پردازش سطح در فولاد عمدتاً توسط پیشروی بر حسب دندانه، شعاع نوک ابزار و سرعت برش تعیین می‌شود؛ دقت ابعادی عمدتاً توسط وضعیت حرارتی، سایش ابزار و بستن قطعه تعیین می‌شود. اینها دو مسئله متفاوت هستند و اغلب با تغییر یکسان در تنظیمات حل می‌شوند. ماشینی که از نظر هندسی دقیق است، اگر پیشروی برای شعاع اینسرت خیلی زیاد باشد، همچنان می‌تواند سطحی ناهموار تولید کند، و ماشینی که پرداخت آینه‌ای تولید می‌کند، اگر قطعه در حین پرداخت خشن رشد کرده باشد یا ابزار در صد قطعه آخر ۴۰ میکرومتر سایش داشته باشد، همچنان می‌تواند تلرانس را از دست بدهد. دستیابی به هر دو نیازمند جداسازی پارامترهایی است که پرداخت را کنترل می‌کنند از پارامترهایی که اندازه را کنترل می‌کنند.
چه چیزی زبری سطح نظری در فرزکاری را تعیین می‌کند؟
برای یک اینسرت توروییدال یا گلوله، زبری نظری به پیشروی بر حسب دور و شعاع گوشه بستگی دارد:Ra (بر حسب میکرومتر) ≈ (f² ÷ (32 × rε)) × 1000که در آن f پیشروی بر حسب دور در میلی‌متر و rε شعاع گوشه در میلی‌متر است.
دو مثال اهرم را نشان می‌دهند. در f = 0.1 میلی‌متر بر دور و rε = 0.8 میلی‌متر، Ra نظری حدود 0.39 میکرومتر است. در f = 0.2 میلی‌متر بر دور با همان اینسرت، Ra به حدود 1.56 میکرومتر افزایش می‌یابد - چهار برابر ناهموارتر برای دو برابر پیشروی. در عمل، زبری حاصل معمولاً یک تا سه برابر مقدار نظری است به دلیل خارج از مرکز بودن، لرزش، لبه ساخته شده و سایش ابزار، اما رابطه همچنان به شما می‌گوید که ابتدا کجا مداخله کنید.
این همچنین دلیلی است که چرا یک اینسرت برف روب همه چیز را تغییر می‌دهد. هندسه برف روب شعاع گوشه مؤثر را در بخشی از لبه برش صاف می‌کند، که پیشروی را از زبری جدا می‌کند و اجازه می‌دهد پیشروی بیشتری با Ra یکسان داشته باشید. در سطوح فولادی بزرگ - پایه‌های ماشین، صفحات قالب، پدهای ساختاری - یک فرز سطحی برف روب می‌تواند زمان چرخه را به طور قابل توجهی کاهش دهد بدون اینکه نیاز به پرداخت تغییر کند.
کدام پارامترها به طور خاص برای فولاد مهم‌تر هستند؟
سرعت برش
کاربید پوشش‌دار در فولاد کم‌کربن و آلیاژی معمولاً با سرعت ۱۵۰-۲۵۰ متر بر دقیقه اجرا می‌شود؛ فولادهای زنگ‌نزن با سرعت کمتری، حدود ۱۰۰-۱۵۰ متر بر دقیقه اجرا می‌شوند. سرعت خیلی کم باعث ایجاد لبه ساخته شده می‌شود که سطح را پاره کرده و کنترل اندازه را از بین می‌برد؛ سرعت خیلی زیاد سایش پهلو را تسریع کرده و قطر مؤثر ابزار را تغییر می‌دهد. هیچ کدام از این دو حالت به عنوان هشدار ظاهر نمی‌شوند - هر دو به عنوان ضایعات ظاهر می‌شوند.
پیشروی بر حسب دندانه و نازک شدن تراشه
در فولاد، پیشروی بر حسب دندانه کمتر از حدود ۰.۰۵ میلی‌متر باعث مالش به جای برش می‌شود که سطح را سخت کرده و عمر ابزار را کوتاه می‌کند. استراتژی‌های مدرن با پیشروی بالا و تروکوئیدال عمداً از درگیری شعاعی کم با عمق محوری زیاد و ضخامت تراشه کنترل شده استفاده می‌کنند که برش را در رژیم برشی نگه می‌دارد و پرداخت بهتری را با نرخ برداشت بالاتر تولید می‌کند.
عمق برش در پاس پرداخت
یک پاس پرداخت باید زیر لایه سخت شده ناشی از پرداخت خشن، معمولاً ۰.۲-۰.۵ میلی‌متر، برش دهد. پاسی که خیلی سبک است، لایه آسیب دیده را به جای برداشتن آن می‌مالد و سطحی صیقلی اما ناهمگون با کنترل اندازه ضعیف تولید می‌کند.
خنک‌کننده و تخلیه تراشه
فولاد به خنک‌کننده سیلابی یا، برای حفره‌های عمیق و فولاد زنگ‌نزن، خنک‌کننده پرفشار از طریق اسپیندل نیاز دارد. تراشه‌های بازیافتی شایع‌ترین علت افت ناگهانی پرداخت و شکستن اینسرت هستند. اگر پرداخت در همان نقطه از چرخه هر بار بدتر می‌شود، قبل از مشکوک شدن به ماشین، تخلیه تراشه را مشکوک کنید.
محدوده‌های پارامتر معمول و نتیجه مورد انتظار
مقادیر زیر نقاط شروع معمول در کارگاه برای کاربید پوشش‌دار در فولاد کربن متوسط هستند، که به عنوان خط پایه برای آزمایش‌ها در نظر گرفته شده‌اند تا نتایج تضمین شده.
| عملیات | ابزار | Vc (متر بر دقیقه) | پیشروی | عمق | Ra معمول |
|---|
| فرزکاری سطحی، پرداخت خشن | φ۸۰ میلی‌متر، ۶ اینسرت، rε 0.8 | ۱۸۰-۲۲۰ | ۰.۱۵-۰.۲۵ میلی‌متر بر دندانه | ۲-۴ میلی‌متر | ۳.۲-۶.۳ میکرومتر |
| فرزکاری سطحی، پرداخت نهایی | φ۸۰ میلی‌متر برف روب، ۶ اینسرت | ۲۰۰-۲۵۰ | ۰.۲-۰.۴ میلی‌متر بر دندانه | ۰.۳-۰.۵ میلی‌متر | ۰.۸-۱.۶ میکرومتر |
| فرزکاری شانه | φ۱۶ میلی‌متر، ۴ شیار، rε 0.4 | ۱۵۰-۲۰۰ | ۰.۰۶-۰.۱۰ میلی‌متر بر دندانه | ۰.۵-۲ میلی‌متر شعاعی | ۱.۶-۳.۲ میکرومتر |
| پرداخت حفره | φ۱۰ میلی‌متر گلوله یا گلوله بینی | ۱۶۰-۲۲۰ | ۰.۰۳-۰.۰۶ میلی‌متر بر دندانه | ۰.۲-۰.۳ میلی‌متر | ۰.۸-۱.۶ میکرومتر |
| بورینگ | سر بورینگ قابل تنظیم | ۱۲۰-۱۸۰ | ۰.۰۵-۰.۱۲ میلی‌متر بر دور | ۰.۱-۰.۳ میلی‌متر | ۰.۸-۱.۶ میکرومتر |
| دریل کاری (همانطور که دریل شده) | φ۱۲ میلی‌متر دریل کاربید | ۸۰-۱۲۰ | ۰.۱۰-۰.۱۸ میلی‌متر بر دور | — | ۳.۲-۶.۳ میکرومتر |
چرا دقت ابعادی یک مسئله جداگانه است؟
خطاهای اندازه در فولاد از چهار منبع ناشی می‌شوند و هیچ کدام از آنها با بهبود پرداخت حل نمی‌شوند.
- رشد حرارتی قطعه. پرداخت خشن یک بلوک فولادی ۳۰۰ میلی‌متری می‌تواند دمای آن را ۱۵-۲۵ درجه سانتی‌گراد افزایش دهد. در α = ۱۱.۷ × ۱۰⁻⁶، این ۵۰-۹۰ میکرومتر انبساط است. اگر آن را در حالت داغ به اندازه اسمی ماشینکاری کنید، پس از خنک شدن کوچک خواهد بود. یا پرداخت خشن کنید، سپس خنک کنید، سپس پرداخت نهایی انجام دهید - یا یک تلرانس عمدی اعمال کنید.سایش ابزار. یک اینسرت کاربید پوشش‌دار می‌تواند در طول عمر خود در فولاد ۳۰-۶۰ میکرومتر از اندازه شعاعی خود را از دست بدهد. بدون جبران سایش یا اندازه‌گیری در حین فرآیند، آخرین قطعات یک دسته حتی اگر اولین قطعات صحیح بودند، از تلرانس خارج می‌شوند.
- انحراف ابزار. یک فرز انگشتی بلند و با قطر کم تحت نیروی شعاعی منحرف می‌شود؛ دیواری که ماشینکاری می‌کند در پایین ضخیم‌تر از بالا است. پاس‌های فنری، درگیری شعاعی کاهش یافته و مجموعه‌های ابزار کوتاه‌تر همه این را کاهش می‌دهند.
- اعوجاج بستن و فیکسچر. قطعات با دیواره نازک تحت فشار بستن تغییر شکل داده و پس از رها شدن به حالت اول برمی‌گردند. بستن روی ویژگی‌های پشتیبانی شده به جای خود دیوار، راه حل است.
- ویژگی‌های ماشین چگونه از پرداخت و اندازه پشتیبانی می‌کنند؟سه ویژگی ماشین مهم هستند.
سفتی دینامیکی
در نوک ابزار، لرزش را سرکوب می‌کند، که در واقع تعیین می‌کند آیا پرداخت ۰.۸ میکرومتری در یک سطح بزرگ قابل دستیابی است یا خیر. پایداری حرارتی اندازه را در طول یک چرخه طولانی ثابت نگه می‌دارد. دقت و تکرارپذیری هندسی کف آنچه را که جبران می‌تواند به دست آورد، تعیین می‌کنند.برای کارهای فولادی، ماشینی با اسپیندل دنده‌ای BT50 و ساختار سنگین معمولاً پلتفرم بهتری است، زیرا نیروی پرداخت خشن بالا است و میرایی مهم است. VMC-1066HD
یک اسپیندل کلاس ۱۵ کیلووات را با ۴۲۰ نیوتن‌متر در محدوده دنده پایین خود تا ۲۵۰۰ دور در دقیقه و یک میز ۱۲۰۰ کیلوگرمی جفت می‌کند، در حالی که VMC-1370HD ۵۷۲ نیوتن‌متر را در محدوده ۱:۴ با میز ۱۴۰۰×۷۰۰ میلی‌متر برای بلوک‌های بزرگتر ارائه می‌دهد. برای قطعات فولادی متوسط که زمان چرخه غالب است، VMC-1165HL با اسپیندل BT40 با درایو مستقیم ۱۲۰۰۰ دور در دقیقه و سرعت‌های سریع ۳۰ متر بر دقیقه یک مصالحه خوب است.روش پرداخت قابل اعتماد برای فولاد چیست؟روشی که در اکثر قطعات فولادی کار می‌کند، به ترتیب:
با یک استراتژی پیشروی بالا یا تروکوئیدال پرداخت خشن کنید و ۰.۳-۰.۵ میلی‌متر از ماده را روی تمام سطوح پرداخت شده باقی بگذارید.
قبل از پرداخت، قطعه را تنش‌زدایی کنید یا اجازه دهید تا دمای محیط خنک شود، به خصوص اگر بیش از ۶۰٪ از مواد برداشته شده باشد.
- برای ایجاد بار یکنواخت در پاس پرداخت، به ۰.۱۵-۰.۲ میلی‌متر ماده باقی‌مانده، پرداخت نیمه نهایی کنید.
- با یک اینسرت تازه یا یک ابزار پرداخت اختصاصی، پرداخت نهایی را انجام دهید، در هر کجا که هندسه اجازه می‌دهد فرزکاری صعودی انجام دهید.
- برای سطوح صاف بزرگ از اینسرت برف روب استفاده کنید؛ برای دیوارها و حفره‌ها از شعاع گوشه کوچک با پیشروی کاهش یافته استفاده کنید.
- اولین قطعه را با CMM تأیید کنید، سپس هر ۱۰-۲۰ قطعه بسته به نرخ سایش بررسی کنید و به جای آفست هندسه، آفست سایش را تنظیم کنید.
- پارامترهایی را که قطعه پذیرفته شده را تولید کرده‌اند، ثبت کنید. دسته بعدی باید از آن رکورد شروع شود، نه از یک حدس.
- چه زمانی مشکل ماشین است تا فرآیند؟
- اگر پرداخت در سراسر میز به جای سراسر قطعه متغیر باشد، پیش‌بارگذاری ریل راهنما یا تراز بودن ماشین را مشکوک شوید. اگر اندازه با زمان به جای تعداد قطعه تغییر کند، رشد حرارتی را مشکوک شوید. اگر اندازه در یک انتهای سفر اشتباه باشد اما در انتهای دیگر صحیح باشد، جبران خطای گام یا سایش پیچ را مشکوک شوید. اگر سطح علائم منظمی با گام ثابت نشان می‌دهد، تعادل اسپیندل یا نگهدارنده را به جای اینسرت مشکوک شوید.
هر کدام از اینها راه حل متفاوتی دارند و هیچ کدام با کاهش سرعت پیشروی حل نمی‌شوند. اگر نقشه قطعه، درجه مواد، تلرانس، Ra مورد نیاز و پارامترهای فعلی را برای ما ارسال کنید، ما به شما خواهیم گفت که حد کجاست و کدام پیکربندی ماشین در
محدوده VMC
برای آن کاربرد فولادی خاص مناسب است.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
