A fémvágási folyamatot gyakran sorjaképződés kíséri. A sorja megléte nemcsak a munkadarab megmunkálási pontosságát és felületi minőségét csökkenti, hanem a termék teljesítményét is befolyásolja, sőt esetenként baleseteket is okoz. A sorjázás nem produktív folyamat, amely nemcsak növeli a termék költségét és meghosszabbítja a termék gyártási ciklusát, hanem a nem megfelelő sorjázás miatt a teljes termék leselejtezéséhez vezet, ami gazdasági veszteséget okoz.
Mivel a sorjázás nagyon fáradságos, jobb, ha megtaláljuk a módját, hogy a forrásból irányítsuk. Ma megtanuljuk, hogyan csökkenthetjük a sorjaképződést a végmarásnál.
A sorja fő formái végmarásban
A forgácsoló mozgás-vágóél sorja osztályozási rendszere szerint a végmarás során keletkező sorja főként a főél mindkét oldalán, oldalvágás vágási irányában, alsó forgácsolás vágási irányában lévő sorja, és betáplálás és betáplálás. Az irányított sorja öt formája létezik (lásd az 1. ábrát).
Általánosságban elmondható, hogy más sorjakhoz képest az alsó élből kivágott forgácsolási irányú sorja nagy méretű és nehezen eltávolítható. Emiatt ez a cikk az alsó élből kivágott vágási irányú sorját tekinti a kutatás fő kutatási tárgyának. A végmarásnál az alsó él forgácsolási irányában lévő sorják mérete és alakja szerint a következő három típusba sorolhatók: I. típusú sorja (nagyobb méretű, nehezen eltávolítható, és magasabb eltávolítási költség), II. sorja (kisebb méretű Kicsi, nem vagy könnyen eltávolítható) és a III. típusú sorja negatív sorja (ahogy a 2. ábrán látható).
2. ábra A marás során az alsó élből kivágott vágási irányú sorjafajták
A végmaró sorja kialakulását befolyásoló fő tényezők
A sorjaképződés egy nagyon összetett anyagdeformációs folyamat. Különféle tényezők, mint például a munkadarab anyagának tulajdonságai, geometriája, felületkezelése, szerszámgeometria, szerszám vágási pályája, szerszámkopása, forgácsolási paraméterei és a hűtőfolyadék használata közvetlenül befolyásolják a sorjaképződést. A 3. ábra a végmarás sorjait befolyásoló tényezők blokkdiagramja. Meghatározott marási körülmények között a végmaró sorja alakja és mérete különböző befolyásoló tényezők együttes hatásától függ, de a sorjaképződést különböző tényezők eltérően befolyásolják.
01 Szerszám be-/kilépés
Általában a szerszámnak a munkadarabból történő kicsavarásakor keletkező sorja nagyobb, mint a szerszámnak a munkadarabba csavarásakor keletkező sorja. A 4. ábrán látható módon a 4a. ábrán látható a szerszám munkadarabból kicsavarodott érintkezőfelülete, amely hajlamos nagyobb méretű I-es típusú sorja keletkezésére, míg a 4b. általában II. típusú sorja. Adja hozzá a WeChat: Yuki7557-et a 10G CNC oktatóanyag küldéséhez
4. ábra Az őrlési módszer hatása a sorjaképződésre
02 Sík kivágási szöge
A síkvágási szög nagy hatással van a sorjaképződésre az alsó élvágás vágási irányában. A sík kivágási szöge a vágási sebesség iránya (a szerszám sebességének és az előtolási sebességnek a vektorszintézise) és a munkadarab végfelületeinek orientációi közötti szög. A munkadarab végfelületének iránya a szerszám becsavarási pontjától a szerszám kicsavarási pontjáig van. Amint az 5. ábrán látható, Ψ a síkvágási szög, tartománya pedig 0 fok<>
5. ábra Sík kivágási szöge
A vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy a sorjamagasság a fogásmélységgel változik, vagyis a vágási mélység növekedésével a sorja I-es típusú sorjaról II-es típusú sorjara változik. Azt a minimális marási mélységet, amelynél a II. típusú sorja keletkezik, általában határvágási mélységnek nevezik, dcr-ben kifejezve. A 6. ábra a lapos vezetési szögnek és a fogásmélységnek a sorjamagasságra gyakorolt hatását mutatja alumíniumötvözet megmunkálása során.
6. ábra Sorja alakja és síkvágási szöge és vágási mélysége
A 6. ábrán látható, hogy minél nagyobb a sík kivágási szöge, annál nagyobb a határvágási mélység; ha a sík kivágási szöge nagyobb, mint 120 fok, az I. típusú sorja mérete nagyobb, és a II. típusú sorja átmenetének határvágási mélysége is nagy. Ezért a kis sík vágási szög kedvez a II-es típusú sorja keletkezésének, mivel minél kisebb a Ψ, a kapocsfelület tartómerevsége relatíve javul, és kevésbé valószínű a sorjaképződés.
Az 5. ábrán látható, hogy az előtolási sebesség mérete és iránya bizonyos hatással lesz a v kompozit sebesség méretére és irányára, majd hatással lesz a síkvágási szögre és a sorjaképződésre. Ezért minél nagyobb az előtolási sebesség és a kilépési él eltolási szöge, minél kisebb a Ψ, annál jobban elnyomja a nagyobb sorja kialakulását (ahogy a 7. ábrán látható).
7. ábra Az előtolás irányának hatása a sorjaképződésre
03 Szerszám orr kilépési sorrend EOS
A végmarás során a sorja méretét nagymértékben meghatározza a szerszámcsúcsok kilépési sorrendje. A 8. ábrán látható módon: A pont a mellékvágóél pontja, a C pont a fő vágóélen, a B pont pedig a szerszám orrának csúcsa. Feltételezzük, hogy a szerszám orra éles, vagyis a szerszám orrívének sugarát nem veszik figyelembe. Ha a BC él lép ki először a munkadarabból, és az AB él később lép ki a munkadarabból, akkor a forgács a megmunkált felületre csuklósan kerül, és a marás előrehaladtával a forgácsok kiszorulnak a munkadarabból, nagyobb alsó élt képezve és kivágva. a vágási irány sorja. Ha az AB él lép ki először a munkadarabból, és a BC él később lép ki a munkadarabból, akkor a forgács az átmeneti felületre csuklósan kerül ki, és kivágódik a munkadarabból, kisebb méretű alsó élt képezve, amely kivágja a vágási irányú sorját.
A teszt azt mutatja, hogy: ①A szerszám orrának kilépési sorrendje, amely növeli a sorja méretét: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Az EOS által produkált eredmények ugyanazok, de ugyanazon kilépési sorrend mellett a műanyagok által előállított sorja mérete nagyobb, mint a rideg anyagoké.
A szerszám orrának kilépési sorrendje nem csak a szerszám geometriai alakjához kapcsolódik, hanem olyan tényezőkhöz is, mint az előtolás, a marási mélység, a munkadarab geometriai mérete és a forgácsolási feltételek. Különféle tényezők kombinációja, amelyek befolyásolják a sorja kialakulását.
8. ábra A szerszám orrának kilépési sorrendje és a sorjaképződés
04 Egyéb tényezők
① A marási paraméterek, az őrlési hőmérséklet, a vágási környezet stb. szintén bizonyos hatást gyakorolnak a sorjaképződésre. Néhány fő tényező, mint például az előtolási sebesség, a marási mélység stb. hatását tükrözi a sík vágási szög elmélete és a szerszám orr-kilépési sorrendjének EOS elmélete. Itt nem megyek bele a részletekbe.
②Minél jobb a munkadarab anyagának plaszticitása, annál könnyebben lehet I-típusú sorját képezni. A rideg anyagok végmarása során, ha nagy az előtolás vagy a síkvágási szög, az elősegíti a III-as típusú sorja (hiányosság) kialakulását.
③Ha a munkadarab érintkezőfelülete és a megmunkált sík közötti szög nagyobb, mint derékszög, a sorjaképződés megakadályozható a kapocsfelület fokozott alátámasztási merevsége miatt.
④ A marófolyadék használata elősegíti a szerszám élettartamának meghosszabbítását, csökkenti a szerszámkopást, keni a marási folyamatot és csökkenti a sorja méretét.
⑤ A szerszámkopás nagy hatással van a sorjaképződésre. Ha a szerszám bizonyos mértékig kopik, a szerszámcsúcs íve megnő, nem csak a szerszámkilépési irányban növekszik meg a sorja mérete, hanem a szerszám forgácsolási irányában is. A mechanizmus további tanulmányozása szükséges.
⑥A sorjaképződést más tényezők is befolyásolják, mint például a szerszámanyagok. Ugyanolyan vágási körülmények között a gyémántszerszámok jobban elnyomják a sorjaképződést, mint más szerszámok.
A sorjaképződés szabályozásának alapvető módjai végmarásban
A végmaró sorja kialakulását számos tényező befolyásolja, nem csak az adott marási folyamathoz kapcsolódik, hanem a munkadarab szerkezetéhez, a szerszám geometriájához és egyéb tényezőkhöz is. A marási sorja csökkentése érdekében a sorja keletkezését számos szempontból ellenőrizni és csökkenteni kell.
01 Ésszerű szerkezeti tervezés
A sorja kialakulását nagymértékben befolyásolja a munkadarab szerkezete. A munkadarab szerkezete eltérő, és a feldolgozás utáni élek sorja alakja és mérete is nagyon eltérő. Ha a munkadarab anyaga és felületkezelése előre meghatározott, akkor a sorjaképződés szempontjából fontos tényező a munkadarab geometriája és éle. A 9. ábra azt mutatja, hogy a munkadarab végfelületén letörést adnak a sorja csökkentésére.
9. ábra Kilépési élletörési módszer hozzáadása
02 Megfelelő feldolgozási sorrend
A feldolgozási sorrend bizonyos befolyással van a végmaró sorja alakjára és méretére is. A sorja alakjától és méretétől függően a sorjázás munkaterhelése és kapcsolódó költségei is eltérőek. Ezért a megfelelő feldolgozási sorrend kiválasztása hatékony módja a sorjázás költségeinek csökkentésének. A 10. ábra a megfelelő feldolgozási szekvencia használatát mutatja a nagyobb sorja keletkezésének szabályozására.
10. ábra Válassza ki a feldolgozási sorrend vezérlési módszerét
A 10a. ábrán, ha először a lyukat fúrjuk meg, majd a síkot megmarjuk, akkor a furat kerületén könnyen nagy kivágási és marási sorja keletkezik; ha először a síkot megmarják, majd a lyukat fúrják, akkor a furat kerületén csak kis befúrás-bevágás sorja van. Hasonlóan a 10b. ábrán a felső felület marásával, majd a homorú kontúr megmarásával keletkező sorja mérete kisebb, mint a homorú kontúr első megmunkálásával, majd a sík marásával kialakuló sorja mérete.
03 Kerülje el a szerszám kihúzását
A szerszám visszahúzásának elkerülése hatékony módja annak, hogy elkerüljük a sorjaképződést, mivel a szerszám visszahúzása a fő tényező a vágási irányban kialakuló sorja kialakulásában. Jellemzően a maró nagyobb sorja keletkezik, amikor lecsavarja a munkadarabról, és kisebb sorja, amikor a munkadarabba csavarja. Ezért kerülni kell, hogy a maró a lehető legnagyobb mértékben kipördüljön a feldolgozás során. A 4. ábrához hasonlóan a 4b. ábra segítségével előállított hiba kisebb, mint a 4a. ábrán.
04 Válassza ki a megfelelő vágási útvonalat
Az előző elemzésből látható, hogy ha a sík kivágási szöge kisebb egy bizonyos értéknél, akkor a keletkező sorja mérete kisebb. A sík vágási szöge a marási szélesség, előtolás (nagyság és irány) és forgási sebesség (nagyság és irány) változtatásával változtatható. Ezért megfelelő szerszámút kiválasztásával elkerülhető az I. típusú sorja keletkezése (lásd 11. ábra).
11. ábra Szerszámpálya módszer vezérlése
A 11a. ábra a hagyományos cikk-cakk szerszámpályát mutatja, az ábrán az árnyékolt rész pedig azt a részt jelöli, ahol vágási irányban nagy sorja keletkezhet. A 11b. ábra továbbfejlesztett szerszámpályát használ, amellyel elkerülhető a vágási sorja képződése. Bár a 11b. ábrán látható szerszámút valamivel hosszabb, mint a 11a. ábrán, és valamivel több marási időt vesz igénybe, mivel nincs szükség további sorjázási folyamatra, a 11a. ábra használata sok sorjázási időt igényel (bár az ábrán az árnyékolt rész Azaz nem sok helyen keletkeznek a sorja, de az összes élt, ahol a sorja található, a tényleges sorjázás során be kell járni), így általában a 11b ábrán látható vágási útvonal jobb, mint az ábrán látható útvonal. 11a. ábra a sorja szabályozása szempontjából.
05 Válassza ki a megfelelő marási paramétereket
A végmarási paraméterek (mint például a fogankénti előtolás, a végmarás szélessége, a végmarás mélysége és a szerszám geometriai szöge stb.) bizonyos mértékben befolyásolják a sorjaképződést. Az 1. táblázat számos elvet sorol fel a végmarási paraméterek kiválasztására a sorja méretének csökkentése érdekében.
1. táblázat Sorjatípusok és kezelési módszerek
5 speciális sorjázási módszer
01 Elektrolitikus sorjázás
Az úgynevezett elektrolitikus sorjázás egy kémiai sorjázó eljárás, amellyel megmunkálás, csiszolás és sajtolás után eltávolítható a sorja, illetve a fém alkatrészek éles szélei lekerekíthetők vagy letörhetők.
Elektrolitikus megmunkálási módszer, amely elektrolízissel távolítja el a sorját a fém alkatrészekről, angolul ECD-nek nevezik. Rögzítse a szerszám katódját (általában sárgaréz) a munkadarab sorja részének közelében, bizonyos réssel (általában 0.3-1mm) a kettő között. A szerszámkatód vezető része a sorja éléhez igazodik, a másik felületet pedig szigetelőréteg borítja, így az elektrolízis a sorjarészre összpontosul. Adja hozzá a WeChat: Yuki7557-et a 10G CNC oktatóanyag küldéséhez
A feldolgozás során a szerszám katódja az egyenáramú tápegység negatív pólusára, a munkadarab pedig az egyenáramú táp pozitív pólusára csatlakozik. A munkadarab és a katód között alacsony nyomású elektrolit (általában nátrium-nitrát vagy nátrium-klorát vizes oldata) áramlik, amelynek nyomása 0,1–0,3 MPa. Amikor az egyenáramú tápegységet bekapcsolják, a sorját anódos feloldással eltávolítják, és az elektrolitot eltávolítják.
kép
Az elektrolit bizonyos mértékig korrozív, ezért a munkadarabot meg kell tisztítani és rozsdamentessé kell tenni a sorjázás után. Az elektrolitikus sorjázás alkalmas az egymást metsző furatok rejtett részein vagy összetett formájú részeken lévő sorja eltávolítására. A gyártási hatékonyság magas, és a sorjázási idő általában csak néhány másodperctől több tíz másodpercig tart.
Ezt a módszert gyakran alkalmazzák fogaskerekek, bordák, hajtórudak, szeleptestek és főtengely olajátvezető furatainak sorjázására, valamint éles sarkok lekerekítésére. Hátránya, hogy az alkatrészsorja környezete is elektrolízisnek van kitéve, a felület elveszti eredeti fényét, sőt a méretpontosságot is befolyásolja.
02 Abrazív áramlási sorjázás
Az Abrasive Flow Machining (AFM) egy új simító- és sorjázási eljárás, amelyet az 1970-es évek végén fejlesztettek ki külföldön. Ez az eljárás különösen alkalmas olyan sorja esetén, amely éppen a befejező fázisba került, de a kis és hosszú lyukak és az indokolatlan aljú fémformák stb. nem alkalmasak megmunkálásra.
03 Mágneses csiszolás és sorjázás
A mágneses köszörülés során a munkadarabot a két mágneses pólus által alkotott mágneses térbe helyezik, és a munkadarab és a mágneses pólusok közötti résbe mágneses csiszolóanyagokat helyeznek el. A mágneses erő hatására a csiszolóanyagok szépen elrendeződnek a mágneses erővonal irányában, így lágy és merev mágneses csiszológépet alkotnak. Kefe, amikor a munkadarab tengelyirányban forog és rezeg a mágneses térben, a munkadarab és a csiszolóanyag egymáshoz képest elmozdul, és a csiszolókefe csiszolja a munkadarab felületét; a mágneses köszörülési módszer hatékonyan és gyorsan csiszolhatja és sorjázza az alkatrészt, amely alkalmas különféle anyagokból, különböző méretű és szerkezetű alkatrészekből, alacsony befektetéssel, nagy hatékonysággal, széles körű alkalmazással és jó minőséggel.
Jelenleg külföldön meg tudták csiszolni, sorjázni a forgó test belső és külső felületeit, lapos részeket, fogaskerekek fogait, összetett profilokat stb., eltávolítani a vezetékeken lévő oxidrétegeket, megtisztítani a nyomtatott áramköri lapokat.
04 Termikus sorjázás
A termikus sorjátlanítás (TED) a sorja elégetését jelenti a hidrogén és oxigén gáz vagy oxigén és földgáz keverékének deflagrációja után keletkező magas hőmérséklet felhasználásával. Az oxigént és az oxigént vagy a földgázt és az oxigént egy zárt tartályba engedik át, és egy gyújtógyertyán keresztül meggyújtják, így a keverék egy pillanat alatt fellángol, és nagy mennyiségű hőenergiát bocsát ki a sorja eltávolításához. A munkadarab felrobbantása és elégetése után azonban az oxidált por a munkadarab felületére tapad, amelyet meg kell tisztítani vagy pácolni.
05 Mirai Erőteljes ultrahangos sorjázó
A Mirai nagy teljesítményű ultrahangos sorjázó technológia az elmúlt években népszerűvé vált sorjázási módszer. A tisztítási hatékonyság 10-20-szor nagyobb, mint a hagyományos ultrahangos tisztítógépeké. A lyukak egyenletesen vannak elosztva a víztartályban, így nincs szükség ultrahangos tisztításra. Az adagolás egyidejűleg 5-15 percen belül elvégezhető.
