Науката за образуването на мустаци и неговото минимизиране при прецизната обработка

Какво причинява образуването на мустаци при CNC обработка и как може да се предотврати?

Когато режещият инструмент напусне детайла при CNC обработка, той причинява пластична деформация, която води до образуване на муреиРазлични неща могат да повлияят на този процес, като например качествата на материала, формата на инструмента и условията на рязане. За да разберем причините и да измислим добри начини за спирането им, трябва да разгледаме внимателно как възникват мустаците.

Четирите стъпки за приготвяне на бур

• Начало: С приближаването на режещия инструмент до ръба на детайла, започва да се оформя част от него, която е била пластично променена.
• Ранно развитие: Ръбът на детайла се огъва много, което го кара да изглежда сякаш се огъва.
• Точка на завъртане: Ръбът на материала не е стабилен, което води до образуване на грапавини.
• Окончателно развитие: Грапавината продължава да се увеличава, защото пластмасата се огъва и срязва в зона на лоша деформация.

Важни неща, които влияят върху образуването на муцуни

Има много неща, които влияят на вида и размера на бръчките:

• Материал на детайла: Ковките материали са склонни да образуват по-големи и по-дълги грапавини, докато крехките материали могат да образуват грапавини, които са неравномерни и счупени.
• Геометрия и състояние на инструмента: Инструментите, които са затъпени или износени, правят мустарите по-големи. Ъгълът на заостряне, ъгълът на върха и радиусът на режещия ръб играят голяма роля за това как се образуват мустарите.
• Параметрите на рязане, включително скорост на подаване, скорост на рязане и дълбочина на рязане, влияят върху формата на борфрезите. Като цяло, по-високите скорости на подаване могат да доведат до увеличаване на борфрезите.
• Процес на обработка: Различни видове бормашини, като изходни бормашини, входни бормашини, бормашини за преобръщане и бормашини за разкъсване, се изработват чрез различни операции, като пробиване, фрезоване и струговане.

Начини да го спрем

Трудно е да се отървете от всички неравности, но има редица начини за значително намаляване на образуването им:

• Оптимизиране на дизайна на детайлите: Избягвайте използването на тънки стени или остри ъгли. Вместо това използвайте радиуси и фаски, за да разпределите зоните с високо напрежение.
• Планиране на траектории на инструментите: Създайте траектории на инструментите, които оставят грапавини на места, от които е по-лесно да се отстранят, или върху части, които ще бъдат обработени по-късно.
• Опорен материал: Използвайте опорни плочи при пробиване или фрезоване, за да предотвратите огъване и разкъсване на материала по краищата.
• Грижа за инструментите ви: Заточвайте и сменяйте режещите си инструменти редовно, за да ги поддържате в добра форма.
• Оптимизиране на параметрите на рязане: За да намалите вероятността от образуване на мустаци, променете скоростите на подаване, скоростите на рязане и дълбочината на рязане.
• Нанасяне на охлаждаща течност: Използвайте правилните режещи течности, за да намалите износването на инструментите и да предотвратите образуването на мустаци.

Техники за обработка без грапавини за аерокосмически и медицински компоненти

В индустрии като аерокосмическата индустрия и производството на медицински изделия, търсенето на обработка без мустаци е особено висок поради критичния характер на произвежданите компоненти. Тези сектори изискват части с изключителна повърхностна обработка, точност на размерите и надеждност. Постигането на резултати без мустаци в тези приложения често изисква усъвършенствани техники и строг контрол на процеса.

Усъвършенствани методи за аерокосмически части

Турбинните лопатки и структурните части са примери за аерокосмически компоненти, които трябва да бъдат прецизни и надеждни. Някои специфични методи за обработка без мустаци в тази област са:

• Криогенна обработка: Използване на течен азот или въглероден диоксид за охлаждане на зоната на рязане, което прави материала по-крехък и по-малко вероятно да образува грапавини.
• Системи за охлаждаща течност под високо налягане: Насочване на охлаждаща течност под високо налягане директно към режещия ръб, за да се отървете от стружките и да намалите размерите на мустаците.
• Вибрационно-асистирана обработка: Добавяне на контролирани вибрации към режещия инструмент или детайла, за да се направи повърхността по-гладка и да се предотврати образуването на мустаци.
• Оптимизирани покрития на инструментите: Използване на високотехнологични покрития, които намаляват триенето и топлината, което подобрява качеството на повърхността и предотвратява образуването на мустаци.

Точни методи за части от медицински изделия

Медицинските изделия, като импланти и хирургически инструменти, трябва да имат перфектни повърхности и да бъдат безопасни за тялото. В тази област съществуват начини за машинна обработка без образуване на мустаци, като например:

• Микрообработка: Изработване на сложни форми с много малко развитие на мустаци чрез използване на обработващи центрове, които са много прецизни, до нанометрово ниво.
• Използването на електрохимичен метод, който не докосва материала за отстраняването му, без да го оказва механично напрежение, се нарича електрохимична обработка (ECM). Това оставя повърхности без грапавини.
• Лазерната обработка е много точен начин за отстраняване на материал чрез използване на фокусирани лазерни лъчи. Тя е чудесна за изработка на малки детайли без грапавини.
• Ултразвукова обработка: Този метод реже твърди, крехки материали с възможно най-малко грапавини, като използва високочестотни вълни и абразивна суспензия.

Осигуряване на качеството и контрол на процесите

За да получите постоянни резултати без мустаци в аерокосмическата и медицинската индустрия, са необходими строг контрол на процесите и мерки за осигуряване на качеството:

• Чрез настройване на системи, които наблюдават процеса в реално време, могат да бъдат открити и отстранени проблеми, които биха могли да доведат до образуване на грапави частици.
• Статистическият контрол на процесите (SPC) е използването на статистика за наблюдение и промяна на факторите на процеса, които причиняват образуването на мустаци.
• Инструменти за изображения с висока резолюция и метрология се използват в усъвършенстваните техники за инспекция, за да се открият и обяснят неравностите на микроскопично ниво.
• Създаването на обратна връзка между екипите за проектиране, инспекция и машинна обработка, така че те да могат да продължат да подобряват методите за премахване на мустаци, е пример за протоколи за непрекъснато подобрение. Не знам какво да кажа.

Геометрия на инструмента, скорости на подаване и стратегии за рязане за минимизиране на мустаците

Взаимодействието между геометрията на инструмента, скоростите на подаване и стратегиите за рязане играе ключова роля за постигане на обработка без мустаци. Чрез оптимизиране на тези параметри, производителите могат значително да намалят... образуване на муреи и подобряване на цялостното качество на детайлите.

Оптимизиране на формата на инструментите

Начинът, по който се изработват режещите инструменти, има голямо влияние върху образуването на мустаци. Когато разглеждаме геометрията на инструмента, някои важни неща, които трябва да се имат предвид, са:

• Положителният ъгъл на наклон обикновено намалява силите на рязане и може да направи грапавите части по-малки. Но най-добрият ъгъл зависи от вида на материала, който се реже, и условията на рязане.
• Ъгъл на захват: Достатъчният захват предпазва инструмента и детайла от триене един в друг, което намалява вероятността от образуване на мустаци.
• Радиус на режещия ръб: Острият режещ ръб (с къс радиус на ръб) обикновено образува по-малко мустаци, но може да се износва по-бързо. Важно е да се намери баланс между остротата на ръба и живота на инструмента.
• Ъгъл на върха на инструмента: При пробиване, промяната на ъгъла на върха може да окаже голямо влияние върху броя на изходните грапавини, които ще получите. За много материали ъгълът на върха от 135 градуса е по-добър от типичните 118 градуса.
• Ъгъл на спиралата: Ъгълът на спиралата влияе върху отстраняването на стружките и силите на рязане при фрезоване и пробиване. В някои случаи, по-големият ъгъл на спиралата може да помогне за предотвратяване на образуването на мустаци.

Неща, които трябва да имате предвид, когато задавате скоростта на подаване

Скоростта на подаване е много важна за образуването на грапавини и може да се промени, за да се намали вероятността от появата им:

• Общоприето е: По-ниските скорости на подаване обикновено водят до по-малки грапавини, тъй като използват по-малко сила на рязане. Тази връзка обаче не винаги е праволинейна и може да се променя в зависимост от темата и работата.
• Различни скорости на подаване: Използването на различни скорости на подаване по време на процеса на рязане може да помогне за намаляване на образуването на муцуни. Например, намаляването на скоростта на подаване, когато инструментът се приближава до изхода на отвора, може значително да намали образуването на муцуни по време на пробиване.
• Обработка с висока скорост: При някои обстоятелства, много високите скорости на подаване и скорости на шпиндела могат действително да предотвратят образуването на мустаци, като променят начина, по който се образуват стружките.
• Оптимизация, специфична за материала: Най-добрата скорост на подаване за намаляване на мустаците зависи от материала на детайла. За да се намерят идеалните параметри, често е важно да се проведат опити върху специфични материали.

Усъвършенствани техники за рязане

Новите начини на рязане могат да помогнат много за намаляване на неравностите:

• Трохоидално фрезоване: Този метод използва кръгова траектория на инструмента и стъпка напред, за да се намалят силите на зацепване и рязане. Това може да помогне за предотвратяване на образуването на мустаци, особено при твърди материали.
• Методи за поетапно фрезоване: При челно фрезоване, използването на поетапно фрезоване вместо еднократно дълбоко рязане може да помогне за намаляване на мустаците по ръбовете.
• Катерене срещу обикновено фрезоване: В сравнение с обикновеното фрезоване, катеренето обикновено създава по-малки грапавини, особено по ръбовете на детайла.
• Пробиването с отклонение може да помогне за контролиране на развитието на стружки и да намали образуването на мустаци на изхода на отвора при пробиване на дълбоки отвори.
• Орбитално пробиване: Този метод използва спирална интерполация на режещия инструмент, което може значително да намали изходните грапавини при производството на отвори.

Начин за намаляване на загрубяванията чрез използване на интегриран подход

За най-добри резултати при намаляване на мустаците е важно да се вземат предвид едновременно формата на инструмента, скоростта на подаване и процедурите на рязане.

• Симулация на процес: Използвайте мощен CAM софтуер, за да моделирате процеса на обработка и да откриете места, където могат да се появят изкривявания.
• Адаптивно управление: Използвайте адаптивни системи за управление, които могат да променят параметрите на рязане в реално време въз основа на обратна връзка от сензори, за да поддържат най-добрите условия за намаляване на образуването на мустаци.
• Неща, които трябва да имате предвид, когато използвате машинни инструменти: Уверете се, че машинният инструмент е достатъчно твърд, достатъчно точен и достатъчно отзивчив, за да изпълни избраните от вас тактики за рязане.
• Оптимизация, специфична за материала: Създайте и поддържайте база данни с най-добрите настройки за различни комбинации от инструменти и материали, за да улесните планирането на процеса за обработка без мустаци.

Производителите могат значително да намалят образуването на мустаци, като внимателно обмислят и подобрят определени части от процеса на обработка. Това води до по-добро качество на детайлите, по-малко работа, която трябва да се извърши след обработката, и по-висока производителност.

Заключение

Изучаването на образуването на мустаци и как да се намали при прецизната обработка е сложна област, която изисква разнообразни методи. Производителите могат значително да сведат до минимум или да се отърват от мустаците, като научат как се образуват и използват по-усъвършенствани методи. Това води до по-добри части и по-ефективно производство. С усъвършенстването на технологиите определено ще се появи ново оборудване и методи за обработка без мустаци, което ще разшири още повече границите на прецизното производство.

За бизнеси в области като аерокосмическата индустрия, производството на медицински изделия и висококачествена CNC обработка, инвестирането в начини за намаляване на мустаците не е само за производството на по-добри продукти; това е и за изпреварване на конкуренцията на пазар, който не очаква нищо по-малко от съвършенство. Производителите могат да гарантират, че отговарят и надминават строгите стандарти на своите индустрии, като работят с опитни специалисти по прецизна обработка и са в крак с най-новите новини в обработката без мустаци.

ЧЗВ

1. Какви видове фрези се произвеждат най-често от CNC машините?

Най-често срещаните видове изрезки при CNC обработката са изходни изрезки (които се появяват, когато инструментът напусне детайла), входни изрезки (които се появяват, когато инструментът навлезе в материала), изрезки от преобръщане (които се появяват, когато материалът се движи) и изрезки на Поасон (които се появяват, когато материалът се издуе поради компресия).

2. Какво влияние оказва материалът на детайла върху образуването на мустаци?

Материалът на детайла има голямо влияние върху образуването на грапавините. Тъй като могат да променят формата си, пластичните материали са склонни да образуват по-големи и по-дълги грапавини. Крехките материали, от друга страна, могат да образуват грапавини, които са по-малки и по-начупени. Твърдостта, топлопроводимостта и микроструктурата на материала също влияят върху грапавите издатини.

3. Охлаждащите течности помагат ли за предотвратяване на образуването на мустаци?

Да, охлаждащите течности могат да помогнат за предотвратяване на образуването на мустаци, като контролират количеството топлина, което се създава по време на обработката. Използването на правилната охлаждаща течност може да понижи температурата на рязане, да намали триенето и да улесни отделянето на стружките. Това може да доведе до по-малка пластична деформация, което от своя страна прави мустаците по-малки. Усъвършенстваните методи, включително криогенно охлаждане и подаване на охлаждаща течност под високо налягане, могат да помогнат за премахването на мустаците.

4. Кои са някои необичайни начини за машинна обработка, които могат да премахнат мустаците?

Съществуват редица нетрадиционни процедури за обработка, които могат да доведат до резултати без или почти без мустаци. Електроерозионната обработка (EDM) използва електрически разряди за отстраняване на материал, без да го докосва директно. Електрохимичната обработка (ECM) използва електрохимичен процес за разтваряне на материала. Лазерната обработка използва фокусирана лазерна енергия за много прецизно отстраняване на материала. Тези подходи могат да бъдат много полезни за материали, които са трудни за обработка, или форми, които са трудни за обработка, защото могат да оставят големи мустаци.

Постигнете прецизност без мустаци с Wuxi Kaihan | KHRV

Готови ли сте да подобрите уменията си за прецизна обработка и да правите неща без грапавини? Технологична компания Уси Кайхан., Ltd. е надежден партньор за изработка на високопрецизни части. Разполагаме с най-добрите CNC обработващи центрове, квалифициран екип и отдаденост на качеството, което ни прави най-добрият избор за вашите най-трудни проекти.

Не позволявайте на неравностите да намалят качеството на вашия продукт или да увеличат разходите за неговото производство. Изпратете ни имейл на service@kaihancnc.com днес, за да обсъдим вашите специфични нужди и да разберем какъв е нашият опит в обработка без мустаци може да помогне на вашия бизнес. Нека работим заедно, за да направим производствените ви операции още по-прецизни и ефективни.

Източници

1. Гилеспи, Л. К. (1999). Наръчник за обезкостяване и обработка на ръбове. Общество на производствените инженери.

2. Аурих, Дж. К. и др. (2009). Грапавини – анализ, контрол и отстраняване. CIRP Annals, 58(2), 519-542.

3. Дорнфелд, Д. и Мин, С. (2010). Преглед на образуването на мустаци при машинна обработка. Анализ, контрол и отстраняване на мустаци, 3-11.

4. Ko, SL, & Lee, JK (2001). Анализ на образуването на мустаци при пробиване с бормашина с нова концепция. Journal of Materials Processing Technology, 113(1-3), 392-398.