Il processo di taglio del metallo è spesso accompagnato dalla generazione di bave. La presenza di sbavature non solo riduce la precisione di lavorazione e la qualità della superficie del pezzo, ma influisce anche sulle prestazioni del prodotto e talvolta provoca anche incidenti. La sbavatura è un processo non produttivo, che non solo aumenta il costo del prodotto e prolunga il ciclo di produzione del prodotto, ma porta anche alla rottamazione dell'intero prodotto a causa di una sbavatura impropria, con conseguenti perdite economiche.
Poiché la sbavatura è così laboriosa, è meglio trovare un modo per controllarla dalla fonte. Oggi impareremo come ridurre la generazione di bave in intestatura.
Principali forme di bave in intestatura
Secondo il sistema di classificazione delle bave del bordo tagliente del movimento di taglio, le bave generate nel processo di fresatura comprendono principalmente bave su entrambi i lati del bordo principale, bave nella direzione di taglio del taglio laterale, bave nella direzione di taglio del taglio inferiore, e alimentazione e alimentazione. Ci sono cinque forme di bave direzionali (vedi Figura 1).
In generale, rispetto ad altre bave, la bava della direzione di taglio ritagliata dal bordo inferiore ha le caratteristiche di grandi dimensioni e rimozione difficile. Per questo motivo, questo documento considera la bava della direzione di taglio ritagliata dal bordo inferiore come oggetto di ricerca principale per svolgere la ricerca. In base alla dimensione e alla forma delle bave nella direzione di taglio del bordo inferiore nella fresatura frontale, possono essere suddivise nei seguenti tre tipi: bave di tipo I (dimensioni maggiori, difficoltà di rimozione e costo di rimozione più elevato), tipo II le bave (dimensioni più piccole Piccole, non possono essere rimosse o rimosse facilmente) e le bave di tipo III sono bave negative (come mostrato nella Figura 2).
Figura 2 Tipi di bave nella direzione di taglio ritagliate dal bordo inferiore durante la fresatura
I principali fattori che influenzano la formazione delle bave di fresatura
La formazione di bave è un processo di deformazione del materiale molto complesso. Vari fattori come le proprietà del materiale del pezzo, la geometria, il trattamento superficiale, la geometria dell'utensile, la traiettoria di taglio dell'utensile, l'usura dell'utensile, i parametri di taglio e l'uso del refrigerante influiscono tutti direttamente sulla formazione di bave. La figura 3 è uno schema a blocchi dei fattori che influiscono sulle frese di estremità. In condizioni di fresatura specifiche, la forma e le dimensioni delle bave per fresatura frontale dipendono dagli effetti combinati di vari fattori di influenza, ma diversi fattori hanno effetti diversi sulla formazione delle bave.
01 Ingresso/uscita utensile
In generale, la bava generata quando l'utensile viene svitato dal pezzo in lavorazione è maggiore della bava generata quando l'utensile viene avvitato nel pezzo in lavorazione. Come mostrato in Figura 4, la Figura 4a mostra la superficie terminale dell'utensile che si svita dal pezzo, che tende a produrre bave di tipo I di dimensioni maggiori, mentre nella Figura 4b, l'utensile è avvitato nel pezzo e le bave generate sono generalmente frese di tipo II. Aggiungi WeChat: Yuki7557 per inviare il tutorial CNC 10G
Fig.4 Effetto del metodo di fresatura sulla formazione di bave
02 Angolo taglio piano
L'angolo di taglio piano ha una grande influenza sulla formazione di bave nella direzione di taglio del bordo inferiore. L'angolo di taglio del piano è definito come la direzione della velocità di taglio (sintesi vettoriale della velocità dell'utensile e della velocità di avanzamento) e L'angolo tra gli orientamenti delle superfici frontali del pezzo. La direzione della faccia frontale del pezzo va dal punto di avvitamento dell'utensile al punto di svitamento dell'utensile. Come mostrato nella Figura 5, Ψ è l'angolo di taglio del piano e il suo intervallo è 0 gradi<>
Figura 5 Angolo di apertura del piano
I risultati del test mostrano che l'altezza della bava cambia con la profondità di taglio, ovvero la bava cambia da bava di tipo I a bava di tipo II con l'aumento della profondità di taglio. La profondità minima di fresatura che produce bave di tipo II è solitamente chiamata profondità di taglio limite, espressa in dcr. La Figura 6 mostra l'effetto dell'angolo di attacco piatto e della profondità di taglio sull'altezza della bava durante la lavorazione di una lega di alluminio.
Fig.6 Forma della bava e angolo di taglio piano e profondità di taglio
Si può vedere dalla Figura 6 che maggiore è l'angolo di taglio del piano, maggiore è la profondità di taglio limite; quando l'angolo di taglio del piano è maggiore di 120 gradi, la dimensione della bava di tipo I è maggiore e anche la profondità di taglio limite per il passaggio alla bava di tipo II è grande. Pertanto, un piccolo angolo di taglio del piano favorisce la generazione di bave di tipo II, poiché più piccolo è il Ψ, la rigidità di supporto della superficie terminale è relativamente migliorata e le bave hanno meno probabilità di formarsi.
Si può vedere dalla Figura 5 che la dimensione e la direzione della velocità di avanzamento avranno un certo impatto sulla dimensione e la direzione della velocità del composito v, e quindi avranno un impatto sull'angolo di taglio del piano e sulla formazione di bave. Pertanto, maggiore è la velocità di avanzamento e l'angolo di offset del bordo di uscita, minore è Ψ, più favorevole alla soppressione della formazione di bave più grandi (come mostrato nella Figura 7).
Fig.7 Effetto della direzione di avanzamento sulla formazione di bave
03 Sequenza uscita punta utensile EOS
Durante la fresatura frontale, la dimensione della bava è in gran parte determinata dalla sequenza di uscita delle punte dell'utensile. Come mostrato nella Figura 8: il punto A è il punto sul tagliente minore, il punto C è il punto sul tagliente principale e il punto B è l'apice della punta dell'utensile. Si presume che la punta dell'utensile sia affilata, ovvero il raggio dell'arco della punta dell'utensile non viene considerato. Se il tagliente BC esce prima dal pezzo e successivamente il tagliente AB, i trucioli sono incernierati sulla superficie lavorata e man mano che la fresatura procede, i trucioli vengono spinti fuori dal pezzo, formando un bordo inferiore più grande e tagliando la direzione di taglio sbava. Se il bordo AB esce dal pezzo per primo e il bordo BC esce successivamente dal pezzo, il truciolo si incastra sulla superficie di transizione e viene tagliato fuori dal pezzo, formando un bordo inferiore di dimensioni più piccole che taglia la bava della direzione di taglio.
Il test mostra che: ①La sequenza di uscita della punta dell'utensile che aumenta la dimensione della bava è: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② I risultati prodotti da EOS sono gli stessi, ma con la stessa sequenza di uscita, la dimensione della bava prodotta dai materiali plastici è maggiore di quella prodotta dai materiali fragili.
La sequenza di uscita della punta dell'utensile non è solo correlata alla forma geometrica dell'utensile, ma anche a fattori quali velocità di avanzamento, profondità di fresatura, dimensione geometrica del pezzo e condizioni di taglio. È una combinazione di vari fattori che esercitano un'influenza sulla formazione delle bave.
Figura 8 La sequenza di uscita della punta dell'utensile e la formazione di bave
04 Altri fattori
① Anche i parametri di fresatura, la temperatura di fresatura, l'ambiente di taglio, ecc. avranno un certo impatto sulla formazione di bave. L'impatto di alcuni fattori principali come la velocità di avanzamento, la profondità di fresatura, ecc. è riflesso dalla teoria dell'angolo di taglio piano e dalla teoria EOS della sequenza di uscita della punta dell'utensile. Non entrerò nei dettagli qui.
②Migliore è la plasticità del materiale del pezzo, più facile è formare bave di tipo I. Nel processo di intestatura di materiali fragili, se la velocità di avanzamento o l'angolo di taglio del piano è elevato, è favorevole alla formazione di bave di tipo III (carenze).
③Quando l'angolo tra la superficie terminale del pezzo e il piano lavorato è maggiore di un angolo retto, la formazione di bave può essere soppressa grazie alla maggiore rigidità del supporto della superficie terminale.
④L'uso del fluido di fresatura favorisce il prolungamento della durata dell'utensile, la riduzione dell'usura dell'utensile, la lubrificazione del processo di fresatura e la riduzione delle dimensioni della bava.
⑤ L'usura dell'utensile ha una grande influenza sulla formazione di bave. Quando l'utensile si consuma in una certa misura, l'arco della punta dell'utensile aumenta, non solo aumenta la dimensione della bava nella direzione di uscita dell'utensile, ma aumenta anche la dimensione delle bave nella direzione del taglio dell'utensile. Il meccanismo deve essere ulteriormente studiato e approfondito.
⑥Anche altri fattori come i materiali degli utensili hanno una certa influenza sulla formazione di bave. Nelle stesse condizioni di taglio, gli utensili diamantati sono più favorevoli alla soppressione della formazione di bave rispetto ad altri utensili.
Metodi di base per controllare la formazione di bave nella fresatura finale
La formazione di bave di fresatura frontale è influenzata da molti fattori, non è solo correlata allo specifico processo di fresatura, ma anche alla struttura del pezzo, alla geometria dell'utensile e ad altri fattori. Per ridurre le bave di fresatura, la generazione di bave deve essere controllata e ridotta sotto molti aspetti.
01 Progettazione strutturale ragionevole
La formazione di bave è in gran parte influenzata dalla struttura del pezzo. La struttura del pezzo è diversa e anche la forma e le dimensioni delle sbavature sui bordi dopo la lavorazione sono molto diverse. Se il materiale del pezzo e il trattamento superficiale sono predeterminati, la geometria e il bordo del pezzo sono un fattore importante nel determinare la formazione di bave. La figura 9 mostra che la smussatura viene aggiunta alla superficie terminale del pezzo per ridurre le sbavature.
Figura 9 Aggiungere il metodo di smussatura del bordo di uscita
02 Sequenza di elaborazione appropriata
Anche la sequenza di lavorazione ha una certa influenza sulla forma e sulla dimensione delle frese frontali. A seconda della forma e della dimensione delle bave, anche il carico di lavoro e i relativi costi di sbavatura sono diversi. Pertanto, selezionare una sequenza di lavorazione appropriata è un modo efficace per ridurre il costo della sbavatura. La Figura 10 mostra l'uso di una sequenza di lavorazione appropriata per controllare la generazione di bave più grandi.
Figura 10 Selezionare il metodo di controllo della sequenza di elaborazione
Nella figura 10a, se si esegue prima il foro e poi si fresa il piano, si generano facilmente grosse bave di taglio e fresatura sulla circonferenza del foro; se prima si fresa la pialla e poi si pratica il foro, sulla circonferenza del foro sono presenti solo piccole bave di foratura e taglio. Analogamente, nella figura 10b, la dimensione della bava formata fresando prima la superficie superiore e poi fresando il contorno concavo è minore di quella formata lavorando prima il contorno concavo e poi fresando il piano.
03 Evitare il ritiro dell'utensile
Evitare il ritiro dell'utensile è un modo efficace per evitare la formazione di bave, poiché il ritiro dell'utensile è il fattore principale per la formazione di bave nella direzione di taglio. Tipicamente, la fresa produce sbavature più grandi quando viene svitata dal pezzo e bave più piccole quando viene avvitata nel pezzo. Pertanto, la fresa dovrebbe evitare il più possibile di ruotare durante la lavorazione. Come nella Figura 4, il problema tecnico prodotto utilizzando la Figura 4b è inferiore a quello prodotto nella Figura 4a.
04 Seleziona un percorso di taglio appropriato
Dall'analisi precedente, si può vedere che quando l'angolo di taglio del piano è inferiore a un certo valore, la dimensione della bava generata è inferiore. L'angolo di taglio del piano può essere modificato modificando la larghezza di fresatura, la velocità di avanzamento (ampiezza e direzione) e la velocità di rotazione (ampiezza e direzione). Pertanto, la generazione di bave di tipo I può essere evitata selezionando un percorso utensile appropriato (vedere Figura 11).
Figura 11 Controllo del metodo del percorso utensile
La figura 11a mostra il tradizionale percorso dell'utensile a zig-zag e la parte ombreggiata nella figura indica la parte in cui possono essere generate grandi bave nella direzione di taglio. La figura 11b utilizza un percorso utensile migliorato, che può evitare la generazione di bave da taglio. Sebbene il percorso utensile in Fig. 11b sia leggermente più lungo di quello in Fig. 11a e richieda un tempo di fresatura leggermente superiore, poiché non è richiesto alcun processo di sbavatura aggiuntivo, l'utilizzo di Fig. 11a richiede molto tempo di sbavatura (sebbene la parte ombreggiata in figura Cioè, non ci sono molti punti in cui si generano le bave, ma tutti i bordi dove si trovano le bave devono essere attraversati nella sbavatura vera e propria), quindi in generale, il percorso di taglio mostrato in Figura 11b è migliore del percorso mostrato in Figura 11a in termini di controllo delle bave.
05 Seleziona i parametri di fresatura appropriati
I parametri di intestatura (come avanzamento per dente, larghezza di intestatura, profondità di intestatura, angolo geometrico dell'utensile, ecc.) hanno una certa influenza sulla formazione di bave. La Tabella 1 elenca diversi principi per selezionare i parametri di fresatura a candela per ridurre le dimensioni della bava.
Tabella 1 Tipi di bave e metodi di trattamento
5 metodi speciali di sbavatura
01 Sbavatura elettrolitica
La cosiddetta sbavatura elettrolitica è un metodo di sbavatura chimica, che può rimuovere le bave dopo la lavorazione, la molatura e lo stampaggio e arrotondare o smussare gli spigoli vivi delle parti metalliche.
Un metodo di lavorazione elettrolitica che utilizza l'elettrolisi per rimuovere le sbavature dalle parti metalliche, abbreviato come ECD in inglese. Fissa il catodo dell'utensile (generalmente in ottone) vicino alla parte sbavata del pezzo, con un certo spazio (generalmente 0.3-1mm) tra i due. La parte conduttiva del catodo dell'utensile è allineata con il bordo della bava e l'altra superficie è ricoperta da uno strato isolante, in modo che l'elettrolisi sia concentrata sulla parte della bava. Aggiungi WeChat: Yuki7557 per inviare il tutorial CNC 10G
Durante la lavorazione, il catodo dell'utensile è collegato al polo negativo dell'alimentatore CC e il pezzo è collegato al polo positivo dell'alimentatore CC. Un elettrolita a bassa pressione (solitamente una soluzione acquosa di nitrato di sodio o clorato di sodio) con una pressione da 0.1 a 0.3 MPa scorre tra il pezzo in lavorazione e il catodo. Quando l'alimentazione CC è accesa, la bava verrà rimossa dalla dissoluzione anodica e portata via dall'elettrolito.
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L'elettrolita è corrosivo in una certa misura e il pezzo deve essere pulito e protetto dalla ruggine dopo la sbavatura. La sbavatura elettrolitica è adatta per rimuovere bave in parti nascoste di fori intersecanti o parti con forme complesse. L'efficienza produttiva è elevata e il tempo di sbavatura generalmente richiede solo da pochi secondi a decine di secondi.
Questo metodo viene spesso utilizzato per la sbavatura di ingranaggi, scanalature, bielle, corpi valvola e fori di passaggio dell'olio dell'albero motore, nonché per l'arrotondamento di spigoli vivi. Lo svantaggio è che anche la vicinanza della bava della parte è soggetta all'elettrolisi, la superficie perderà la sua lucentezza originale e influenzerà anche la precisione dimensionale.
02 Sbavatura a flusso abrasivo
L'Abrasive Flow Machining (AFM) è un nuovo processo di finitura e sbavatura sviluppato alla fine degli anni '70 all'estero. Questo processo è particolarmente adatto per bave appena entrate nella fase di finitura, ma per fori piccoli e lunghi e stampi metallici con fondi irragionevoli ecc. non sono adatti alla lavorazione.
03 Rettifica e sbavatura magnetica
Durante la rettifica magnetica, il pezzo viene posto nel campo magnetico formato dai due poli magnetici e gli abrasivi magnetici vengono posizionati nello spazio tra il pezzo ei poli magnetici. Sotto l'azione della forza magnetica, gli abrasivi sono disposti ordinatamente lungo la direzione della linea di forza magnetica per formare una rettificatrice magnetica morbida e rigida. Spazzola, quando il pezzo ruota e vibra assialmente nel campo magnetico, il pezzo e l'abrasivo si sposteranno l'uno rispetto all'altro e la spazzola abrasiva macinerà la superficie del pezzo; il metodo di rettifica magnetica può rettificare e sbavare in modo efficiente e rapido la parte, che è adatta per Parti di vari materiali, varie dimensioni e varie strutture sono un metodo di finitura con basso investimento, alta efficienza, ampia applicazione e buona qualità.
Attualmente i paesi esteri sono in grado di rettificare e sbavare le superfici interne ed esterne del corpo rotante, parti piane, denti di ingranaggi, profili complessi, ecc., rimuovere le scaglie di ossido sui fili e pulire i circuiti stampati.
04 Sbavatura termica
La sbavatura termica (TED) consiste nel bruciare le bave utilizzando l'alta temperatura generata dopo la deflagrazione della miscela di idrogeno e ossigeno gassoso o ossigeno e gas naturale. Consiste nel far passare ossigeno e ossigeno o gas naturale e ossigeno in un contenitore chiuso e accenderlo attraverso una candela, in modo che la miscela deflagri in un istante e rilasci una grande quantità di energia termica per rimuovere le sbavature. Tuttavia, dopo che il pezzo è stato fatto esplodere e bruciato, la sua polvere ossidata aderirà alla superficie del pezzo, che deve essere pulita o decapata.
05 Mirai Potente sbavatura ad ultrasuoni
La potente tecnologia di sbavatura ad ultrasuoni Mirai è un metodo di sbavatura che è diventato popolare negli ultimi anni. L'efficienza di pulizia è da 10 a 20 volte quella delle normali macchine per la pulizia ad ultrasuoni. I fori sono distribuiti uniformemente nel serbatoio dell'acqua, in modo che non sia necessario utilizzare la pulizia ad ultrasuoni. Il dosaggio può essere completato entro 5-15 minuti contemporaneamente.
