, sliping og stansing, og runde eller avfaser de skarpe kantene på metalldeler.
En elektrolytisk maskineringsmetode som bruker elektrolyse for å fjerne grader fra metalldeler, forkortet ECD på engelsk. Fest verktøykatoden (vanligvis messing) nær boredelen av arbeidsstykket, med et visst gap (vanligvis 0.3-1mm) mellom de to. Den ledende delen av verktøykatoden er på linje med gradkanten, og den andre overflaten er dekket med et isolerende lag, slik at elektrolysen konsentreres om graddelen. Legg til WeChat: Yuki7557 for å sende 10G CNC-veiledning
Under behandlingen er katoden til verktøyet koblet til den negative polen til DC-strømforsyningen, og arbeidsstykket er koblet til den positive polen til DC-strømforsyningen. En lavtrykkselektrolytt (vanligvis natriumnitrat eller vandig natriumkloratløsning) med et trykk på 0.1 til 0.3 MPa strømmer mellom arbeidsstykket og katoden. Når DC-strømforsyningen er slått på, vil graten bli fjernet ved anodisk oppløsning og tatt bort av elektrolytten.
bilde
Elektrolytten er til en viss grad etsende, og arbeidsstykket bør rengjøres og rustbeskyttes etter avgrading. Elektrolytisk avgrading er egnet for å fjerne grader i skjulte deler av kryssende hull eller deler med komplekse former. Produksjonseffektiviteten er høy, og avgradingstiden tar vanligvis bare noen få sekunder til titalls sekunder.
Denne metoden brukes ofte til avgrading av tannhjul, splines, koblingsstenger, ventilhus og veivakseloljepassasjehull, samt avrunding av skarpe hjørner. Ulempen er at nærområdet til delgraten også blir utsatt for elektrolyse, overflaten vil miste sin opprinnelige glans, og til og med påvirke dimensjonsnøyaktigheten.
02 Avgrading av slipende strømninger
Abrasive Flow Machining (AFM) er en ny etterbehandlings- og avgradingsprosess utviklet på slutten av 1970-tallet i utlandet. Denne prosessen er spesielt egnet for grader som nettopp har kommet inn i etterbehandlingsstadiet, men for små og lange hull og metallformer med urimelig bunn etc. er ikke egnet for bearbeiding.
03 Magnetisk sliping og avgrading
Under magnetisk sliping settes arbeidsstykket inn i magnetfeltet som dannes av de to magnetiske polene, og magnetiske slipemidler plasseres i gapet mellom arbeidsstykket og de magnetiske polene. Under påvirkning av den magnetiske kraften er slipemidlene anordnet pent langs retningen til den magnetiske kraftlinjen for å danne en myk og stiv magnetisk slipemaskin. Børste, når arbeidsstykket roterer og vibrerer aksialt i magnetfeltet, vil arbeidsstykket og slipemidlet bevege seg i forhold til hverandre, og slipebørsten vil slipe overflaten av arbeidsstykket; den magnetiske slipemetoden kan effektivt og raskt slipe og avgrade delen, som er egnet for Deler av forskjellige materialer, forskjellige størrelser og forskjellige strukturer er en etterbehandlingsmetode med lav investering, høy effektivitet, bred anvendelse og god kvalitet.
For tiden har fremmede land vært i stand til å slipe og avgrade de indre og ytre overflatene til det roterende legemet, flate deler, girtenner, komplekse profiler, etc., fjerne oksidskalaer på ledninger og rengjøre trykte kretskort.
04 Termisk avgrading
Termisk avgrading (TED) er å brenne av graderne ved å bruke den høye temperaturen som genereres etter deflagrering av blandingen av hydrogen og oksygengass eller oksygen og naturgass. Det er å føre oksygen og oksygen eller naturgass og oksygen inn i en lukket beholder, og antenne den gjennom en tennplugg, slik at blandingen vil deflagrere på et øyeblikk og frigjøre en stor mengde varmeenergi for å fjerne grader. Imidlertid, etter at arbeidsstykket er detonert og brent, vil dets oksiderte pulver feste seg til overflaten av arbeidsstykket, som må rengjøres eller syltes.
05 Mirai Kraftig ultrasonisk avgrading
Mirai kraftige ultrasoniske avgradingsteknologi er en avgradingsmetode som har blitt populær de siste årene. Rengjøringseffektiviteten er 10 til 20 ganger den for vanlige ultralydrensemaskiner. Hullene er jevnt fordelt i vanntanken, slik at det ikke er nødvendig å bruke ultralydsrensing. Dosering kan gjennomføres innen 5 til 15 minutter samtidig.
