Les rebaves després del mecanitzat són molestes, però no us preocupeu! Aquí hi ha una solució. El procés de tall de metall sovint s'acompanya de la formació de rebaves. La presència de rebaves no només redueix la precisió de mecanitzat i la qualitat de la superfície de la peça, afectant el rendiment del producte, sinó que de vegades fins i tot pot provocar accidents. El problema de les rebaves es soluciona normalment desbarbat. El desbarbat és un procés no-productiu; no només augmenta els costos del producte i allarga el cicle de producció del producte, sinó que l'eliminació inadequada de les rebaves també pot provocar el desballestament de tot el producte, provocant pèrdues econòmiques.
Aquest article analitza primer sistemàticament els principals factors que afecten la formació de rebaves en el fresat final, i després explora mètodes i tècniques per reduir i controlar les rebaves de fresat des de la perspectiva del disseny estructural fins a la fabricació.
I. Formes principals de rebaves en el fresat final D'acord amb el sistema de classificació de rebaves de la vora de tall de l'eina de moviment de tall-, les rebaves generades durant el fresat final es divideixen principalment en cinc formes: rebaves a banda i banda de la vora de tall principal, rebaves que tallen des de la vora lateral en la direcció del tall, rebaves que tallen des de la direcció de tall en la direcció inferior, Figura 1).
Imatge
Figura 1. Rebaves formades durant el fresat final
En termes generals, les rebaves de la direcció de tall-de la vora inferior són més grans i més difícils d'eliminar que altres rebaves. Per tant, aquest article se centra en les rebaves de direcció de tall de la vora inferior-com a objecte principal de recerca.
Segons les diferents mides i formes de les rebaves de la direcció de tall de la vora inferior-en el fresat final, es poden dividir en tres tipus: rebaves de tipus I (de mida més gran, difícils d'eliminar i més cares d'eliminar), rebaves de tipus II (mida més petita, es poden deixar sense treure o treure fàcilment) i rebaves de tipus III, és a dir, les rebaves negatives (tal com es mostra a la figura 2).
Imatge
Figura 2. Tipus de rebaves de direcció de tall de la vora inferior-durant el fresat
II. Principals factors que afecten la formació de rebaves en el fresat final
La formació de rebaves és un procés de deformació del material molt complex. Molts factors, com ara les propietats del material de la peça, la geometria, el tractament superficial, la geometria de l'eina, la trajectòria de tall de l'eina, el desgast de l'eina, els paràmetres de tall i l'ús del refrigerant, afecten directament la formació de rebaves. La figura 3 mostra un diagrama de flux dels factors que afecten les rebaves de fresat final. En condicions específiques de fresat, la morfologia i la mida de les rebaves-de fresat final depenen de l'efecte combinat de diversos factors que influeixen, però diferents factors tenen efectes diferents sobre la formació de les rebaves.
Figura 3: Diagrama de control de causa-i-efecte de la formació de rebaves de fresat
1. Entrada/sortida de l'eina
En general, les rebaves que es generen quan l'eina surt de la peça de treball són més grans que les que es generen quan l'eina entra a la peça de treball.
2. Angle de sortida del pla
L'angle de sortida del pla té un impacte significatiu en la formació de rebaves en la direcció de tall de la vora inferior. L'angle de sortida del pla es defineix com l'angle entre la direcció de la velocitat de tall (la combinació vectorial de velocitat d'eina i velocitat d'avanç) en un punt perpendicular a l'eix de la fresa a la vora de tall quan la vora de tall surt de la cara de l'extrem de la peça i la direcció de la cara de l'extrem de la peça. La direcció de la cara final de la peça és des del punt d'entrada de l'eina fins al punt de sortida de l'eina. Com es mostra a la figura 5, Ψ és l'angle de sortida del pla, amb un rang de 0 graus < Ψ Menor o igual a 180 graus.
Els resultats experimentals mostren que l'alçada de la rebava canvia de forma amb la profunditat de tall, és a dir, a mesura que augmenta la profunditat de tall, la rebava canvia de tipus I a tipus II. La profunditat mínima de fresat necessària per produir rebaves de tipus II s'anomena normalment la profunditat de tall límit, indicada per dcr. La figura 6 mostra l'efecte de l'angle de tall pla i la profunditat de tall sobre l'alçada de la rebava quan es mecanitza un aliatge d'alumini.
Figura 6 Tipus de rebaba, angle de tall pla i profunditat de tall
Com es pot veure a la figura 6, com més gran sigui l'angle de tall pla, més gran serà la profunditat límit de tall. Quan l'angle de tall pla és superior a 120 graus, la mida de la rebava de tipus I és més gran i la profunditat de tall limitant per a la transició a les rebaves de tipus II també és més gran. Per tant, un angle de tall pla més petit és propici per a la formació de rebaves de tipus II perquè com més petit sigui Ψ, relativament més alta és la rigidesa del suport de la cara de l'extrem-i menys probable és que es formin rebaves.
La magnitud i la direcció de la velocitat d'alimentació tenen una certa influència en la magnitud i la direcció de la velocitat combinada v, que al seu torn afecta l'angle de tall pla i la formació de rebaves. Per tant, com més gran sigui la velocitat d'alimentació i l'angle de desplaçament de la vora de sortida, més petit és Ψ, que és més propici per suprimir la formació de rebaves més grans (com es mostra a la figura 7). Imatge
Figura 7. Influència de la direcció d'alimentació en la formació de rebaves
3. Seqüència de retracció de punta d'eina (EOS)
Durant el fresat final, la mida de la rebaba depèn en gran mesura de la seqüència de retracció de la punta de l'eina. Com es mostra a la figura 8: el punt A es troba a la vora de tall secundària, el punt C es troba a la vora de tall principal i el punt B és l'àpex de la punta de l'eina. Suposem que la punta de l'eina és nítida, és a dir, ignora el radi de la punta de l'eina. Si la vora B-C es retira primer de la peça de treball, seguida de la vora A-B, l'encenall s'articula sobre la superfície mecanitzada. A mesura que avança el fresat, l'encenall és empès fora de la peça de treball, formant una rebaba de vora inferior més gran en la direcció de tall. Si la vora A-B es retira primer de la peça de treball, seguida de la vora B-C, l'encenall s'articula a la superfície de transició i es talla de la peça de treball, formant una rebaba de vora inferior més petita en la direcció del tall.
Els experiments mostren que:
① La seqüència de retracció de la punta de l'eina que augmenta la mida de la rebaba seqüencialment és ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA.
② Els resultats produïts per EOS són els mateixos, excepte que sota la mateixa seqüència de retracció, els materials dúctils produeixen rebaves més grans que els materials trencadissos. La seqüència de sortida de la punta de l'eina està relacionada no només amb la geometria de l'eina, sinó també amb factors com ara la velocitat d'avanç, la profunditat de tall, la geometria de la peça i les condicions de tall. És una combinació de factors que influeixen en la formació de rebaves.
Imatge
Figura 8: Seqüència de sortida de punta d'eina i formació de rebaves
4. Influència d'altres factors
① Els paràmetres de fresat, la temperatura de fresat i l'entorn de tall també tenen un cert impacte en la formació de rebaves. La influència d'alguns factors clau, com ara la velocitat d'avanç i la profunditat de tall, es reflecteix a través de la teoria de l'angle de sortida del pla i la teoria EOS de la seqüència de sortida de la punta de l'eina, que no s'elaboraran aquí;
② Com millor sigui la plasticitat del material de la peça, més fàcil serà formar rebaves de tipus I. En el fresat final de materials trencadissos, una gran velocitat d'alimentació o angle de sortida pla afavoreix la formació de rebaves tipus III (defectes).
③ Quan l'angle entre la cara final de la peça de treball i el pla mecanitzat és més gran que un angle recte, l'augment de la rigidesa del suport de la cara extrema inhibeix la formació de rebaves.
④ L'ús de fluid de fresat allarga la vida útil de l'eina, redueix el desgast de l'eina, lubrica el procés de fresat i, per tant, redueix la mida de la rebava.
⑤ El desgast de l'eina afecta significativament la formació de rebaves. Quan l'eina es desgasta fins a cert punt, el radi de la punta de l'eina augmenta, donant lloc a rebaves més grans no només en la direcció de retirada de l'eina, sinó també en la direcció d'entrada de l'eina. El mecanisme requereix més investigació.
⑥ Altres factors, com el material de l'eina, també influeixen en la formació de rebaves. En les mateixes condicions de tall, les eines de diamant són més efectives que altres eines per suprimir la formació de rebaves.
III. Enfocaments bàsics per controlar la formació de rebaves de fresat La formació de rebaves de fresat final està influenciada per diversos factors, com ara el procés de fresat específic, l'estructura de la peça i la geometria de l'eina. Per reduir les-rebaves de fresat final, la formació de rebaves s'ha de controlar i minimitzar des de diversos aspectes.
1. Disseny estructural raonable: la formació de rebaves està molt influenciada per l'estructura de la peça. Les diferents estructures de peces de treball donen lloc a diferències significatives en la forma i la mida de les rebaves a les vores després del mecanitzat. Si el material de la peça i el tractament de la superfície estan predeterminats, la geometria i les vores de la peça són factors crucials que determinen la formació de rebaves.
2. Seqüència de mecanitzat adequada: la seqüència de mecanitzat també afecta la forma i la mida de les-rebaves de fresat final. Les diferents formes i mides de rebaves donen lloc a diferents càrregues de treball de desbarbat i costos relacionats. Per tant, seleccionar una seqüència de mecanitzat adequada és una manera eficaç de reduir els costos de desbarbat.
Figura 9: Mètode de control de selecció de la seqüència de mecanitzat
A la figura 10a, si es realitza la perforació abans de fresar el pla, es generen fàcilment rebaves de tall més grans a la circumferència del forat; si primer es fresa el pla i després es perfora, només es generen rebaves d'entrada de perforació més petites a la circumferència del forat. De la mateixa manera, a la figura 10b, les rebaves que es formen fresant primer la superfície superior i després el contorn còncau són més petites que les que es formen mecanitzant primer el contorn còncau i després fresant el pla. 3. Eviteu la retracció de l'eina
Evitar la retracció de l'eina és una manera eficaç d'evitar la formació de rebaves, ja que és un factor important en la formació de rebaves en la direcció del tall. En general, les rebaves que es produeixen quan la fresa surt de la peça de treball són més grans, mentre que les que es produeixen quan hi entra són més petites. Per tant, la sortida de la fresa s'ha d'evitar tant com sigui possible durant el mecanitzat. Com es mostra a la figura 4, les rebaves produïdes mitjançant la figura 4b són més petites que les produïdes a la figura 4a.
4. Seleccioneu una ruta d'eina adequada
Com mostra l'anàlisi anterior, quan l'angle de tall-planar és inferior a un valor determinat, la mida de la rebaba resultant és més petita. L'angle de tall-planar es pot canviar modificant l'amplada de fresat, la velocitat d'avançament (magnitud i direcció) i la velocitat de rotació (magnitud i direcció). Per tant, es pot evitar la formació de rebaves de tipus I seleccionant una ruta d'eina adequada (vegeu la figura 11).
Figura 10: Mètode de ruta de l'eina controlada
La figura 10a mostra un camí d'eina en ziga-zaga tradicional. Les zones ombrejades de la figura indiquen llocs on es poden generar rebaves més grans en la direcció de tall. La figura 10b utilitza un recorregut d'eina millorat que pot evitar la formació de rebaves de tall. Tot i que el recorregut de l'eina de la figura 11b és una mica més llarg i triga una mica més de temps de fresat que el de la figura 10a, elimina la necessitat d'un procés de desbarbat addicional. En canvi, la figura 10a requereix una quantitat significativa de temps de desbarbat (tot i que les zones ombrejades, que representen la formació de rebaves, no són nombroses, totes les vores que contenen rebaves s'han de travessar durant el desbarbat real). Per tant, en general, la trajectòria de l'eina de la figura 10b és superior a la de la figura 10a pel que fa al control de les rebaves.
5. Selecció dels paràmetres de fresat adequats
Els paràmetres de fresat final (com ara l'alimentació per dent, l'amplada de fresat final, la profunditat de fresat final i la geometria de l'eina) tenen una certa influència en la formació de rebaves.
La formació de rebaves de fresat final està influenciada per diversos factors, els principals són: entrada/sortida de l'eina, angle de sortida del pla, seqüència de sortida de la punta de l'eina i paràmetres de fresat. La forma i la mida finals de la rebava són el resultat de l'efecte combinat d'aquests factors.
Aquest article analitza els principals factors que influeixen en la generació de rebaves de fresat a partir de tot el procés, inclòs el disseny estructural de la peça, la disposició del procés de mecanitzat, els paràmetres de fresat i la selecció d'eines. Proposa tècniques, processos i mètodes per suprimir o reduir les rebaves de fresat, com ara controlar el recorregut de la fresa, seleccionar una seqüència de mecanitzat adequada i millorar el disseny estructural. Aquests mètodes proporcionen solucions tècniques factibles per controlar activament la mida de la rebava, millorar la qualitat del producte, reduir costos i escurçar els cicles de producció en la mòlta.
