Quá trình cắt kim loại thường đi kèm với việc tạo ra các gờ. Sự tồn tại của các gờ không chỉ làm giảm độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt của phôi mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm, thậm chí đôi khi còn gây ra tai nạn. Gọt bavia là một quá trình phi sản xuất, không chỉ làm tăng giá thành sản phẩm, kéo dài chu kỳ sản xuất sản phẩm mà còn dẫn đến việc toàn bộ sản phẩm bị loại bỏ do mài bavia không đúng cách, gây thiệt hại kinh tế.
Vì quá trình gỡ lỗi rất tốn công, nên tốt hơn hết là bạn nên tìm cách kiểm soát nó từ nguồn. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu làm thế nào để giảm việc tạo ra các vệt trong quá trình phay ngón.
Các dạng chính của gờ trong phay ngón
Theo hệ thống phân loại của các vệt cạnh chuyển động cắt, các vệt được tạo ra trong quá trình phay cuối chủ yếu bao gồm các vệt ở cả hai bên của cạnh chính, các vệt theo hướng cắt của cắt bên, các vệt theo hướng cắt của cắt đáy, và tiến và tiến. Có năm dạng gờ định hướng (xem Hình 1).
Nói chung, so với các gờ khác, gờ hướng cắt được cắt ra từ mép dưới có đặc điểm là kích thước lớn và khó loại bỏ. Vì lý do đó, bài báo này lấy hướng cắt gờ cắt ra khỏi mép dưới làm đối tượng nghiên cứu chính để thực hiện nghiên cứu. Theo kích thước và hình dạng của các gờ theo hướng cắt của mép dưới khi phay ngón, chúng có thể được chia thành ba loại sau: Gờ loại I (kích thước lớn hơn, khó loại bỏ và chi phí loại bỏ cao hơn), Loại II gờ (kích thước nhỏ hơn Nhỏ, không thể tháo ra hoặc tháo ra dễ dàng) và gờ Loại III là gờ âm (như Hình 2).
Hình 2 Các loại gờ theo hướng cắt cắt ra khỏi mép dưới trong quá trình phay
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hình thành các vệt phay cuối
Sự hình thành gờ là một quá trình biến dạng vật liệu rất phức tạp. Các yếu tố khác nhau như đặc tính vật liệu phôi, hình học, xử lý bề mặt, hình học dụng cụ, quỹ đạo cắt dụng cụ, độ mòn dụng cụ, thông số cắt và việc sử dụng chất làm mát đều ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành các gờ. Hình 3 là sơ đồ khối của các yếu tố ảnh hưởng đến các vệt phay cuối. Trong các điều kiện xay xát cụ thể, hình dạng và kích thước của các vệt phay cuối phụ thuộc vào tác động tổng hợp của các yếu tố ảnh hưởng khác nhau, nhưng các yếu tố khác nhau có tác động khác nhau đến sự hình thành các vệt.
01 Vào/ra dụng cụ
Nói chung, bavia được tạo ra khi vặn dụng cụ ra khỏi phôi lớn hơn so với bavia được tạo ra khi vặn dụng cụ vào phôi. Như được hiển thị trong Hình 4, Hình 4a cho thấy bề mặt đầu cuối của dụng cụ vặn vít ra khỏi phôi, dễ tạo ra các gờ Loại I có kích thước lớn hơn, trong khi ở Hình 4b, dụng cụ được vặn vào phôi và tạo ra các gờ thường là gờ Loại II. Thêm WeChat: Yuki7557 để gửi hướng dẫn CNC 10G
Hình 4 Ảnh hưởng của phương pháp phay đến sự hình thành bavia
02 Góc cắt mặt phẳng
Góc cắt của mặt phẳng có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành các gờ theo hướng cắt của đường cắt cạnh đáy. Góc cắt mặt phẳng được định nghĩa là hướng của tốc độ cắt (tổng hợp vectơ của tốc độ chạy dao và tốc độ nạp) và Góc giữa các hướng của các mặt cuối phôi gia công. Hướng của mặt cuối phôi gia công là từ điểm bắt vít vào dụng cụ đến điểm bắt vít ra của dụng cụ. Như trong Hình 5, Ψ là góc cắt mặt phẳng, và phạm vi của nó là 0 độ<>
Hình 5 Góc cắt mặt phẳng
Kết quả thử nghiệm cho thấy chiều cao của lưỡi dao thay đổi theo chiều sâu cắt, nghĩa là, lưỡi dao thay đổi từ lưỡi dao loại I sang lưỡi dao loại II với sự gia tăng chiều sâu cắt. Chiều sâu phay tối thiểu tạo ra bavia loại II thường được gọi là chiều sâu cắt giới hạn, được biểu thị bằng dcr. Hình 6 cho thấy ảnh hưởng của góc dẫn phẳng và chiều sâu cắt đối với chiều cao gờ khi gia công hợp kim nhôm.
Hình 6 Dạng gờ và góc cắt mặt phẳng và chiều sâu cắt
Có thể thấy từ Hình 6 rằng góc cắt mặt phẳng càng lớn thì chiều sâu cắt giới hạn càng lớn; khi góc cắt mặt phẳng lớn hơn 120 độ, kích thước của loại I burr lớn hơn và độ sâu cắt giới hạn cho quá trình chuyển đổi sang loại II cũng lớn. Do đó, một góc cắt mặt phẳng nhỏ có lợi cho việc tạo ra các gờ loại II, bởi vì Ψ càng nhỏ thì độ cứng hỗ trợ của bề mặt đầu cuối tương đối được cải thiện và các gờ ít có khả năng hình thành.
Có thể thấy từ Hình 5 rằng kích thước và hướng của tốc độ cấp liệu sẽ có tác động nhất định đến kích thước và hướng của tốc độ tổng hợp v, sau đó có tác động đến góc cắt của mặt phẳng và sự hình thành các vệt. Do đó, tốc độ nạp và góc bù mép thoát càng lớn , Ψ càng nhỏ, càng có lợi cho việc ngăn chặn sự hình thành các gờ lớn hơn (như trong Hình 7).
Hình 7 Ảnh hưởng của hướng nạp đến sự hình thành bavia
03 Trình tự thoát mũi công cụ EOS
Trong quá trình phay ngón, kích thước bavia phần lớn được xác định bởi trình tự thoát của các đầu dao. Như thể hiện trong Hình 8: điểm A là điểm trên lưỡi cắt phụ, điểm C là điểm trên lưỡi cắt chính và điểm B là đỉnh của mũi dao. Người ta cho rằng mũi dụng cụ sắc nét, nghĩa là bán kính của vòng cung mũi dụng cụ không được xem xét. Nếu cạnh BC thoát ra khỏi phôi trước và cạnh AB thoát ra khỏi phôi sau, phoi sẽ được gắn vào bề mặt gia công và khi quá trình phay diễn ra, phoi sẽ bị đẩy ra khỏi phôi, tạo thành cạnh đáy lớn hơn và cắt ra các gờ hướng cắt. Nếu cạnh AB thoát ra khỏi phôi trước và cạnh BC thoát ra khỏi phôi sau, phoi sẽ xoay trên bề mặt chuyển tiếp và bị cắt ra khỏi phôi, tạo thành một cạnh đáy có kích thước nhỏ hơn cắt ra gờ hướng cắt.
Thử nghiệm cho thấy: ①Trình tự thoát của mũi dao làm tăng kích thước của bavia là: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Kết quả do EOS tạo ra là giống nhau, nhưng trong cùng một trình tự thoát ra, kích thước đường gờ do vật liệu nhựa tạo ra lớn hơn kích thước gờ do vật liệu giòn tạo ra.
Trình tự thoát của mũi dao không chỉ liên quan đến hình dạng hình học của dao mà còn liên quan đến các yếu tố như tốc độ nạp, độ sâu phay, kích thước hình học của phôi và điều kiện cắt. Nó là sự kết hợp của nhiều yếu tố khác nhau có ảnh hưởng đến sự hình thành các gờ.
Hình 8 Trình tự thoát của mũi dao và sự hình thành các gờ
04 Các yếu tố khác
① Các thông số phay, nhiệt độ phay, môi trường cắt, v.v. cũng sẽ có tác động nhất định đến sự hình thành các gờ. Tác động của một số yếu tố chính như tốc độ nạp liệu, độ sâu phay, v.v. được phản ánh bởi lý thuyết góc cắt phẳng và lý thuyết EOS về trình tự thoát mũi dao. Tôi sẽ không đi vào chi tiết ở đây.
②Độ dẻo của vật liệu phôi càng tốt thì càng dễ tạo thành các gờ chữ I. Trong quá trình phay cuối vật liệu giòn, nếu tốc độ nạp liệu hoặc góc cắt mặt phẳng lớn sẽ có lợi cho sự hình thành các loại bavia loại III (thiếu sót).
③Khi góc giữa bề mặt đầu cuối của phôi và mặt phẳng được xử lý lớn hơn góc vuông, sự hình thành các gờ có thể bị triệt tiêu do độ cứng hỗ trợ được tăng cường của bề mặt đầu cuối.
④Việc sử dụng chất lỏng phay có lợi cho việc kéo dài tuổi thọ dụng cụ, giảm hao mòn dụng cụ, bôi trơn quá trình phay và giảm kích thước gờ.
⑤ Độ mài mòn của dụng cụ có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành các gờ. Khi dụng cụ mòn đến một mức độ nhất định, vòng cung của đầu dụng cụ tăng lên, không chỉ kích thước của gờ theo hướng thoát ra của dụng cụ mà cả kích thước của gờ theo hướng cắt của dụng cụ cũng tăng lên. Cơ chế cần được nghiên cứu sâu hơn.
⑥Các yếu tố khác như vật liệu dụng cụ cũng có ảnh hưởng nhất định đến sự hình thành các gờ. Trong cùng điều kiện cắt, dụng cụ kim cương có lợi hơn trong việc ngăn chặn sự hình thành gờ so với các dụng cụ khác.
Các cách cơ bản để kiểm soát sự hình thành gờ trong phay ngón
Sự hình thành của các vệt phay cuối bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nó không chỉ liên quan đến quy trình phay cụ thể mà còn liên quan đến cấu trúc phôi, hình dạng dụng cụ và các yếu tố khác. Để giảm các vệt phay cuối, việc tạo ra các vệt phải được kiểm soát và giảm thiểu từ nhiều khía cạnh.
01 Thiết kế kết cấu hợp lý
Sự hình thành các gờ phần lớn bị ảnh hưởng bởi cấu trúc của phôi. Cấu trúc của phôi là khác nhau, hình dạng và kích thước của các gờ ở các cạnh sau khi xử lý cũng rất khác nhau. Nếu vật liệu phôi và xử lý bề mặt được xác định trước, thì hình dạng và cạnh của phôi là một yếu tố quan trọng trong việc xác định sự hình thành các gờ. Hình 9 cho thấy rằng vát mép được thêm vào bề mặt cuối của phôi gia công để giảm bavia.
Hình 9 Thêm phương pháp vát cạnh thoát
02 Trình tự xử lý phù hợp
Trình tự xử lý cũng có ảnh hưởng nhất định đến hình dạng và kích thước của các gờ phay cuối. Tùy thuộc vào hình dạng và kích thước của bavia, khối lượng công việc và chi phí liên quan của việc gỡ bavia cũng khác nhau. Do đó, chọn một trình tự xử lý thích hợp là một cách hiệu quả để giảm chi phí xử lý. Hình 10 cho thấy việc sử dụng trình tự xử lý thích hợp để kiểm soát việc tạo ra các vệt lớn hơn.
Hình 10 Chọn phương thức kiểm soát trình tự xử lý
Trong Hình 10a, nếu lỗ được khoan trước và sau đó phay mặt phẳng, thì dễ dàng tạo ra các vệt cắt và phay lớn trên chu vi lỗ; nếu mặt phẳng được phay trước rồi mới khoan lỗ, thì chỉ có các đường gờ khoan cắt nhỏ trên chu vi lỗ. Tương tự, trong Hình 10b, kích thước của gờ được tạo thành bằng cách phay bề mặt trên trước rồi phay đường viền lõm nhỏ hơn kích thước được tạo thành bằng cách gia công đường viền lõm trước rồi phay mặt phẳng.
03 Tránh rút công cụ
Tránh rút dụng cụ là một cách hiệu quả để tránh hình thành bavia, vì việc rút dao là yếu tố chính dẫn đến hình thành bavia theo hướng cắt. Thông thường, dao phay tạo ra các gờ lớn hơn khi nó được tháo ra khỏi phôi và các gờ nhỏ hơn khi nó được vặn vào phôi. Do đó, nên tránh dao phay quay ra ngoài càng nhiều càng tốt trong quá trình xử lý. Như trong Hình 4, trục trặc được tạo ra bằng Hình 4b nhỏ hơn trục trặc được tạo ra trong Hình 4a.
04 Chọn đường cắt phù hợp
Từ phân tích trước, có thể thấy rằng khi góc cắt của mặt phẳng nhỏ hơn một giá trị nhất định, kích thước của gờ được tạo ra sẽ nhỏ hơn. Có thể thay đổi góc cắt mặt phẳng bằng cách thay đổi chiều rộng phay, tốc độ nạp (độ lớn và hướng) và tốc độ quay (độ lớn và hướng). Do đó, có thể tránh được việc tạo ra các gờ Loại I bằng cách chọn một đường chạy dao thích hợp (xem Hình 11).
Hình 11 Điều khiển phương pháp đường chạy dao
Hình 11a cho thấy đường chạy dao ngoằn ngoèo truyền thống và phần được tô bóng trong hình biểu thị phần có thể tạo ra các gờ lớn theo hướng cắt. Hình 11b sử dụng đường chạy dao cải tiến, có thể tránh tạo ra các gờ cắt. Mặc dù đường chạy dao trong Hình 11b dài hơn một chút so với trong Hình 11a và mất nhiều thời gian phay hơn một chút, do không yêu cầu quy trình tạo bavia bổ sung, nên việc sử dụng Hình 11a cần nhiều thời gian mài bavia (mặc dù phần được tô bóng trong hình Nghĩa là, không có nhiều nơi tạo ra các gờ, nhưng tất cả các cạnh nơi có các gờ phải được đi qua trong quá trình mài bavia thực tế), do đó, nói chung, đường cắt như trong Hình 11b tốt hơn so với lộ trình trong Hình 11a về kiểm soát gờ.
05 Chọn thông số phay phù hợp
Các tham số phay cuối (chẳng hạn như bước tiến trên mỗi răng, chiều rộng phay cuối, độ sâu phay cuối và góc hình học của dao, v.v.) có ảnh hưởng nhất định đến sự hình thành các gờ. Bảng 1 liệt kê một số nguyên tắc chọn tham số phay ngón để giảm kích thước bavia.
Bảng 1 Các loại mũi khoan và phương pháp xử lý
5 phương pháp deburring đặc biệt
01 Gỡ bavia điện phân
Cái gọi là mài bavia điện phân là một phương pháp mài bavia hóa học, có thể loại bỏ các bavia sau khi gia công, mài và dập, đồng thời làm tròn hoặc vát các cạnh sắc của các bộ phận kim loại.
Một phương pháp gia công điện phân sử dụng quá trình điện phân để loại bỏ các gờ khỏi các bộ phận kim loại, viết tắt là ECD bằng tiếng Anh. Cố định cực âm của dụng cụ (thường là đồng thau) gần phần có gờ của phôi gia công, với một khoảng cách nhất định (thường là 0.3-1mm) giữa hai phần này. Phần dẫn điện của cực âm của dụng cụ được căn chỉnh với cạnh có gờ và bề mặt còn lại được phủ một lớp cách điện để quá trình điện phân tập trung vào phần có gờ. Thêm WeChat: Yuki7557 để gửi hướng dẫn CNC 10G
Trong quá trình xử lý, cực âm của dụng cụ được kết nối với cực âm của nguồn điện DC và phôi được kết nối với cực dương của nguồn điện DC. Chất điện phân áp suất thấp (thường là dung dịch nước natri nitrat hoặc natri clorat) có áp suất từ 0.1 đến 0.3 MPa chảy giữa phôi và cực âm. Khi bật nguồn điện một chiều, gờ sẽ được loại bỏ bằng cách hòa tan anốt và được lấy đi bằng chất điện phân.
hình ảnh
Chất điện phân bị ăn mòn ở một mức độ nhất định, và phôi phải được làm sạch và chống gỉ sau khi mài mòn. Gỡ bavia bằng điện phân thích hợp để loại bỏ bavia ở các phần khuất của các lỗ giao nhau hoặc các phần có hình dạng phức tạp. Hiệu quả sản xuất cao và thời gian gỡ lỗi thường chỉ mất vài giây đến hàng chục giây.
Phương pháp này thường được sử dụng để mài nhẵn các bánh răng, trục quay, thanh nối, thân van và lỗ dẫn dầu trục khuỷu, cũng như làm tròn các góc nhọn. Nhược điểm là vùng lân cận của phần gờ cũng bị điện phân, bề mặt sẽ mất đi độ bóng ban đầu và thậm chí ảnh hưởng đến độ chính xác của kích thước.
02 Mài mòn dòng chảy
Abrasive Flow Machining (AFM) là một quy trình hoàn thiện và mài bavia mới được phát triển vào cuối những năm 1970 ở nước ngoài. Quá trình này đặc biệt phù hợp với các gờ vừa bước vào giai đoạn hoàn thiện, nhưng đối với các lỗ nhỏ và dài và khuôn kim loại có đáy không hợp lý, v.v. thì không phù hợp để xử lý.
03 Mài và mài từ tính
Trong quá trình mài từ tính, phôi được đưa vào từ trường được hình thành bởi hai cực từ và vật liệu mài mòn từ tính được đặt trong khoảng trống giữa phôi và cực từ. Dưới tác động của lực từ, các hạt mài được sắp xếp gọn gàng dọc theo hướng của đường sức từ để tạo thành một máy mài từ mềm và cứng. Bàn chải, khi phôi quay và dao động dọc trục trong từ trường, phôi và chất mài mòn sẽ chuyển động tương đối với nhau, và bàn chải mài mòn sẽ mài bề mặt của phôi; phương pháp mài từ tính có thể mài và mài nhẵn chi tiết một cách hiệu quả và nhanh chóng, phù hợp với các Bộ phận bằng nhiều loại vật liệu, kích cỡ khác nhau và kết cấu khác nhau là phương pháp hoàn thiện với mức đầu tư thấp, hiệu quả cao, ứng dụng rộng rãi và chất lượng tốt.
Hiện nay, nước ngoài đã có thể mài và mài nhẵn bề mặt bên trong và bên ngoài của thân quay, các bộ phận phẳng, răng bánh răng, các biên dạng phức tạp, v.v., loại bỏ vảy oxit trên dây và làm sạch bảng mạch in.
04 Gỡ bavia nhiệt
Đốt cháy bavia nhiệt (TED) là đốt cháy các bavia bằng cách sử dụng nhiệt độ cao được tạo ra sau quá trình đốt cháy hỗn hợp khí hydro và khí oxy hoặc oxy và khí tự nhiên. Đó là cho oxy và oxy hoặc khí tự nhiên và oxy vào một bình chứa kín và đốt cháy nó thông qua bugi, để hỗn hợp này sẽ bốc cháy ngay lập tức và giải phóng một lượng lớn năng lượng nhiệt để loại bỏ các vệt. Tuy nhiên, sau khi phôi được kích nổ và đốt cháy, bột oxy hóa của nó sẽ bám vào bề mặt phôi, lớp bột này phải được làm sạch hoặc ngâm.
05 Gỡ bavia siêu âm mạnh mẽ Mirai
Công nghệ mài bavia siêu âm mạnh mẽ của Mirai là một phương pháp mài bavia đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây. Hiệu quả làm sạch gấp 10 đến 20 lần so với máy làm sạch siêu âm thông thường. Các lỗ được phân bố đều trong ngăn chứa nước, do đó không cần sử dụng công nghệ làm sạch siêu âm Có thể hoàn thành việc định lượng trong vòng 5 đến 15 phút cùng một lúc.
