O processo de corte de metal é frequentemente acompanhado pela geração de rebarbas. A existência de rebarbas não apenas reduz a precisão do processamento e a qualidade da superfície da peça de trabalho, mas também afeta o desempenho do produto e, às vezes, até causa acidentes. A rebarbação é um processo não produtivo, que não só aumenta o custo do produto e prolonga o ciclo de produção do produto, mas também leva ao refugo de todo o produto devido à rebarbação inadequada, resultando em perdas econômicas.
Como a rebarbação é tão trabalhosa, é melhor encontrar uma maneira de controlá-la desde a origem. Hoje vamos aprender como reduzir a geração de rebarbas no fresamento de topo.
Principais formas de rebarbas no fresamento de topo
De acordo com o sistema de classificação de rebarbas de aresta de corte de movimento de corte, as rebarbas geradas no processo de fresamento de topo incluem principalmente rebarbas em ambos os lados da aresta principal, rebarbas na direção de corte de corte lateral, rebarbas na direção de corte de corte inferior, e alimentação e alimentação. Existem cinco formas de rebarbas direcionais (consulte a Figura 1).
De um modo geral, em comparação com outras limas, a rebarba de direção de corte cortada da borda inferior tem as características de tamanho grande e remoção difícil. Por esta razão, este trabalho toma a rebarba de direção de corte cortada da borda inferior como o principal objeto de pesquisa para realizar a pesquisa. De acordo com o tamanho e a forma das rebarbas na direção de corte da aresta inferior no fresamento de topo, elas podem ser divididas em três tipos a seguir: Rebarbas Tipo I (tamanho maior, difícil de remover e custo de remoção mais alto), Tipo II rebarbas (tamanho menor Pequeno, não pode ser removido ou removido facilmente) e as rebarbas Tipo III são rebarbas negativas (conforme mostrado na Figura 2).
Figura 2 Tipos de rebarbas na direção de corte cortadas da aresta inferior durante o fresamento
Os principais fatores que afetam a formação de rebarbas de fresamento de topo
A formação de rebarbas é um processo de deformação de material muito complexo. Vários fatores, como propriedades do material da peça de trabalho, geometria, tratamento de superfície, geometria da ferramenta, trajetória de corte da ferramenta, desgaste da ferramenta, parâmetros de corte e o uso de refrigerante, todos afetam diretamente a formação de rebarbas. A Figura 3 é um diagrama de blocos dos fatores que afetam as rebarbas de fresamento de topo. Sob condições específicas de fresamento, a forma e o tamanho das rebarbas de fresamento de topo dependem dos efeitos combinados de vários fatores de influência, mas diferentes fatores têm efeitos diferentes na formação de rebarbas.
01 Entrada/saída de ferramenta
Em geral, a rebarba gerada quando a ferramenta é aparafusada da peça de trabalho é maior do que a rebarba gerada quando a ferramenta é aparafusada na peça de trabalho. Conforme mostrado na Figura 4, a Figura 4a mostra a superfície terminal da ferramenta sendo aparafusada da peça de trabalho, que é propensa a produzir rebarbas Tipo I de tamanho maior, enquanto na Figura 4b, a ferramenta é aparafusada na peça de trabalho e as rebarbas geradas geralmente são rebarbas Tipo II. Adicionar WeChat: Yuki7557 para enviar tutorial CNC 10G
Fig.4 Efeito do método de fresagem na formação de rebarbas
02 Ângulo de corte do plano
O ângulo de corte plano tem grande influência na formação de rebarbas na direção de corte da aresta inferior. O ângulo de corte plano é definido como a direção da velocidade de corte (síntese vetorial da velocidade da ferramenta e da velocidade de avanço) e o ângulo entre as orientações das faces finais da peça de trabalho. A direção da face final da peça de trabalho é do ponto de aparafusamento da ferramenta para o ponto de desaparafusamento da ferramenta. Conforme mostrado na Figura 5, Ψ é o ângulo de corte plano e seu alcance é 0 graus<>
Figura 5 Ângulo de corte do plano
Os resultados dos testes mostram que a altura da rebarba muda com a profundidade de corte, ou seja, a rebarba muda de tipo I para tipo II com o aumento da profundidade de corte. A profundidade mínima de fresamento que produz rebarbas tipo II é geralmente chamada de profundidade limite de corte, expressa em dcr. A Figura 6 mostra o efeito do ângulo de ataque plano e da profundidade de corte na altura da rebarba ao usinar uma liga de alumínio.
Fig.6 Forma da rebarba e ângulo de corte plano e profundidade de corte
Pode ser visto na Figura 6 que quanto maior o ângulo de corte do plano, maior a profundidade limite de corte; quando o ângulo de corte plano é maior que 120 graus, o tamanho da rebarba tipo I é maior e a profundidade de corte limite para a transição para a rebarba tipo II também é grande. Portanto, um pequeno ângulo de corte plano é propício para a geração de rebarbas tipo II, porque quanto menor for o Ψ, a rigidez de suporte da superfície terminal é relativamente melhorada e as rebarbas são menos propensas a se formar.
Pode ser visto na Figura 5 que o tamanho e a direção da velocidade de alimentação terão um certo impacto no tamanho e na direção da velocidade composta v e, em seguida, terão um impacto no ângulo de corte plano e na formação de rebarbas. Portanto, quanto maior a velocidade de alimentação e o ângulo de deslocamento da borda de saída, menor o Ψ, mais propício para suprimir a formação de rebarbas maiores (como mostrado na Figura 7).
Fig.7 Efeito da direção de alimentação na formação de rebarbas
03 Sequência de saída da ponta da ferramenta EOS
Durante o fresamento de topo, o tamanho da rebarba é amplamente determinado pela sequência de saída das pontas da ferramenta. Conforme mostrado na Figura 8: o ponto A é o ponto na aresta de corte secundária, o ponto C é o ponto na aresta de corte principal e o ponto B é o ápice da ponta da ferramenta. Assume-se que o nariz da ferramenta é pontiagudo, ou seja, o raio do arco do nariz da ferramenta não é considerado. Se a aresta BC sai da peça de trabalho primeiro e a aresta AB sai da peça de trabalho depois, os cavacos são articulados na superfície usinada e, à medida que o fresamento avança, os cavacos são empurrados para fora da peça de trabalho, formando uma aresta inferior maior e cortando as rebarbas de direção de corte. Se a aresta AB sai da peça de trabalho primeiro e a aresta BC sai da peça de trabalho depois, o cavaco articula-se na superfície de transição e é cortado da peça de trabalho, formando uma aresta inferior de tamanho menor que corta a rebarba da direção de corte.
O teste mostra que: ①A sequência de saída da ponta da ferramenta que aumenta o tamanho da rebarba é: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Os resultados produzidos por EOS são os mesmos, mas sob a mesma sequência de saída, o tamanho da rebarba produzida por materiais plásticos é maior do que o produzido por materiais frágeis.
A sequência de saída do nariz da ferramenta não está apenas relacionada à forma geométrica da ferramenta, mas também a fatores como avanço, profundidade de fresagem, tamanho geométrico da peça e condições de corte. É uma combinação de vários fatores que influenciam na formação das rebarbas.
Figura 8 A sequência de saída do nariz da ferramenta e a formação de rebarbas
04 Outros fatores
① Parâmetros de fresagem, temperatura de fresagem, ambiente de corte, etc. também terão um certo impacto na formação de rebarbas. O impacto de alguns fatores principais, como velocidade de avanço, profundidade de fresagem, etc., é refletido pela teoria do ângulo de corte plano e pela teoria EOS da sequência de saída do nariz da ferramenta. Não vou entrar em detalhes aqui.
②Quanto melhor a plasticidade do material da peça de trabalho, mais fácil é formar rebarbas tipo I. No processo de fresamento de topo de materiais quebradiços, se a taxa de avanço ou o ângulo de corte plano for grande, é propício à formação de rebarbas tipo III (deficiências).
③Quando o ângulo entre a superfície terminal da peça de trabalho e o plano processado é maior que um ângulo reto, a formação de rebarbas pode ser suprimida devido à maior rigidez de suporte da superfície terminal.
④O uso de fluido de fresamento é propício para prolongar a vida útil da ferramenta, reduzir o desgaste da ferramenta, lubrificar o processo de fresamento e reduzir o tamanho da rebarba.
⑤ O desgaste da ferramenta tem grande influência na formação de rebarbas. Quando a ferramenta se desgasta até certo ponto, o arco da ponta da ferramenta aumenta, não apenas o tamanho da rebarba na direção da saída da ferramenta aumenta, mas também o tamanho das rebarbas na direção do corte da ferramenta. O mecanismo precisa ser mais estudado estudo em profundidade.
⑥Outros fatores, como materiais de ferramentas, também têm certa influência na formação de rebarbas. Sob as mesmas condições de corte, as ferramentas diamantadas são mais propícias a suprimir a formação de rebarbas do que outras ferramentas.
Maneiras básicas de controlar a formação de rebarbas no fresamento de topo
A formação de rebarbas de fresamento de topo é afetada por muitos fatores, não apenas relacionados ao processo de fresamento específico, mas também relacionados à estrutura da peça, geometria da ferramenta e outros fatores. Para reduzir as rebarbas do fresamento de topo, a geração de rebarbas deve ser controlada e reduzida em vários aspectos.
01 Projeto estrutural razoável
A formação de rebarbas é amplamente afetada pela estrutura da peça de trabalho. A estrutura da peça de trabalho é diferente e a forma e o tamanho das rebarbas nas bordas após o processamento também são muito diferentes. Se o material da peça de trabalho e o tratamento da superfície forem pré-determinados, a geometria e a aresta da peça de trabalho são um fator importante na determinação da formação de rebarbas. A Figura 9 mostra que o chanfro é adicionado à superfície final da peça de trabalho para reduzir as rebarbas.
Figura 9 Adicionar método de chanframento da aresta de saída
02 Sequência de processamento apropriada
A sequência de processamento também tem certa influência na forma e no tamanho das rebarbas de fresamento de topo. Dependendo da forma e tamanho das rebarbas, a carga de trabalho e os custos relacionados à rebarbação também são diferentes. Portanto, selecionar uma sequência de processamento apropriada é uma maneira eficaz de reduzir o custo da rebarbação. A Figura 10 mostra o uso da sequência de processamento apropriada para controlar a geração de rebarbas maiores.
Figura 10 Selecione o método de controle da sequência de processamento
Na Figura 10a, se o furo for perfurado primeiro e depois o plano for fresado, grandes rebarbas de corte e fresamento são facilmente geradas na circunferência do furo; se o plano for fresado primeiro e depois o furo for perfurado, haverá apenas pequenas rebarbas de perfuração na circunferência do furo. Da mesma forma, na Figura 10b, o tamanho da rebarba formada pela fresagem da superfície superior primeiro e depois fresagem do contorno côncavo é menor do que aquela formada pela usinagem do contorno côncavo primeiro e depois fresagem do plano.
03 Evite retirada de ferramentas
Evitar a retirada da ferramenta é uma forma eficaz de evitar a formação de rebarbas, pois a retirada da ferramenta é o principal fator para a formação de rebarbas na direção do corte. Normalmente, a fresa produz rebarbas maiores quando é desparafusada da peça de trabalho e rebarbas menores quando é aparafusada na peça de trabalho. Portanto, deve-se evitar que a fresa gire o máximo possível durante o processamento. Como na Figura 4, o glitch produzido usando a Figura 4b é menor do que o produzido na Figura 4a.
04 Selecione uma rota de corte apropriada
Pela análise anterior, pode-se observar que quando o ângulo de recorte do plano é menor que um determinado valor, o tamanho da rebarba gerada é menor. O ângulo de corte plano pode ser alterado alterando a largura de fresagem, taxa de avanço (magnitude e direção) e velocidade de rotação (magnitude e direção). Portanto, a geração de rebarbas Tipo I pode ser evitada selecionando um caminho de ferramenta apropriado (consulte a Figura 11).
Figura 11 Controlando o método do caminho da ferramenta
A Figura 11a mostra o caminho tradicional da ferramenta em zigue-zague, e a parte sombreada na figura indica a parte onde grandes rebarbas na direção do corte podem ser geradas. A Figura 11b usa um caminho de ferramenta aprimorado, que pode evitar a geração de rebarbas de corte. Embora o caminho da ferramenta na Fig. 11b seja ligeiramente mais longo do que na Fig. 11a e leve um pouco mais de tempo de fresagem, uma vez que nenhum processo de rebarbação adicional é necessário, usar a Fig. 11a requer muito tempo de rebarbação (embora a parte sombreada na figura Ou seja, não há muitos locais onde as rebarbas são geradas, mas todas as arestas onde as rebarbas estão localizadas devem ser percorridas na rebarbação real), portanto, em geral, a rota de corte mostrada na Figura 11b é melhor que a rota mostrada na Figura 11a em termos de controle de rebarbas.
05 Selecione os parâmetros de fresagem apropriados
Parâmetros de fresamento de topo (como avanço por dente, largura de fresamento de topo, profundidade de fresamento de topo e ângulo geométrico da ferramenta, etc.) têm certa influência na formação de rebarbas. A Tabela 1 lista vários princípios para selecionar parâmetros de fresamento de topo para reduzir o tamanho da rebarba.
Tabela 1 Tipos de rebarbas e métodos de tratamento
5 métodos especiais de rebarbação
01 Rebarbação Eletrolítica
A chamada rebarbação eletrolítica é um método de rebarbação química, que pode remover rebarbas após usinagem, retificação e estampagem, e arredondar ou chanfrar as arestas vivas de peças metálicas.
Um método de usinagem eletrolítico que usa eletrólise para remover rebarbas de peças metálicas, abreviado como ECD em inglês. Fixe o cátodo da ferramenta (geralmente latão) próximo à parte rebarbada da peça de trabalho, com uma certa folga (geralmente 0.3-1mm) entre os dois. A parte condutora do cátodo da ferramenta é alinhada com a borda da rebarba e a outra superfície é coberta com uma camada isolante, de modo que a eletrólise se concentre na parte da rebarba. Adicionar WeChat: Yuki7557 para enviar tutorial CNC 10G
Durante o processamento, o cátodo da ferramenta é conectado ao pólo negativo da fonte de alimentação CC e a peça de trabalho é conectada ao pólo positivo da fonte de alimentação CC. Um eletrólito de baixa pressão (geralmente nitrato de sódio ou solução aquosa de clorato de sódio) com uma pressão de 0.1 a 0.3 MPa flui entre a peça de trabalho e o cátodo. Quando a fonte de alimentação CC é ligada, a rebarba será removida por dissolução anódica e removida pelo eletrólito.
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O eletrólito é corrosivo até certo ponto e a peça de trabalho deve ser limpa e protegida contra ferrugem após a rebarbação. A rebarbação eletrolítica é adequada para remover rebarbas em partes ocultas de furos que se cruzam ou peças com formas complexas. A eficiência da produção é alta e o tempo de rebarbação geralmente leva apenas alguns segundos a dezenas de segundos.
Este método é freqüentemente usado para rebarbação de engrenagens, estrias, bielas, corpos de válvulas e orifícios de passagem de óleo do virabrequim, bem como arredondamento de cantos vivos. A desvantagem é que a vizinhança da rebarba da peça também está sujeita à eletrólise, a superfície perderá seu brilho original e afetará até mesmo a precisão dimensional.
02 Rebarbação com fluxo abrasivo
A Usinagem por Fluxo Abrasivo (AFM) é um novo processo de acabamento e rebarbação desenvolvido no final da década de 1970 no exterior. Este processo é especialmente adequado para rebarbas que acabaram de entrar no estágio de acabamento, mas para furos pequenos e longos e moldes de metal com fundos não razoáveis, etc., não são adequados para processamento.
03 Desbaste magnético e rebarbação
Durante a retificação magnética, a peça de trabalho é colocada no campo magnético formado pelos dois pólos magnéticos e os abrasivos magnéticos são colocados no espaço entre a peça de trabalho e os pólos magnéticos. Sob a ação da força magnética, os abrasivos são dispostos ordenadamente ao longo da direção da linha de força magnética para formar uma retificadora magnética macia e rígida. Escova, quando a peça de trabalho gira e vibra axialmente no campo magnético, a peça de trabalho e o abrasivo se movem um em relação ao outro, e a escova abrasiva esmerilha a superfície da peça de trabalho; o método de retificação magnética pode moer e rebarbar a peça de forma eficiente e rápida, o que é adequado para Peças de vários materiais, vários tamanhos e várias estruturas são um método de acabamento com baixo investimento, alta eficiência, ampla aplicação e boa qualidade.
Atualmente, os países estrangeiros têm sido capazes de esmerilhar e rebarbar as superfícies internas e externas do corpo rotativo, peças planas, dentes de engrenagens, perfis complexos, etc., remover escamas de óxido em fios e limpar placas de circuito impresso.
04 Rebarbação Térmica
A rebarbação térmica (TED) consiste em queimar as rebarbas utilizando a alta temperatura gerada após a deflagração da mistura de hidrogênio e gás oxigênio ou oxigênio e gás natural. É passar oxigênio e oxigênio ou gás natural e oxigênio para um recipiente fechado e acendê-lo por meio de uma vela de ignição, de modo que a mistura deflagre em um instante e libere uma grande quantidade de energia térmica para remover rebarbas. No entanto, após a detonação e queima da peça de trabalho, seu pó oxidado irá aderir à superfície da peça de trabalho, que deve ser limpa ou decapada.
05 Mirai Rebarbação ultrassônica poderosa
A poderosa tecnologia de rebarbação ultrassônica Mirai é um método de rebarbação que se tornou popular nos últimos anos. A eficiência de limpeza é de 10 a 20 vezes a das máquinas de limpeza ultrassônica comuns. Os orifícios são distribuídos uniformemente no tanque de água, de modo que a limpeza ultrassônica não precisa ser usada A dosagem pode ser concluída em 5 a 15 minutos ao mesmo tempo.
