Fresado de piezas de acero utilizando una fresa de extremo
Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, para cumplir con los requisitos especiales de rendimiento de las piezas de la máquina, están surgiendo algunos materiales nuevos con alta resistencia, alta tenacidad y alta resistencia al desgaste. Sin embargo, el corte de estos nuevos materiales también ha planteado nuevos problemas para la investigación de herramientas de corte de metal. Sus características destacadas en el mecanizado son: Alta resistencia, endurecimiento de trabajo severo, mala calidad de la superficie, gran temperatura de corte, alta temperatura de corte, rápido desgaste de la herramienta y dificultad para romper las virutas. Por ejemplo, en el material de alto manganeso, después de la deformación plástica, la estructura de austenita se convierte en una estructura de martensita de grano fino, y la dureza de procesamiento aumenta de 180-220 HBS a 450-500 HBS, y el endurecimiento de trabajo es severo; La profundidad de la capa de enfriamiento puede alcanzar más de 0.3 mm. Además, la conductividad térmica del acero Gao Meng es 0,25 veces mayor que la del acero No. 45, y la resistencia es 8 veces mayor que la del acero No. 45. No solo aumenta la fuerza de corte, sino que también las astillas no se rompen fácilmente. Desde el punto de vista de la producción y el procesamiento, en el uso de fresas indexables. Debido a la selección irrazonable de los parámetros geométricos de la cortadora de fresado, y el control de la eliminación de viruta y la ruptura de viruta no son buenos, a menudo causa aplastamiento frecuente con cuchilla en una fresadora poderosa. Además, cuando la profundidad de la cuchilla es grande, el posicionamiento axial no es confiable, lo que afecta la promoción y la aplicación de la fresadora indexable en materiales difíciles.
1. Selección del ángulo
Análisis del estado de contacto de fresado La elección del ángulo de fresado está directamente relacionada con el estado de contacto de fresado. Un buen estado de contacto de fresado es uno de los principales problemas en la selección del ángulo de corte de corte potente. Como se muestra en la Fig. 1, cuando el cortador de fresado corta la pieza de trabajo, se puede asumir que el punto de contacto entre la cara del rastrillo y la pieza a cortar son cuatro puntos especiales (U, V, S, T). Según el análisis, para evitar que el chip se astille, el punto de contacto de inicio debe seleccionarse en el punto o punto alejado del borde de corte principal, que es el mejor.
Selección de la profundidad de corte del ángulo de la gp frontal y del ángulo de avance de la ff De acuerdo con el análisis anterior. para hacer que el punto de contacto inicial cuando se corta el cortador en la pieza de trabajo sea el punto U o el punto V, la selección del ángulo frontal de la fresadora es crucial. Cuando el ángulo de inclinación de avance gf es más pequeño que el ángulo de corte d1 del cortador, cuanto más largo es el tiempo de corte del cortador, más lento es el proceso de impacto cuando se corta el cortador. De este modo, se reduce el daño del cortador causado por el craqueo térmico del cortador de fresado de carburo cementado; La profundidad de corte negativa gp del ángulo del rap puede mejorar la resistencia al impacto del cortador. El ángulo de inclinación negativo de la alimentación gf no solo mejora la resistencia del filo, sino que también facilita el rizado, la ruptura y la eliminación de las virutas. Por lo tanto, a través del análisis y la comparación experimental, elegimos el ángulo de corte del ángulo de inclinación negativo, es decir, gp = -5 °, gf = -8 °.
Selección de parámetros de punta de herramienta Dado que la profundidad de corte y el ángulo frontal de avance son negativos, la deformación de corte durante el fresado es grande, la fuerza de corte es grande y la temperatura de fresado aumenta. Si bien el corte fuerte requiere una gran profundidad de corte y avance, la formación de virutas anchas y gruesas puede reducir la temperatura de la zona de corte, pero también es importante elegir un ángulo razonable. De acuerdo con los requisitos de procesamiento de corte fuerte, considerando la rigidez del sistema y mejorando las condiciones de disipación de calor. Seleccione la declinación principal kr = 75 ° y, para aumentar la resistencia de la parte de la punta, este diseño adopta una estructura de cuchilla secundaria doble (Fig. 2), es decir, rectificando dos sub-cuchillas de kr1 '= 5 ° (cuchilla longitud 2mm) y kr2 '= 15 °. Además, un arco con un radio de punta re = 1.5 ± 0.1 mm se rectifica en la punta de la herramienta. Este tipo de punta de herramienta no solo mejora la resistencia de la herramienta, sino que también reduce la fricción de la hoja de la parte posterior hacia la superficie mecanizada, reduce la fuerza de corte, reduce la temperatura de corte y mejora la durabilidad de la herramienta.
2. Análisis estructural.
Método de posicionamiento de la cuchilla: El posicionamiento de la cuchilla en la almohadilla no solo cumple con los requisitos de la nueva precisión y confiabilidad de posicionamiento de la cuchilla, sino que también garantiza la exactitud y confiabilidad de posicionamiento una vez que la cuchilla está indexada. Este es un principio importante para la selección del método de posicionamiento de la cuchilla y los requisitos de diseño del componente de posicionamiento. Este diseño adopta el método de "posicionamiento de tres puntos". pero teniendo en cuenta que el potente fresado tiene una fuerza de corte más grande que el fresado general, el punto de posicionamiento en la almohadilla de cuchilla pierde la capacidad de posicionamiento debido a una fuerte deformación por extrusión, lo que afecta la precisión de posicionamiento y la confiabilidad del posicionamiento. Por lo tanto, se adopta una estructura de posicionamiento frontal estrecha y larga en ambos lados de la cuchilla. Con el fin de mejorar la confiabilidad del posicionamiento, la superficie de posicionamiento de la almohadilla tiene requisitos estrictos sobre la precisión dimensional del procesamiento y la precisión de posición. Para controlar la cara final del filo de corte, se puede ajustar la dirección axial de la cuchilla.
Mecanismo de sujeción: El mecanismo de sujeción se sujeta mediante una cuña de presión frontal. Para cumplir con los requisitos de sujeción confiable y operación conveniente, el ángulo de cuña de la cuña se selecciona en 12 °. Si el punto de fuerza de sujeción está en la parte superior de la cuchilla, se formará un espacio entre la cuchilla y la superficie de posicionamiento de la cuchilla, deteriorando así la confiabilidad de posicionamiento de la cuchilla. Para evitar este fenómeno, la cuchilla se combina estrechamente con la superficie de posicionamiento de la cuchilla y se puede superar la influencia de la fuerza de corte principal (Fz) en la precisión de posicionamiento de la cuchilla. La fuerza de sujeción se selecciona a la mitad de la cuchilla y luego 1 mm hacia arriba (Fj que se muestra en la Fig. 3), y la práctica ha demostrado ser efectiva.
Mecanizado de los bolsillos de fresado: El mecanizado de los bolsillos de fresado es uno de los procesos clave en la fabricación de fresas. No solo requiere una alta precisión de mecanizado del corte en sí, sino que también requiere una alta precisión de indexación entre cortes. Si la precisión de nivelación del corte no es alta, el margen será desigual para el ranurado. Con el fin de controlar la cantidad de deformación por tratamiento térmico después de la extinción de la fresa, primero, después del maquinado en bruto del cuerpo de la fresa, se realiza el tratamiento de temple y revenido para preparar la estructura para la extinción. El segundo es usar un método de enfriamiento gradual para evitar efectivamente la deformación y el agrietamiento por tratamiento térmico. Con el fin de mejorar la precisión de la indización de la laminilla, el surco especial para la muela de rectificado se utiliza en el proceso de la muela para asegurar los requisitos de diseño de la precisión de fabricación de la laminilla y la precisión de la indización.
3. Selección de dosis.
De acuerdo con las características de corte de los materiales difíciles de mecanizar, cuando se muele acero con alto contenido de manganeso, acero endurecido, hierro fundido refrigerado y otros materiales, especialmente para el fresado poderoso de piezas de acero, la elección de la dosificación de fresado es generalmente:
La velocidad de fresado es ligeramente inferior para reducir la temperatura de fresado, reducir el desgaste de la herramienta y mejorar la durabilidad de la herramienta; la profundidad de fresado y la velocidad de avance aumentan de manera adecuada para garantizar que la herramienta supere la profundidad de la capa endurecida por trabajo y reduce el desgaste y astillado de la herramienta.
Sin embargo, también es necesario tener en cuenta que la fuerza de molienda aumenta debido a la mayor profundidad de molienda y la velocidad de avance, lo que provoca vibraciones en el proceso de molienda y el problema de que las virutas no se rompen fácilmente.
4. Experimentos de fresado.
Condicion experimental
Máquina herramienta: X5020;
Pieza de trabajo: ZGMn13 180 ~ 200HB
Fresa de corte: d0 = 315 z = 16 YT798 Fresa de extremo de borde secundario doble;
Dosis: Vc = 25 m / min ap fz = 0.2 mm / z.
Resultados experimentales Se molieron continuamente 96 piezas de la pieza de trabajo, y se molieron dos turnos sin desgaste anormal, como astillado, corte con cuchilla y craqueo en caliente. En comparación con otras fresas, la productividad se mejora casi 3 veces y la durabilidad de la herramienta aumenta 1,5 veces.
La poderosa cortadora de extremo de doble cuchilla tiene parámetros y estructura razonables, sujeción y posicionamiento confiables, gran cantidad de fresado, buena rigidez, alta eficiencia de producción y larga vida útil de la herramienta. Es especialmente adecuado para desbaste y semiacabado de materiales difíciles de mecanizar, como acero de alto manganeso, acero endurecido y acero de alta aleación. En la exposición de corte de herramientas organizada por la National Knife Association, la poderosa cortadora de fresado de doble cuchilla fue bien recibida al procesar materiales de acero con alto contenido de manganeso. Se ha utilizado ampliamente en grandes empresas como Second Automobile y Dalian Diesel Engine Factory.
1. Selección del ángulo
Análisis del estado de contacto de fresado La elección del ángulo de fresado está directamente relacionada con el estado de contacto de fresado. Un buen estado de contacto de fresado es uno de los principales problemas en la selección del ángulo de corte de corte potente. Como se muestra en la Fig. 1, cuando el cortador de fresado corta la pieza de trabajo, se puede asumir que el punto de contacto entre la cara del rastrillo y la pieza a cortar son cuatro puntos especiales (U, V, S, T). Según el análisis, para evitar que el chip se astille, el punto de contacto de inicio debe seleccionarse en el punto o punto alejado del borde de corte principal, que es el mejor.
Selección de la profundidad de corte del ángulo de la gp frontal y del ángulo de avance de la ff De acuerdo con el análisis anterior. para hacer que el punto de contacto inicial cuando se corta el cortador en la pieza de trabajo sea el punto U o el punto V, la selección del ángulo frontal de la fresadora es crucial. Cuando el ángulo de inclinación de avance gf es más pequeño que el ángulo de corte d1 del cortador, cuanto más largo es el tiempo de corte del cortador, más lento es el proceso de impacto cuando se corta el cortador. De este modo, se reduce el daño del cortador causado por el craqueo térmico del cortador de fresado de carburo cementado; La profundidad de corte negativa gp del ángulo del rap puede mejorar la resistencia al impacto del cortador. El ángulo de inclinación negativo de la alimentación gf no solo mejora la resistencia del filo, sino que también facilita el rizado, la ruptura y la eliminación de las virutas. Por lo tanto, a través del análisis y la comparación experimental, elegimos el ángulo de corte del ángulo de inclinación negativo, es decir, gp = -5 °, gf = -8 °.
Selección de parámetros de punta de herramienta Dado que la profundidad de corte y el ángulo frontal de avance son negativos, la deformación de corte durante el fresado es grande, la fuerza de corte es grande y la temperatura de fresado aumenta. Si bien el corte fuerte requiere una gran profundidad de corte y avance, la formación de virutas anchas y gruesas puede reducir la temperatura de la zona de corte, pero también es importante elegir un ángulo razonable. De acuerdo con los requisitos de procesamiento de corte fuerte, considerando la rigidez del sistema y mejorando las condiciones de disipación de calor. Seleccione la declinación principal kr = 75 ° y, para aumentar la resistencia de la parte de la punta, este diseño adopta una estructura de cuchilla secundaria doble (Fig. 2), es decir, rectificando dos sub-cuchillas de kr1 '= 5 ° (cuchilla longitud 2mm) y kr2 '= 15 °. Además, un arco con un radio de punta re = 1.5 ± 0.1 mm se rectifica en la punta de la herramienta. Este tipo de punta de herramienta no solo mejora la resistencia de la herramienta, sino que también reduce la fricción de la hoja de la parte posterior hacia la superficie mecanizada, reduce la fuerza de corte, reduce la temperatura de corte y mejora la durabilidad de la herramienta.
2. Análisis estructural.
Método de posicionamiento de la cuchilla: El posicionamiento de la cuchilla en la almohadilla no solo cumple con los requisitos de la nueva precisión y confiabilidad de posicionamiento de la cuchilla, sino que también garantiza la exactitud y confiabilidad de posicionamiento una vez que la cuchilla está indexada. Este es un principio importante para la selección del método de posicionamiento de la cuchilla y los requisitos de diseño del componente de posicionamiento. Este diseño adopta el método de "posicionamiento de tres puntos". pero teniendo en cuenta que el potente fresado tiene una fuerza de corte más grande que el fresado general, el punto de posicionamiento en la almohadilla de cuchilla pierde la capacidad de posicionamiento debido a una fuerte deformación por extrusión, lo que afecta la precisión de posicionamiento y la confiabilidad del posicionamiento. Por lo tanto, se adopta una estructura de posicionamiento frontal estrecha y larga en ambos lados de la cuchilla. Con el fin de mejorar la confiabilidad del posicionamiento, la superficie de posicionamiento de la almohadilla tiene requisitos estrictos sobre la precisión dimensional del procesamiento y la precisión de posición. Para controlar la cara final del filo de corte, se puede ajustar la dirección axial de la cuchilla.
Mecanismo de sujeción: El mecanismo de sujeción se sujeta mediante una cuña de presión frontal. Para cumplir con los requisitos de sujeción confiable y operación conveniente, el ángulo de cuña de la cuña se selecciona en 12 °. Si el punto de fuerza de sujeción está en la parte superior de la cuchilla, se formará un espacio entre la cuchilla y la superficie de posicionamiento de la cuchilla, deteriorando así la confiabilidad de posicionamiento de la cuchilla. Para evitar este fenómeno, la cuchilla se combina estrechamente con la superficie de posicionamiento de la cuchilla y se puede superar la influencia de la fuerza de corte principal (Fz) en la precisión de posicionamiento de la cuchilla. La fuerza de sujeción se selecciona a la mitad de la cuchilla y luego 1 mm hacia arriba (Fj que se muestra en la Fig. 3), y la práctica ha demostrado ser efectiva.
Mecanizado de los bolsillos de fresado: El mecanizado de los bolsillos de fresado es uno de los procesos clave en la fabricación de fresas. No solo requiere una alta precisión de mecanizado del corte en sí, sino que también requiere una alta precisión de indexación entre cortes. Si la precisión de nivelación del corte no es alta, el margen será desigual para el ranurado. Con el fin de controlar la cantidad de deformación por tratamiento térmico después de la extinción de la fresa, primero, después del maquinado en bruto del cuerpo de la fresa, se realiza el tratamiento de temple y revenido para preparar la estructura para la extinción. El segundo es usar un método de enfriamiento gradual para evitar efectivamente la deformación y el agrietamiento por tratamiento térmico. Con el fin de mejorar la precisión de la indización de la laminilla, el surco especial para la muela de rectificado se utiliza en el proceso de la muela para asegurar los requisitos de diseño de la precisión de fabricación de la laminilla y la precisión de la indización.
De acuerdo con las características de corte de los materiales difíciles de mecanizar, cuando se muele acero con alto contenido de manganeso, acero endurecido, hierro fundido refrigerado y otros materiales, especialmente para el fresado poderoso de piezas de acero, la elección de la dosificación de fresado es generalmente:
La velocidad de fresado es ligeramente inferior para reducir la temperatura de fresado, reducir el desgaste de la herramienta y mejorar la durabilidad de la herramienta; la profundidad de fresado y la velocidad de avance aumentan de manera adecuada para garantizar que la herramienta supere la profundidad de la capa endurecida por trabajo y reduce el desgaste y astillado de la herramienta.
Sin embargo, también es necesario tener en cuenta que la fuerza de molienda aumenta debido a la mayor profundidad de molienda y la velocidad de avance, lo que provoca vibraciones en el proceso de molienda y el problema de que las virutas no se rompen fácilmente.
4. Experimentos de fresado.
Condicion experimental
Máquina herramienta: X5020;
Pieza de trabajo: ZGMn13 180 ~ 200HB
Fresa de corte: d0 = 315 z = 16 YT798 Fresa de extremo de borde secundario doble;
Dosis: Vc = 25 m / min ap fz = 0.2 mm / z.
Resultados experimentales Se molieron continuamente 96 piezas de la pieza de trabajo, y se molieron dos turnos sin desgaste anormal, como astillado, corte con cuchilla y craqueo en caliente. En comparación con otras fresas, la productividad se mejora casi 3 veces y la durabilidad de la herramienta aumenta 1,5 veces.
La poderosa cortadora de extremo de doble cuchilla tiene parámetros y estructura razonables, sujeción y posicionamiento confiables, gran cantidad de fresado, buena rigidez, alta eficiencia de producción y larga vida útil de la herramienta. Es especialmente adecuado para desbaste y semiacabado de materiales difíciles de mecanizar, como acero de alto manganeso, acero endurecido y acero de alta aleación. En la exposición de corte de herramientas organizada por la National Knife Association, la poderosa cortadora de fresado de doble cuchilla fue bien recibida al procesar materiales de acero con alto contenido de manganeso. Se ha utilizado ampliamente en grandes empresas como Second Automobile y Dalian Diesel Engine Factory.
