Nhằm giải quyết các vấn đề khó xử lý bề mặt hồ quang không gian, nhiều yếu tố xử lý, độ chính xác xử lý cao và yêu cầu độ nhám bề mặt cao trong xử lý lớp phủ, thông qua phân tích hệ thống máy công cụ, khả năng chế tạo bộ phận, công cụ xử lý và phương pháp lập trình, công thức xử lý trung tâm gia công đã được hình thành. Kế hoạch thực hiện quy trình giới thiệu phương pháp ứng dụng dụng cụ mũi bi trong quá trình xử lý bề mặt cong của không gian nhà ở.
1 Lời nói đầu
Bìa thường được sử dụng như một con dấu. Trước khi lắp ráp, nó phải trải qua các bài kiểm tra khí, nước và áp suất khác để đảm bảo sản phẩm không bị rò rỉ và đảm bảo độ kín khí trong quá trình lắp ráp và sử dụng. Hầu hết chúng là các vật đúc nguyên khối hoặc các bộ phận hàn có hình dạng phức tạp và nhiều cấu trúc. Kích thước đa dạng, khác nhau, bên trong có hình khoang, thành mỏng và không bằng phẳng. Trong sản xuất và chế tạo, không chỉ có hệ thống lỗ, rãnh bịt kín và mặt phẳng có yêu cầu độ chính xác cao mà còn có nhiều phi lê, trùm và bề mặt cong không đều có hình dạng đặc biệt, rất khó gia công, chế tạo.
2 Phần cấu trúc và phân tích quy trình
2.1 Phân tích cấu trúc bộ phận
Vỏ bọc là một bộ phận dạng hộp. Nó là một khối đa diện nửa kín với các khoang và thành bên trong không đồng đều và hầu hết có cấu trúc không đều. Nó chủ yếu được sử dụng để đảm bảo cơ thể sạch sẽ và giảm tiếng ồn do cơ thể tạo ra trong quá trình làm việc. Đồng thời, nó có thể đóng vai trò làm đẹp ngoại hình. Trong gia công cơ khí, có nhiều yếu tố gia công, khối lượng gia công lớn và cấu trúc không đều khiến quá trình trở nên phức tạp [2].
hình ảnh
Hình 1 Yêu cầu về quy trình bìa
2.2 Phân tích quy trình
Vỏ bọc: Phôi là bộ phận bằng gang đúc có yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng bề mặt, vật liệu khó gia công, dụng cụ nhanh mòn và khó gia công các bề mặt cong không gian. Các bộ phận che được thể hiện trong Hình 1. Có các cung trái và phải ở mặt sau của mặt bích, cách nhau bằng các gân 14mm ở giữa. Bên trái và bên phải là những cấu trúc đối xứng, với một bên trái ở phía trên và phía dưới. Giá trị độ nhám bề mặt Ra=1.6μm.
2.3 Phân tích độ khó
Bìa là một phần loại hộp. Vật liệu QT{{0}} là vật đúc bằng gang dẻo, có độ bền cao và độ dẻo dai tốt. Nó có các đặc tính chống mài mòn, hấp thụ rung động và chống oxy hóa, nhưng hiệu suất cắt kém. Theo yêu cầu bản vẽ, mặt sau của mặt bích kết nối cần được xử lý đầy đủ. Các vòng cung được phân bổ đối xứng ở bên trái và bên phải, được ngăn cách bởi các đường gân ở giữa. Bề mặt hồ quang được xử lý vuông góc với trục dao. Khi xử lý bề mặt cong, kích thước hình học của dụng cụ cần phải phù hợp với đường dẫn dao bề mặt để đảm bảo hình dạng của bề mặt cong cuối cùng đáp ứng yêu cầu của quy trình. . Như được hiển thị trong Hình 1, độ dày của tấm sườn là (16±0.025) mm, (14±0,02) mm và phi lê gốc R (82,5±0,025) mm. Độ chính xác xử lý cao và yêu cầu chất lượng bề mặt nghiêm ngặt. Do mặt sau của mặt bích được ngăn cách bởi các gân nên sẽ xảy ra hiện tượng nhiễu khi sử dụng dao phay hoặc máy tiện ba mặt khiến không thể gia công [3].
3. Quy trình xử lý và phương pháp gia công CNC
3.1 Phương pháp xử lý
Mặc dù bề mặt hồ quang của bộ phận này là bề mặt quay nhưng hình dạng và cấu trúc của nó là các bộ phận dạng hộp (xem Hình 2) nên không phù hợp để tiện máy công cụ. Mặt sau của mặt bích được ngăn cách bằng ba gân, có phần chuyển tiếp gốc tròn. Mặt sau và mặt trước yêu cầu độ chính xác kích thước và độ nhám bề mặt cao, có thể được gia công trên máy phay ba trục và đa trục. Trong gia công nhiều trục, do vị trí tương hỗ của dụng cụ và phôi thay đổi bất kỳ lúc nào trong quá trình xử lý, nên tất cả quá trình xử lý có thể được hoàn thành trong một lần kẹp để đạt được điều kiện xử lý tối ưu. Tuy nhiên, chi phí mua sắm và chi phí phần mềm của nó cao hơn nhiều so với ba trục, chi phí bảo trì và bảo trì quá cao, đồng thời yêu cầu về kỹ năng vận hành của người vận hành cũng cao, dẫn đến chi phí nhân công cao. Trong máy công cụ ba trục, vectơ trục dao không thay đổi và được xử lý trong mặt phẳng pháp tuyến của trục Z. Việc sử dụng khớp nối liên kết có thể hoàn thành quá trình xử lý bề mặt không gian và đạt được độ cứng hệ thống tốt hơn. Vì sản phẩm này được sản xuất với số lượng lớn và theo lô nhỏ nên không cần phải tùy chỉnh dụng cụ. Nhu cầu sản xuất của sản phẩm này có thể được đáp ứng bằng cách sử dụng các miếng đệm có chiều cao bằng nhau phổ biến hiện có và các tấm áp lực hướng xuống để định vị và kẹp. Sau khi đo tại chỗ đầu phay của máy công cụ và phân tích các hệ số xử lý vỏ, có thể sử dụng dao phay đầu bi để tạo góc bo bề mặt cong trong mặt phẳng ZY dọc theo hướng trục Z nhằm thu được bề mặt tốt hơn xử lý chính xác, chất lượng và hiệu quả. Và giá trị tốt nhất cho tiền.
hình ảnh
Hình 2 Bìa trống
3.2 Khái niệm công cụ
Việc lựa chọn dao và xác định lượng cắt là nội dung quan trọng trong công nghệ gia công CNC. Chúng không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả gia công của máy công cụ CNC mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng gia công, đồng thời làm thay đổi toàn bộ chi phí gia công. Kết hợp với các đặc tính của máy công cụ, hiệu suất của vật liệu phôi, yêu cầu kẹp và gia công, dao phay cạnh ba mặt, dao phay ngón và dao phay đầu bi được chọn để gia công. Do ba phần gân ở mặt sau của mặt bích cách đều nhau ở góc 90 độ nên có rất nhiều cặn ở gốc gân khi được phay ngược bằng dao phay cạnh ba mặt, và máy nghiền cuối có thể được sử dụng để xử lý tất cả các gân dọc theo hướng vòng cung. Bề mặt cung gốc là bề mặt ba chiều được hình thành từ dưới lên trên. Nên sử dụng dụng cụ đầu bi có bán kính nhỏ hơn hoặc bằng bán kính cong tối thiểu của bề mặt để phay nội suy. Người ta đo rằng lề 6mm ở một bên của phôi là lớn. Để đảm bảo độ cứng và hiệu quả xử lý, các thông số kỹ thuật thể hiện trên Hình 3 là dao phay ngón φ20mm×80mm×150mm×4F (YT) và dao phay đầu bi R10mm×80mm×150mm (YT). dao.
hình ảnh
Hình 3 Máy nghiền ngón (dưới) và máy nghiền bi (trên)
3.3 Kế hoạch cắt
Trong quá trình cắt, theo điều kiện gia công thực tế của phôi, để đảm bảo độ chính xác và độ nhám bề mặt của bề mặt cong tròn, phay leo được sử dụng từ dưới lên trên. Điểm bắt đầu công cụ và điểm đặt công cụ riêng biệt. Với tiền đề đảm bảo an toàn, điểm bắt đầu của dao phải càng gần phôi càng tốt để giảm việc di chuyển dao không tải, rút ngắn đường dẫn dao và tiết kiệm thời gian thực hiện trong quá trình gia công. Vì lề trống lớn nên nên sử dụng phương pháp xử lý tuần hoàn để phay theo trình tự như trong Hình 4, loại bỏ dần lề theo hướng YZ và để lại lề 0.2mm để hoàn thiện. Trong khoảng thời gian này, cần lưu ý rằng các điểm nạp và rút lại phải vuông góc với Theo hướng trục Z, tốc độ nạp không được là "G0" và lệnh "G0" nên tránh “Y, Z” di chuyển cùng lúc.
Thông số cắt dao được chọn: dao phay ngón φ20mm. Vật liệu dụng cụ hỗ trợ tốc độ tuyến tính vc là 90~120m/phút, lượng cắt lùi ap là 0,3~2 mm và tốc độ tiến dao fz là 0,07~0,3 mm/z.
Dao phay đầu bi R10mm×80mm×150mm (YT), vật liệu dụng cụ hỗ trợ tốc độ tuyến tính vc 120~150m/phút, ap tương tác ngược là 0,3 ~ 0,8 mm và tốc độ nạp fz là 0,11 ~ 0,18 mm/z.
Vì phôi là vật đúc rắn, bị ảnh hưởng bởi quá trình đúc nên bề mặt của phôi đôi khi có thể có các vết cứng, lỗ rỗng và tạp chất cát. Để giảm thiểu rủi ro về chất lượng và đảm bảo độ ổn định khi cắt, sau khi gỡ lỗi và xác minh mẫu thử, các thông số cắt cuối cùng của máy nghiền ngón φ20mm đã được chọn là vc=92m/min, n=1465r/ phút, ap=1.5mm, fz=0.07mm/z, vf =410mm/phút; các thông số cắt của máy nghiền bi R10mm được chọn là vc=130m/min, n=2070r/min, ap=0.5mm, vf=228mm/min. Sau khi gia công 12 chiếc trong một mẻ, sử dụng các thông số cắt trên, chất lượng gia công và độ ổn định tốt, dụng cụ có độ bền cao.
hình ảnh
Hình 4: Đường dẫn công cụ
3.4 Lập trình
Theo kích thước hình học của bản vẽ bộ phận, dữ liệu quỹ đạo chạy của tâm dao được tính toán. Do bề mặt cung nằm trong mặt phẳng YZ nên khi sử dụng dao phay đầu bi cần tính toán tọa độ điểm tiếp xúc và hoàn thiện phay cung R82.5mm thông qua phép tính gần đúng điểm. Mục tiêu cuối cùng của tính toán số là thu được tất cả dữ liệu tọa độ vị trí liên quan cần thiết cho việc lập trình. Tính giá trị tọa độ Y và Z thông qua các hàm lượng giác theo Hình 5: Y=Rcos , Z=Rsin .
hình ảnh
Hình 5 Nguyên lý tính tọa độ
Khi lập trình chương trình CNC Heidenhain, đặt Q1=17 làm góc bắt đầu, Q2=0.1 làm góc tăng, Q3=+76.5 làm góc kết thúc, Q{{5} }.5 (R=82.5+10) làm bán kính cung, Q1=Q1 +Q2 thêm một biến cho góc. Chương trình sau khi được biên dịch phải được kiểm tra hoạt động của chương trình trước khi đưa vào sử dụng chính thức để sản xuất, xử lý. Trong trường hợp đặc biệt, việc kiểm tra gia công thử các bộ phận cũng được yêu cầu. Theo kết quả kiểm tra, chương trình được sửa đổi, điều chỉnh và thường được lặp lại nhiều lần cho đến khi thu được chương trình đáp ứng đầy đủ yêu cầu xử lý.
56 CUỘC GỌI CÔNG CỤ "D20-QTD" Z S500
57L Z+100 R0 FMAX
58L X-50 Y-150 R0 FMAX
59L Z+26R0 FMAX
60 L X+32 R0 F1000
61 L Y-88.771
62 FN 0:Q1 =+17; góc bắt đầu
63 FN 0:Q2 =+0.1; tăng góc
64 FN 0:Q3 =+76.5; góc cuối cùng
65 FN 0:Q4 =+92.5; bán kính cung
66 FN 0:Q5 =+0
67 FN 0:Q6 =+0
68 LBL.2
69 Q1=Q1+Q2; góc tăng biến
70 Q5=Q4×COS Q1; tính toán vòng lặp giá trị Y
71Q6=Q4×SIN Q1; tính toán vòng lặp của giá trị Z
72 L Y-Q5 Z+Q6 R0 F1000
73 FN 12: IF+Q1LT+Q3 GOTO LBL 2; phán đoán vòng lặp
74L Y-21 Z+90.085
75L Z+100 FMAX; rút dao
76 M0
4 Gỡ lỗi, xử lý và kiểm tra
Điểm gốc xử lý của góc bo bề mặt trong chương trình là tâm của mặt bích, tức là X{0}}, Y0 và Z0 trong G54 nằm ở mặt trên của mặt bích . Sau khi sử dụng công cụ tìm cạnh để căn giữa theo hướng X và Y, nhập tọa độ cơ học vào G54 tương ứng. Sau khi trục tâm hướng Z hoặc dao tham chiếu khớp với vòng tròn bên ngoài của mặt bích, hãy tính giá trị Z và nhập giá trị đó vào G54. Trước khi xử lý, hãy để máy công cụ chạy khô để kiểm tra tính chính xác của quỹ đạo chuyển động của dao. Trong quá trình gỡ lỗi, tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao trong quá trình xử lý có thể được điều chỉnh phù hợp theo tình hình thực tế (xem Hình 6 để biết quy trình xử lý) để đạt được hiệu suất cắt tốt nhất. Sau khi mảnh đầu tiên được hoàn thành, nó được gửi đến thiết bị đo ba tọa độ để đo kích thước tuyến tính, dung sai hình học và độ nhám bề mặt. Kết quả kiểm tra đạt yêu cầu quy trình.
hình ảnh
Hình 6 Xử lý bề mặt phi lê
5. Kết luận
Thông qua việc sử dụng đặc biệt dao phay đầu bi, sau nhiều nỗ lực và thử nghiệm, kế hoạch xử lý bề mặt lớp phủ cuối cùng đã được xác định, giải quyết thành công vấn đề xử lý khó khăn bề mặt hồ quang của không gian lớp phủ, nhiều yếu tố xử lý, hiệu suất cao độ chính xác xử lý và độ nhám bề mặt. Yêu cầu khắt khe và các vấn đề khó khăn khác. Nó đảm bảo tính chính xác của quá trình xử lý bìa, cải thiện khả năng kiểm soát và tính ổn định của chất lượng xử lý và cuối cùng hình thành khả năng sản xuất hàng loạt. Đồng thời, phương pháp này có tính khả thi rộng rãi và có thể cung cấp trợ giúp cũng như tài liệu tham khảo cho các ứng dụng xử lý bề mặt tương tự.
