Metallin leikkausprosessiin liittyy usein purseiden muodostumista. Purseiden olemassaolo ei vain vähennä työstötarkkuutta ja työkappaleen pinnan laatua, vaan myös vaikuttaa tuotteen suorituskykyyn ja joskus jopa aiheuttaa onnettomuuksia. Purseenpoisto on tuottamaton prosessi, joka ei ainoastaan lisää tuotteen kustannuksia ja pidentää tuotteen tuotantosykliä, vaan johtaa myös koko tuotteen romuttamiseen virheellisen purseenpoiston vuoksi, mikä johtaa taloudellisiin tappioihin.
Koska purseenpoisto on niin työlästä, on parempi löytää tapa hallita sitä lähteestä. Tänään opimme vähentämään purseiden syntymistä päätyjyrsinnässä.
Päärysteiden päämuodot päätyjyrsinnässä
Leikkausliike-leikkausreunapurseiden luokitusjärjestelmän mukaan päätyjyrsinnässä syntyvät purseet sisältävät pääosin pääreunan molemmilla puolilla olevat purseet, sivuleikkauksen leikkaussuunnassa olevat purseet, pohjaleikkauksen leikkaussuunnassa olevat purseet, ja syöttö ja syöttö. Suuntautuvia purseita on viisi muotoa (katso kuva 1).
Yleisesti ottaen muihin purseisiin verrattuna alareunasta leikatulla leikkaussuuntaisella purseella on suuri koko ja vaikea poistaa. Tästä syystä tässä artikkelissa on otettu alareunasta leikattu leikkaussuuntainen purse pääasialliseksi tutkimuskohteeksi tutkimuksen suorittamisessa. Päätyjyrsinnän alareunan leikkaussuunnassa olevien purseiden koon ja muodon mukaan ne voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: Tyypin I purseet (suurempi koko, vaikea poistaa ja korkeammat poistokustannukset), tyyppi II. purseet (pienempi koko Pienet, ei voida poistaa tai poistaa helposti) ja tyypin III purseet ovat negatiivisia purseita (kuten kuvassa 2).
Kuva 2 Pursetyypit leikkaussuunnassa, jotka leikataan alareunasta jyrsinnässä
Tärkeimmät päätyjyrsintäjyrsimien muodostumiseen vaikuttavat tekijät
Purseen muodostuminen on erittäin monimutkainen materiaalin muodonmuutosprosessi. Erilaiset tekijät, kuten työkappaleen materiaalin ominaisuudet, geometria, pintakäsittely, työkalun geometria, työkalun leikkausrata, työkalun kuluminen, leikkausparametrit ja jäähdytysnesteen käyttö vaikuttavat kaikki suoraan purseiden muodostumiseen. Kuvio 3 on lohkokaavio päätyjyrsintäpurseisiin vaikuttavista tekijöistä. Tietyissä jyrsintäolosuhteissa päätyjyrsinnän muoto ja koko riippuvat eri vaikuttavien tekijöiden yhteisvaikutuksista, mutta eri tekijät vaikuttavat eri tavalla purseiden muodostumiseen.
01 Työkalun sisääntulo/poistuminen
Yleensä purse, joka syntyy, kun työkalu ruuvataan ulos työkappaleesta, on suurempi kuin purse, joka syntyy, kun työkalu ruuvataan työkappaleeseen. Kuten kuvassa 4 on esitetty, kuvassa 4a näkyy työkalun päätypinta, joka ruuvataan ulos työkappaleesta, joka on taipuvainen muodostamaan suurempikokoisia tyypin I purseita, kun taas kuvassa 4b työkalu ruuvataan työkappaleeseen ja syntyvät purseet. ovat yleensä tyypin II purseita. Lisää WeChat: Yuki7557 lähettääksesi 10G CNC -opetusohjelman
Kuva 4 Jyrsintämenetelmän vaikutus purseen muodostumiseen
02 Tason leikkauskulma
Tasoleikkauskulmalla on suuri vaikutus purseiden muodostumiseen alareunan leikkaussuunnassa. Tason leikkauskulma määritellään leikkausnopeuden suunnaksi (työkalun nopeuden ja syöttönopeuden vektorisynteesi) ja työkappaleen päätypintojen suuntausten väliseksi kulmaksi. Työkappaleen päätypinnan suunta on työkalun ruuvauskohdasta työkalun ruuvauskohtaan. Kuten kuvasta 5 näkyy, Ψ on tasoleikkauskulma ja sen alue on 0 astetta<>
Kuva 5 Tason leikkauskulma
Testitulokset osoittavat, että pursekorkeus muuttuu leikkaussyvyyden mukaan, eli purse muuttuu tyypin I purseesta tyypin II purseeksi leikkaussyvyyden kasvaessa. Vähimmäisjyrsintäsyvyyttä, joka tuottaa tyypin II purseet, kutsutaan yleensä rajaleikkaussyvyydeksi, joka ilmaistaan dcr:nä. Kuva 6 esittää tasaisen johtokulman ja leikkaussyvyyden vaikutusta purseen korkeuteen alumiiniseoksen työstyksessä.
Kuva 6 Purseen muoto ja tasoleikkauskulma ja leikkaussyvyys
Kuvasta 6 voidaan nähdä, että mitä suurempi tason leikkauskulma, sitä suurempi on rajaleikkaussyvyys; kun tason leikkauskulma on suurempi kuin 120 astetta, tyypin I purseen koko on suurempi ja myös tyypin II purseeseen siirtymisen rajasyvyys on suuri. Siksi pieni tasoleikkauskulma edistää tyypin II purseiden muodostumista, koska mitä pienempi Ψ on, päätepinnan tukijäykkyys paranee suhteellisesti ja purseiden muodostuminen on vähemmän todennäköistä.
Kuvasta 5 voidaan nähdä, että syöttönopeuden koolla ja suunnalla on tietty vaikutus komposiittinopeuden v kokoon ja suuntaan, ja sitten se vaikuttaa tasoleikkauskulmaan ja purseiden muodostumiseen. Siksi mitä suurempi syöttönopeus ja poistumisreunan siirtymäkulma, sitä pienempi Ψ, sitä edullisempi on suurempien purseiden muodostumisen estäminen (kuten kuvassa 7).
Kuva 7 Syöttösuunnan vaikutus purseen muodostumiseen
03 Työkalun kärjen poistumisjärjestys EOS
Päätyjyrsinnässä purseen koon määrää suurelta osin työkalun kärkien poistumisjärjestys. Kuten kuvasta 8 näkyy: piste A on sivuleikkausreunan piste, piste C on pääleikkaussärmän piste ja piste B on työkalun kärjen kärki. Oletetaan, että työkalun kärki on terävä, eli työkalun kärjen kaaren sädettä ei huomioida. Jos BC-reuna poistuu työkappaleesta ensin ja AB-reuna myöhemmin, lastut saranoidaan koneistettuun pintaan ja jyrsinnän edetessä lastut työntyvät ulos työkappaleesta muodostaen suuremman alareunan ja leikkaamalla pois leikkaussuunta purseet. Jos AB-reuna poistuu työkappaleesta ensin ja BC-reuna työkappaleesta myöhemmin, lastu saranoituu siirtymäpinnalle ja leikataan pois työkappaleesta muodostaen pienemmän alareunan, joka leikkaa leikkaussuuntaisen purseen.
Testi osoittaa, että: ①Työkalun kärjen poistumisjärjestys, joka lisää purseen kokoa, on: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② EOS:n tuottamat tulokset ovat samat, mutta samalla poistumisjaksolla muovimateriaalien tuottama pursekoko on suurempi kuin hauraiden materiaalien tuottama.
Työkalun kärjen poistumisjärjestys ei liity vain työkalun geometriseen muotoon, vaan liittyy myös tekijöihin, kuten syöttönopeus, jyrsintäsyvyys, työkappaleen geometrinen koko ja leikkausolosuhteet. Se on useiden tekijöiden yhdistelmä, jotka vaikuttavat purseiden muodostumiseen.
Kuva 8 Työkalun kärjen poistumisjärjestys ja purseiden muodostuminen
04 Muut tekijät
① Jyrsintäparametreilla, jyrsintälämpötilalla, leikkausympäristöllä jne. on myös tietty vaikutus purseiden muodostumiseen. Joidenkin päätekijöiden, kuten syöttönopeuden, jyrsintäsyvyyden jne., vaikutus näkyy tasoleikkauskulman teoriassa ja EOS-teoriassa työkalun kärjen ulostulosekvenssistä. En mene tässä yksityiskohtiin.
②Mitä parempi työkappalemateriaalin plastisuus, sitä helpompi on muodostaa I-tyypin purseet. Hauraiden materiaalien päätyjyrsinnässä, jos syöttönopeus tai tasoleikkauskulma on suuri, se edistää tyypin III purseiden muodostumista (puutteita).
③Kun työkappaleen päätepinnan ja työstettävän tason välinen kulma on suurempi kuin suora kulma, purseiden muodostuminen voidaan estää päätepinnan paremman tukijäykkyyden ansiosta.
④Jyrsintänesteen käyttö pidentää työkalun käyttöikää, vähentää työkalun kulumista, voitelee jyrsintäprosessia ja pienentää jäysteen kokoa.
⑤ Työkalun kulumisella on suuri vaikutus purseiden muodostumiseen. Kun työkalu kuluu tietyssä määrin, työkalun kärjen kaari kasvaa, ei ainoastaan purseen koko työkalun poistumissuunnassa, vaan myös purseiden koko työkalun leikkaussuunnassa. Mekanismia on tutkittava tarkemmin.
⑥Myös muut tekijät, kuten työkalumateriaalit, vaikuttavat jonkin verran purseiden muodostumiseen. Samoissa leikkausolosuhteissa timanttityökalut estävät purseen muodostumisen muita työkaluja paremmin.
Perustavat jäysteen muodostumisen hallintaan päätyjyrsinnässä
Päätyjyrsintäpurseiden muodostumiseen vaikuttavat monet tekijät, se ei liity vain tiettyyn jyrsintäprosessiin, vaan liittyy myös työkappaleen rakenteeseen, työkalun geometriaan ja muihin tekijöihin. Päätyjyrsintäpurseiden vähentämiseksi jyrsinnän syntyä on valvottava ja vähennettävä monilta osin.
01 Kohtuullinen rakennesuunnittelu
Purseen muodostumiseen vaikuttaa suurelta osin työkappaleen rakenne. Työkappaleen rakenne on erilainen, ja myös reunojen purseiden muoto ja koko käsittelyn jälkeen ovat hyvin erilaisia. Jos työkappaleen materiaali ja pintakäsittely on ennalta määrätty, työkappaleen geometria ja reuna ovat tärkeä tekijä purseiden muodostumisen kannalta. Kuvassa 9 näkyy, että työkappaleen päätypintaan on lisätty viiste purseiden vähentämiseksi.
Kuva 9 Lisää poistumisreunan viistomenetelmä
02 Asianmukainen käsittelyjärjestys
Prosessointisekvenssillä on myös tietty vaikutus päätyjyrsinnän muotoon ja kokoon. Purseenpoiston työmäärä ja siihen liittyvät kustannukset vaihtelevat myös purseiden muodosta ja koosta riippuen. Siksi sopivan käsittelysekvenssin valitseminen on tehokas tapa vähentää purseenpoistokustannuksia. Kuvio 10 esittää sopivan prosessointisekvenssin käyttöä suurempien purseiden muodostumisen ohjaamiseksi.
Kuva 10 Valitse käsittelysekvenssin ohjausmenetelmä
Kuvassa 10a, jos reikä porataan ensin ja sen jälkeen taso jyrsitään, syntyy helposti suuria leikkaus- ja jyrsintäjäysteitä reiän kehälle; jos kone jyrsitään ensin ja sitten porataan reikä, reiän kehällä on vain pieniä poraus-leikkausjäysteitä. Vastaavasti kuviossa 10b jyrsimällä ensin yläpinta ja sitten jyrsimällä kovera muoto on pienempi kuin se, joka muodostuu koneistamalla ensin kovera ääriviiva ja sitten jyrsimällä taso.
03 Vältä työkalun vetäytymistä ulos
Työkalun vetäytymisen välttäminen on tehokas tapa välttää purseen muodostumista, koska työkalun vetäytyminen on tärkein tekijä purseen muodostumiselle leikkaussuunnassa. Tyypillisesti jyrsin tuottaa suurempia purseita, kun se ruuvataan irti työkappaleesta, ja pienempiä, kun se ruuvataan työkappaleeseen. Siksi jyrsintä tulee välttää pyörimästä niin paljon kuin mahdollista käsittelyn aikana. Kuten kuvassa 4, kuvalla 4b tuotettu häiriö on pienempi kuin kuvassa 4a tuotettu häiriö.
04 Valitse sopiva leikkuureitti
Edellisestä analyysistä voidaan nähdä, että kun tason leikkauskulma on pienempi kuin tietty arvo, syntyvän purseen koko on pienempi. Tasoleikkauskulmaa voidaan muuttaa muuttamalla jyrsintäleveyttä, syöttönopeutta (suuruus ja suunta) ja pyörimisnopeutta (magnitudi ja suunta). Siksi tyypin I purseiden syntyminen voidaan välttää valitsemalla sopiva työkalurata (katso kuva 11).
Kuva 11 Työkalun ratamenetelmän ohjaus
Kuvassa 11a on esitetty perinteinen siksak-työkalun rata ja kuvan varjostettu osa osoittaa sen osan, jossa voi syntyä suuria jäysteitä leikkaussuunnassa. Kuvassa 11b käytetään parannettua työkalurataa, jolla voidaan välttää leikkausjäysteiden muodostuminen. Vaikka kuvan 11b työkalurata on hieman pidempi kuin kuvan 11a ja vie hieman enemmän jyrsintäaikaa, koska ylimääräistä purseenpoistoprosessia ei tarvita, kuvan 11a käyttäminen vaatii paljon jäysteenpoistoaikaa (vaikka kuvan varjostettu osa Eli ei ole montaa paikkaa, missä purseita syntyy, mutta varsinaisessa purseenpoistossa tulee kulkea kaikki reunat, joissa purseet sijaitsevat), joten yleensä kuvan 11b leikkausreitti on parempi kuin kuvan mukainen reitti. 11a purseiden hallinnan kannalta.
05 Valitse sopivat jyrsintäparametrit
Päätyjyrsintäparametrit (kuten syöttö per hammas, päätyjyrsintäleveys, päätyjyrsintäsyvyys ja työkalun geometrinen kulma jne.) vaikuttavat tietyssä määrin purseiden muodostumiseen. Taulukossa 1 on lueteltu useita periaatteita päätyjyrsintäparametrien valitsemiseksi pursekoon pienentämiseksi.
Taulukko 1 Pursetyypit ja käsittelymenetelmät
5 erityistä purseenpoistomenetelmää
01 Elektrolyyttinen purseenpoisto
Ns. elektrolyyttinen purseenpoisto on kemiallinen jäysteenpoistomenetelmä, jolla voidaan poistaa purseet koneistuksen, hionnan ja leimaamisen jälkeen sekä pyöristää tai viistää metalliosien teräviä reunoja.
Elektrolyyttinen työstömenetelmä, joka käyttää elektrolyysiä purseiden poistamiseen metalliosista, englanniksi lyhennettynä ECD. Kiinnitä työkalun katodi (yleensä messinkiä) lähelle työkappaleen purseosaa siten, että näiden kahden välissä on tietty rako (yleensä 0.3-1mm). Työkalukatodin johtava osa on kohdistettu purseen reunan kanssa ja toinen pinta on päällystetty eristekerroksella, jolloin elektrolyysi keskittyy purseosaan. Lisää WeChat: Yuki7557 lähettääksesi 10G CNC -opetusohjelman
Työstön aikana työkalun katodi on kytketty tasavirtalähteen negatiiviseen napaan ja työkappale on kytketty tasavirtalähteen positiiviseen napaan. Matalapaineinen elektrolyytti (yleensä natriumnitraatin tai natriumkloraatin vesiliuos), jonka paine on 0,1 - 0,3 MPa, virtaa työkappaleen ja katodin välillä. Kun tasavirtalähde kytketään päälle, purse poistetaan anodisella liuotuksella ja elektrolyytti poistaa sen.
kuva
Elektrolyytti on jossain määrin syövyttävää, ja työkappale on puhdistettava ja ruostesuojattu purseenpoiston jälkeen. Elektrolyyttinen purseenpoisto soveltuu jäysteenpoistoon risteävien reikien tai monimutkaisen muotoisten osien piilossa olevista osista. Tuotantotehokkuus on korkea, ja purseenpoistoaika kestää yleensä vain muutamasta sekunnista kymmeniin sekunteihin.
Tätä menetelmää käytetään usein hammaspyörien, urien, kiertokankien, venttiilirunkojen ja kampiakselin öljyn läpivientireikien poistoon sekä terävien kulmien pyöristämiseen. Haittapuolena on, että myös osapurseen läheisyydessä tapahtuu elektrolyysi, jolloin pinta menettää alkuperäisen kiiltonsa ja jopa vaikuttaa mittatarkkuuteen.
02 Hiomavirtauksen purseenpoisto
Abrasive Flow Machining (AFM) on uusi viimeistely- ja purseenpoistoprosessi, joka kehitettiin 1970-luvun lopulla ulkomailla. Tämä prosessi sopii erityisen hyvin juuri viimeistelyvaiheeseen tulleille purseille, mutta pienille ja pitkille rei'ille ja metallimuotit, joissa on kohtuuton pohja jne. eivät sovellu käsittelyyn.
03 Magneettinen hionta ja purseenpoisto
Magneettihionnan aikana työkappale asetetaan kahden magneettinavan muodostamaan magneettikenttään ja magneettiset hioma-aineet asetetaan työkappaleen ja magneettinapojen väliseen rakoon. Magneettisen voiman vaikutuksesta hioma-aineet asettuvat siististi magneettisen voimalinjan suuntaan muodostaen pehmeän ja jäykän magneettisen hiomakoneen. Harja, kun työkappale pyörii ja tärisee aksiaalisesti magneettikentässä, työkappale ja hioma-aine liikkuvat suhteessa toisiinsa ja hiomaharja hioo työkappaleen pintaa; magneettinen hiontamenetelmä voi tehokkaasti ja nopeasti hioa ja poistaa osan, joka sopii eri materiaaleihin, eri kokoisiin ja erilaisiin rakenteisiin, ovat viimeistelymenetelmä, jolla on vähän investointeja, korkea hyötysuhde, laaja käyttö ja hyvä laatu.
Tällä hetkellä ulkomailla on pystytty hiomaan ja purseenpoistamaan pyörivän rungon sisä- ja ulkopinnat, litteät osat, hammaspyörän hampaat, monimutkaiset profiilit jne., poistamaan johtojen oksidihilseitä ja puhdistamaan piirilevyt.
04 Terminen purseenpoisto
Terminen jäysteenpoisto (TED) tarkoittaa jäysteiden polttamista pois käyttämällä korkeaa lämpötilaa, joka syntyy vedyn ja happikaasun tai hapen ja maakaasun seoksen palamisen jälkeen. Se on kuljettaa happea ja happea tai maakaasua ja happea suljettuun astiaan ja sytyttää se sytytystulpan läpi niin, että seos syttyy hetkessä ja vapauttaa suuren määrän lämpöenergiaa purseiden poistamiseksi. Kuitenkin sen jälkeen, kun työkappale on räjäytetty ja poltettu, sen hapettunut jauhe tarttuu työkappaleen pintaan, joka on puhdistettava tai peittattava.
05 Mirai Tehokas ultraäänijäysteenpoisto
Mirai tehokas ultraäänipurseenpoistotekniikka on viime vuosina suosittu jäysteenpoistomenetelmä. Puhdistusteho on 10-20 kertaa tavallisiin ultraäänipuhdistuskoneisiin verrattuna. Reiät ovat jakautuneet tasaisesti vesisäiliössä, joten ultraäänipuhdistusta ei tarvitse käyttää. Annostelu voidaan suorittaa 5-15 minuutissa samanaikaisesti.
