فرآیند برش فلز اغلب با تولید فرز همراه است. وجود فرز نه تنها باعث کاهش دقت پردازش و کیفیت سطح قطعه کار می شود، بلکه عملکرد محصول را تحت تاثیر قرار می دهد و حتی گاهی باعث بروز حوادث می شود. سوهان زدایی فرآیندی غیرمولد است که نه تنها باعث افزایش قیمت تمام شده محصول و طولانی شدن چرخه تولید محصول می شود، بلکه منجر به از بین رفتن کل محصول به دلیل تخلیه نامناسب و در نتیجه زیان اقتصادی می شود.
از آنجایی که تخلیه گود بسیار پر زحمت است، بهتر است راهی برای کنترل آن از منبع پیدا کنید. امروز یاد خواهیم گرفت که چگونه تولید فرزها را در آسیاب نهایی کاهش دهیم.
اشکال اصلی فرز در آسیاب انتهایی
با توجه به سیستم طبقه بندی فرزهای لبه برش حرکتی، فرزهای تولید شده در فرآیند فرز پایانی عمدتاً شامل فرز در هر دو طرف لبه اصلی، فرز در جهت برش برش جانبی، فرز در جهت برش برش پایین، و تغذیه و تغذیه. پنج شکل فرز جهت دار وجود دارد (شکل 1 را ببینید).
به طور کلی، در مقایسه با سایر فرزها، سوراخ جهت برش که از لبه پایینی بریده شده است، دارای ویژگی های اندازه بزرگ و برداشتن دشوار است. به همین دلیل، این مقاله فرز جهت برش را که از لبه پایینی بریده شده است، به عنوان هدف اصلی تحقیق برای انجام تحقیق در نظر می گیرد. با توجه به اندازه و شکل فرزها در جهت برش لبه پایینی در فرز انتهایی، می توان آنها را به سه نوع زیر تقسیم کرد: فرزهای نوع I (سایز بزرگتر، جدا کردن سخت و هزینه حذف بالاتر)، نوع دوم. فرزها (اندازه کوچکتر کوچک، به راحتی قابل برداشتن یا برداشتن نیستند) و فرزهای نوع III، فرزهای منفی هستند (همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است).
شکل 2 انواع فرز در جهت برش از لبه پایین در هنگام فرز بریده شده است
عوامل اصلی موثر بر تشکیل فرزهای فرز انتهایی
تشکیل سوراخ یک فرآیند تغییر شکل مواد بسیار پیچیده است. عوامل مختلفی مانند خواص مواد قطعه کار، هندسه، عملیات سطح، هندسه ابزار، مسیر برش ابزار، سایش ابزار، پارامترهای برش و استفاده از مایع خنککننده، همگی به طور مستقیم بر تشکیل فرزها تأثیر میگذارند. شکل 3 بلوک دیاگرام عوامل موثر بر فرزهای فرز انتهایی است. در شرایط خاص آسیاب، شکل و اندازه فرزهای فرز انتهایی به اثرات ترکیبی عوامل تأثیرگذار مختلف بستگی دارد، اما عوامل مختلف تأثیرات متفاوتی بر تشکیل فرزها دارند.
01 ورود/خروج ابزار
به طور کلی، سوراخی که هنگام بیرون آوردن ابزار از قطعه کار ایجاد می شود، بزرگتر از سوراخی است که هنگام پیچاندن ابزار به قطعه کار ایجاد می شود. همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، شکل 4a سطح انتهایی ابزار را نشان می دهد که از قطعه کار خارج می شود، که مستعد تولید فرزهای نوع I با اندازه بزرگتر است، در حالی که در شکل 4b، ابزار به قطعه کار پیچ می شود و سوراخ های ایجاد شده معمولاً فرزهای نوع II هستند. اضافه کردن WeChat: Yuki7557 برای ارسال آموزش 10G CNC
شکل 4 اثر روش آسیاب بر تشکیل سوراخ
02 زاویه برش صفحه
زاویه برش سطحی تأثیر زیادی بر تشکیل فرزها در جهت برش برش لبه پایینی دارد. زاویه برش صفحه به عنوان جهت سرعت برش (سنتز برداری سرعت ابزار و سرعت تغذیه) و زاویه بین جهتگیری وجههای انتهایی قطعه کار تعریف میشود. جهت وجه انتهایی قطعه کار از نقطه پیچ ابزار تا نقطه پیچ ابزار است. همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، Ψ زاویه برش صفحه است و محدوده آن 0 درجه است.<>
شکل 5 زاویه برش صفحه
نتایج آزمایش نشان می دهد که ارتفاع فرز با عمق برش تغییر می کند، یعنی با افزایش عمق برش، فرز از فرز نوع I به فرز نوع دوم تغییر می کند. حداقل عمق فرزکاری که فرزهای نوع II تولید می کند معمولاً عمق برش حد نامیده می شود که بر حسب dcr بیان می شود. شکل 6 تأثیر زاویه سرب مسطح و عمق برش را بر ارتفاع سوراخ هنگام ماشینکاری آلیاژ آلومینیوم نشان می دهد.
شکل 6 شکل برش و زاویه برش صفحه و عمق برش
از شکل 6 می توان دید که هر چه زاویه برش صفحه بزرگتر باشد، عمق برش حدی بیشتر می شود. هنگامی که زاویه برش صفحه بزرگتر از 120 درجه باشد، اندازه سوراخ نوع I بزرگتر است و عمق برش محدود برای انتقال به سوراخ نوع II نیز بزرگ است. بنابراین، یک زاویه برش سطح کوچک برای تولید فرزهای نوع II مساعد است، زیرا هرچه Ψ کوچکتر باشد، سفتی نگهدارنده سطح ترمینال نسبتاً بهبود مییابد و احتمال تشکیل فرزها کمتر است.
از شکل 5 می توان دریافت که اندازه و جهت سرعت تغذیه تأثیر مشخصی بر اندازه و جهت سرعت مرکب v دارد و سپس بر زاویه برش صفحه و تشکیل فرزها تأثیر می گذارد. بنابراین، هرچه سرعت تغذیه و زاویه انحراف لبه خروجی بزرگتر باشد، Ψ کوچکتر، برای سرکوب تشکیل فرزهای بزرگتر مساعدتر است (همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است).
شکل 7 اثر جهت تغذیه بر تشکیل سوراخ
03 توالی خروج دماغه ابزار EOS
در طول فرز پایانی، اندازه سوراخ تا حد زیادی توسط ترتیب خروجی نوک ابزار تعیین می شود. همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است: نقطه A نقطه روی لبه برش جزئی، نقطه C نقطه روی لبه برش اصلی و نقطه B نوک دماغه ابزار است. فرض بر این است که دماغه ابزار تیز است، یعنی شعاع قوس دماغه ابزار در نظر گرفته نمی شود. اگر لبه BC ابتدا از قطعه کار خارج شود و لبه AB بعداً از قطعه کار خارج شود، براده ها روی سطح ماشینکاری شده لولا می شوند و با پیشرفت فرز، براده ها از قطعه کار بیرون رانده می شوند و لبه پایینی بزرگتری را تشکیل می دهند و برش می زنند. فرز جهت برش اگر لبه AB ابتدا از قطعه کار خارج شود، و لبه BC بعداً از قطعه کار خارج شود، تراشه روی سطح انتقال لولا می شود و از قطعه کار جدا می شود و یک لبه پایینی با اندازه کوچکتر تشکیل می دهد که سوراخ جهت برش را قطع می کند.
آزمایش نشان می دهد که: ① توالی خروجی دماغه ابزار که اندازه سوراخ را افزایش می دهد: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② نتایج تولید شده توسط EOS یکسان است، اما در یک توالی خروجی یکسان، اندازه سوراخهایی که توسط مواد پلاستیکی تولید میشود، بزرگتر از مواد شکننده است.
ترتیب خروج دماغه ابزار نه تنها به شکل هندسی ابزار مربوط می شود، بلکه به عواملی مانند سرعت تغذیه، عمق آسیاب، اندازه هندسی قطعه کار و شرایط برش نیز مربوط می شود. این ترکیبی از عوامل مختلف است که بر تشکیل فرزها تأثیر می گذارد.
شکل 8 توالی خروجی دماغه ابزار و تشکیل فرزها
04 سایر عوامل
① پارامترهای آسیاب، دمای آسیاب، محیط برش و غیره نیز تأثیر خاصی بر تشکیل فرزها خواهند داشت. تأثیر برخی از عوامل اصلی مانند سرعت تغذیه، عمق فرز و غیره توسط تئوری زاویه برش صفحه و نظریه EOS ترتیب خروج دماغه ابزار منعکس می شود. من در اینجا وارد جزئیات نمی شوم.
②هرچه شکل پذیری مواد قطعه کار بهتر باشد، ایجاد فرزهای نوع I آسانتر است. در فرآیند آسیاب انتهایی مواد شکننده، اگر نرخ تغذیه یا زاویه برش سطحی زیاد باشد، منجر به تشکیل سوراخهای نوع III (کمبود) میشود.
③زمانی که زاویه بین سطح پایانی قطعه کار و صفحه پردازش شده بیشتر از زاویه راست باشد، به دلیل افزایش استحکام پشتیبانی سطح ترمینال، می توان تشکیل فرز را مهار کرد.
④استفاده از سیال فرز برای طولانیتر کردن عمر ابزار، کاهش سایش ابزار، روانکاری فرآیند فرز و کاهش اندازه فرز مفید است.
⑤ سایش ابزار تاثیر زیادی در تشکیل فرزها دارد. وقتی ابزار تا حدی سایش می کند، قوس نوک ابزار افزایش می یابد، نه تنها اندازه سوراخ در جهت خروج ابزار افزایش می یابد، بلکه اندازه سوراخ ها در جهت برش ابزار نیز افزایش می یابد. مکانیسم نیاز به مطالعه بیشتر در عمق دارد.
⑥عوامل دیگری مانند مواد ابزار نیز تأثیر خاصی بر تشکیل فرزها دارند. در شرایط برش یکسان، ابزارهای الماسی بیشتر از سایر ابزارها برای سرکوب تشکیل سوراخها مفید هستند.
روش های اساسی برای کنترل تشکیل سوه در آسیاب انتهایی
شکل گیری فرزهای فرز انتهایی تحت تأثیر عوامل زیادی قرار می گیرد، این نه تنها به فرآیند خاص آسیاب مربوط می شود، بلکه به ساختار قطعه کار، هندسه ابزار و عوامل دیگر نیز مربوط می شود. برای کاهش فرزهای فرز انتهایی، تولید فرزها باید از جنبه های مختلف کنترل و کاهش یابد.
01 طراحی سازه معقول
شکل گیری فرزها تا حد زیادی تحت تأثیر ساختار قطعه کار است. ساختار قطعه کار متفاوت است و شکل و اندازه فرزها در لبه ها پس از پردازش نیز بسیار متفاوت است. اگر مواد قطعه کار و عملیات سطح از قبل تعیین شده باشد، هندسه و لبه قطعه کار عامل مهمی در تعیین شکل گیری فرزها است. شکل 9 نشان می دهد که پخ زدن به سطح انتهایی قطعه کار اضافه می شود تا بریدگی ها کاهش یابد.
شکل 9 روش پخ کردن لبه خروجی را اضافه کنید
02 توالی پردازش مناسب
توالی پردازش همچنین تأثیر خاصی بر شکل و اندازه فرزهای فرز انتهایی دارد. بسته به شکل و اندازه فرزها، حجم کار و هزینه های مربوط به تخلیه نیز متفاوت است. بنابراین، انتخاب یک توالی پردازش مناسب یک راه موثر برای کاهش هزینههای تخلیه است. شکل 10 استفاده از توالی پردازش مناسب برای کنترل تولید فرزهای بزرگتر را نشان می دهد.
شکل 10 روش کنترل توالی پردازش را انتخاب کنید
در شکل 10a، اگر ابتدا سوراخ سوراخ شده و سپس صفحه آسیاب شود، فرزهای بزرگ برش و فرز به راحتی در محیط سوراخ ایجاد می شود. اگر ابتدا هواپیما آسیاب شود و سپس سوراخ سوراخ شود، فقط سوراخ های کوچک حفاری در محیط سوراخ وجود دارد. به طور مشابه، در شکل 10b، اندازه سوراخی که ابتدا با آسیاب کردن سطح بالایی و سپس آسیاب کردن کانتور مقعر ایجاد می شود، کوچکتر از اندازه ای است که با ماشینکاری کانتور مقعر ابتدا و سپس آسیاب کردن صفحه ایجاد می شود.
03 از برداشت ابزار خودداری کنید
اجتناب از بیرون کشیدن ابزار یک راه موثر برای جلوگیری از ایجاد سوراخ است، زیرا بیرون کشیدن ابزار عامل اصلی تشکیل سوراخ در جهت برش است. به طور معمول، فرز هنگامی که از قطعه کار باز می شود، فرزهای بزرگتری تولید می کند و هنگامی که به قطعه کار پیچ می شود، فرزهای کوچکتری تولید می کند. بنابراین باید از چرخاندن فرز تا حد امکان در حین پردازش اجتناب شود. همانطور که در شکل 4، اشکال ایجاد شده با استفاده از شکل 4b کوچکتر از آن است که در شکل 4a ایجاد شده است.
04 یک مسیر برش مناسب را انتخاب کنید
از تجزیه و تحلیل قبلی، می توان دریافت که وقتی زاویه برش صفحه کوچکتر از مقدار معینی باشد، اندازه سوراخ ایجاد شده کوچکتر است. زاویه برش صفحه را می توان با تغییر عرض فرز، نرخ تغذیه (مقدار و جهت) و سرعت چرخش (قدر و جهت) تغییر داد. بنابراین، با انتخاب مسیر ابزار مناسب می توان از تولید فرزهای نوع I جلوگیری کرد (شکل 11 را ببینید).
شکل 11 کنترل روش مسیر ابزار
شکل 11a مسیر ابزار سنتی زیگزاگ را نشان می دهد و قسمت سایه دار در شکل قسمتی را نشان می دهد که در آن سوراخ های بزرگ در جهت برش ایجاد می شود. شکل 11b از یک مسیر ابزار بهبود یافته استفاده می کند که می تواند از تولید فرزهای برش جلوگیری کند. اگرچه مسیر ابزار در شکل 11b کمی طولانی تر از شکل 11a است و زمان فرزکاری کمی بیشتر طول می کشد، از آنجایی که نیازی به فرآیند جداسازی اضافی نیست، استفاده از شکل 11a به زمان زیادی نیاز دارد (اگرچه قسمت سایه دار در شکل). یعنی مکانهای زیادی وجود ندارد که در آن سوراخها ایجاد میشوند، اما تمام لبههایی که فرزها در آن قرار دارند باید در خلالزدایی واقعی طی شوند، بنابراین به طور کلی، مسیر برش نشاندادهشده در شکل 11b بهتر از مسیر نشاندادهشده در شکل است. 11a از نظر کنترل فرز.
05 پارامترهای آسیاب مناسب را انتخاب کنید
پارامترهای فرز انتهایی (مانند تغذیه به ازای هر دندان، عرض فرز انتهایی، عمق فرز انتهایی، و زاویه هندسی ابزار و غیره) تأثیر خاصی در تشکیل فرزها دارند. جدول 1 چندین اصل را برای انتخاب پارامترهای فرز انتهایی برای کاهش اندازه سوراخ فهرست می کند.
جدول 1 انواع جوش و روش های درمان
5 روش مخصوص برش زدایی
01 سوراخ کردن الکترولیتی
روشی که اصطلاحاً به آن دبرگیری الکترولیتی گفته میشود، روشی است که میتواند پس از ماشینکاری، سنگزنی و مهر زنی، سوراخها را جدا کرده و لبههای تیز قطعات فلزی را گرد یا پخ کند.
یک روش ماشینکاری الکترولیتی که از الکترولیز برای جدا کردن سوراخها از قطعات فلزی استفاده میکند که در انگلیسی به اختصار ECD نامیده میشود. کاتد ابزار (معمولاً برنجی) را در نزدیکی قسمت فرز قطعه کار با یک شکاف مشخص (معمولاً 0.3-1 میلی متر) بین این دو ثابت کنید. قسمت رسانای کاتد ابزار با لبه سوراخ تراز است و سطح دیگر با یک لایه عایق پوشانده شده است، به طوری که الکترولیز روی قسمت سوراخ متمرکز می شود. اضافه کردن WeChat: Yuki7557 برای ارسال آموزش 10G CNC
در حین پردازش، کاتد ابزار به قطب منفی منبع تغذیه DC و قطعه کار به قطب مثبت منبع تغذیه DC متصل می شود. یک الکترولیت کم فشار (معمولاً محلول آبی نیترات سدیم یا کلرات سدیم) با فشار 0.1 تا 0.3 مگاپاسکال بین قطعه کار و کاتد جریان دارد. هنگامی که منبع تغذیه DC روشن می شود، سوراخ با انحلال آندی جدا می شود و توسط الکترولیت از بین می رود.
تصویر
الکترولیت تا حد معینی خورنده است و قطعه کار باید پس از جداسازی تمیز و ضد زنگ شود. سوراخزدایی الکترولیتی برای از بین بردن سوراخها در قسمتهای پنهان سوراخهای متقاطع یا قطعات با اشکال پیچیده مناسب است. راندمان تولید بالا است و زمان تخلیه معمولاً فقط چند ثانیه تا ده ها ثانیه طول می کشد.
این روش اغلب برای جدا کردن چرخ دنده ها، اسپلاین ها، میله های اتصال، بدنه سوپاپ ها و سوراخ های عبور روغن میل لنگ و همچنین گرد کردن گوشه های تیز استفاده می شود. نقطه ضعف این است که مجاورت سوراخ قطعه نیز تحت الکترولیز قرار می گیرد، سطح درخشندگی اولیه خود را از دست می دهد و حتی بر دقت ابعاد تأثیر می گذارد.
02 خراش دهی جریان ساینده
ماشینکاری با جریان ساینده (AFM) یک فرآیند تکمیلی و جداسازی جدید است که در اواخر دهه 1970 در خارج از کشور توسعه یافت. این فرآیند به ویژه برای فرزهایی که به تازگی وارد مرحله تکمیل شده اند مناسب است، اما برای سوراخ های کوچک و بلند و قالب های فلزی با ته نامعقول و غیره برای فرآوری مناسب نیستند.
03 سنگ زنی و برش مغناطیسی
در حین سنگ زنی مغناطیسی، قطعه کار در میدان مغناطیسی تشکیل شده توسط دو قطب مغناطیسی قرار می گیرد و مواد ساینده مغناطیسی در شکاف بین قطعه کار و قطب های مغناطیسی قرار می گیرند. تحت تأثیر نیروی مغناطیسی، مواد ساینده به طور منظم در امتداد جهت خط نیروی مغناطیسی قرار می گیرند تا یک ماشین سنگ زنی مغناطیسی نرم و سفت و سخت را تشکیل دهند. برس، هنگامی که قطعه کار به صورت محوری در میدان مغناطیسی می چرخد و می لرزد، قطعه کار و ساینده نسبت به یکدیگر حرکت می کنند و برس ساینده سطح قطعه کار را آسیاب می کند. روش سنگ زنی مغناطیسی می تواند به طور موثر و سریع قطعه را آسیاب و سوراخ کند که برای قطعات با مواد مختلف، اندازه های مختلف و ساختارهای مختلف مناسب است، یک روش تکمیلی با سرمایه گذاری کم، راندمان بالا، کاربرد وسیع و کیفیت خوب است.
در حال حاضر کشورهای خارجی توانسته اند سطوح داخلی و خارجی بدنه دوار، قطعات مسطح، دندانه های چرخ دنده، پروفیل های پیچیده و غیره را آسیاب و سوراخ کنند، فلس های اکسید روی سیم ها را حذف کرده و بردهای مدار چاپی را تمیز کنند.
04 دبر زدایی حرارتی
سوراخزدایی حرارتی (TED) برای سوزاندن سوراخها با استفاده از دمای بالا ایجاد شده پس از تخلیه مخلوط هیدروژن و گاز اکسیژن یا اکسیژن و گاز طبیعی است. این است که اکسیژن و اکسیژن یا گاز طبیعی و اکسیژن را در ظرف دربسته ای بگذرانند و از طریق شمع جرقه بزنند تا مخلوط در یک لحظه آتش گرفته و مقدار زیادی انرژی گرمایی برای از بین بردن سوراخ ها آزاد کند. اما پس از انفجار و سوختن قطعه کار، پودر اکسید شده آن به سطح قطعه می چسبد که باید تمیز یا ترشی شود.
05 Mirai قدرتمند التراسونیک رفع سوراخ
فنآوری پرقدرت مافوق صوت میرای روشی است که در سالهای اخیر رایج شده است. راندمان تمیز کردن 10 تا 20 برابر ماشین های تمیز کننده اولتراسونیک معمولی است. سوراخ ها به طور مساوی در مخزن آب توزیع می شوند، به طوری که تمیز کردن اولتراسونیک نیازی به استفاده ندارد. دوز را می توان در عرض 5 تا 15 دقیقه به طور همزمان تکمیل کرد.
