Các gờ sau khi gia công rất khó chịu. 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. Đối với vấn đề bavia được tạo ra, mọi người thường sử dụng quy trình gỡ lỗi để giải quyết nó. Gọt ba mép 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 khiến toàn bộ sản phẩm bị loại bỏ do mài bavia không đúng cách, gây thiệt hại kinh tế. Trong bài báo này, tác giả lần đầu tiên phân tích một cách có hệ thống các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hình thành các vệt phay cuối, đồng thời thảo luận về các phương pháp và công nghệ để giảm thiểu và kiểm soát các vệt phay từ thiết kế kết cấu đến toàn bộ quá trình sản xuất.
1. Dạng chính của bavia 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).
Picture Hình 1 Gờ hình thành do phay ngón
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 Gờ II (có kích thước nhỏ hơn Nhỏ, không thể tháo hoặc gỡ dễ dàng) và gờ Loại III là gờ âm (xem Hình 2).
hình ảnh
Hình 2 Các loại gờ theo hướng cắt cắt ra khỏi mép dưới trong quá trình phay
Thứ hai, 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.
hình ảnh
Hình 3 Sơ đồ kiểm soát nguyên nhân của sự hình thành bavia phay
1. Vào/ra công 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.
2. 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 của dụng cụ đến điểm bắt vít ra của dụng cụ.
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 4 cho thấy ảnh hưởng của góc dẫn phẳng và chiều sâu cắt đối với chiều cao gờ khi gia công hợp kim nhôm.
hình ảnh
Hình 4 Dạng gờ và góc cắt mặt phẳng và chiều sâu cắt
Có thể thấy từ Hình 4 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 φ 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 hơn.
Kích thước và hướng của tốc độ nạp 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 càng lớn và góc bù mép ra , φ càng nhỏ, càng có lợi cho việc ngăn chặn sự hình thành các gờ lớn hơn (xem Hình 5).
hình ảnh
Hình 5 Ảnh hưởng của hướng nạp đến sự hình thành bavia
3. 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 6: 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.
hình ảnh
Hình 6 Trình tự thoát của mũi dao và sự hình thành các gờ
thí nghiệm cho thấy:
①Trình tự thoát mũi dao ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA làm cho kích thước lưỡi cắt tăng tuần tự.
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.
4. Ảnh hưởng của 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 của 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.
Ba, cách cơ bản để kiểm soát sự hình thành của các vệt phay
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.
1. 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 các cạnh của phôi là yếu tố quan trọng trong việc xác định sự hình thành các gờ.
2. Trình tự xử lý phù hợp
Như thể hiện trong Hình 7, 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, việc lựa chọn một trình tự xử lý thích hợp là một cách hiệu quả để giảm chi phí mài mòn.
hình ảnh
(a) (b)
Hình 7 Chọn phương thức kiểm soát trình tự xử lý
Trong Hình 8a, nếu lỗ được khoan trước rồi phay mặt phẳng, các vệt cắt và phay lớn sẽ dễ dàng tạo ra trên chu vi lỗ; nếu mặt phẳng được phay trước rồi mới khoan lỗ thì chỉ có các đường gờ khoan và cắt nhỏ trên chu vi lỗ. Tương tự, trong Hình 8b, 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.
hình ảnh
(a) (b)
Hình 8 Điều khiển phương pháp đường chạy dao
3. Tránh thoát 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.
4. Chọn tuyến 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.
5. 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.
Sự hình thành của bavia phay cuối bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, các yếu tố ảnh hưởng chính là: ra/vào dao, góc cắt mặt phẳng, trình tự thoát mũi dao, các thông số phay, v.v. Hình dạng và kích thước cuối cùng của bavia là kết quả của quá trình sự kết hợp của các yếu tố.
Bắt đầu từ toàn bộ quá trình thiết kế kết cấu phôi, bố trí công nghệ gia công, tiêu thụ dao phay và lựa chọn dao, bài báo này phân tích các yếu tố ảnh hưởng chính của dao phay và đưa ra phương pháp điều khiển lộ trình dao phay, lựa chọn trình tự gia công phù hợp và cải tiến thiết kế cấu trúc. Công nghệ, quy trình và phương pháp triệt tiêu hoặc giảm gờ phay như phương pháp trên là giải pháp kỹ thuật khả thi để chủ động kiểm soát kích thước bavia, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, rút ngắn chu kỳ sản xuất trong phay.
