Neravnine nakon obrade su dosadne, ali ne brinite! Evo rješenja. Proces rezanja metala često je praćen stvaranjem neravnina. Prisutnost neravnina ne samo da umanjuje preciznost obrade i kvalitet površine obratka, utječući na performanse proizvoda, već ponekad čak može uzrokovati nesreće. Problem brušenja se obično rješava uklanjanjem ivica. Skidanje ivica je ne-proces; ne samo da povećava troškove proizvoda i produžava proizvodni ciklus proizvoda, već i nepravilno uklanjanje neravnina može dovesti do otpada cijelog proizvoda, uzrokujući ekonomske gubitke.
Ovaj članak prvo sistematski analizira glavne faktore koji utječu na formiranje neravnina u krajnjem glodanju, a zatim istražuje metode i tehnike za smanjenje i kontrolu glodanja iz perspektive konstrukcijskog dizajna do proizvodnje.
I. Glavni oblici neravnina kod krajnjeg glodanja Prema sistemu klasifikacije neravnina reznog pokreta-reznog alata, neravnine koje se stvaraju tokom krajnjeg glodanja uglavnom se dijele na pet oblika: neravnine na obje strane glavne rezne ivice, neravnine koje seku sa bočne ivice u smjeru rezanja, neravnine koje seku od donje ivice u smjeru rezanja i rezne oštrice u smjeru reza (slika 1).
Slika
Slika 1. Neravnine nastale tokom krajnjeg glodanja
Općenito govoreći, neravnine u smjeru rezanja-donje ivice su veće i teže ih je ukloniti od ostalih neravnina. Zbog toga se ovaj rad fokusira na donje{2}}oštrice u smjeru rezanja kao glavni predmet istraživanja.
Na osnovu različitih veličina i oblika neravnina u smjeru rezanja donje-ivice kod krajnjeg glodanja, mogu se podijeliti u tri tipa: neravnine tipa I (veće veličine, koje se teško uklanjaju i skuplje za uklanjanje), tip II (manje veličine, mogu se ostaviti neuklonjene ili se lako ukloniti) i brusi tipa III, tj. negativni neravnini (kao što je prikazano na slici 2).
Slika
Slika 2. Vrste donjih{1}}ivica u smjeru rezanja za vrijeme glodanja
II. Glavni faktori koji utječu na formiranje bursa kod krajnjeg glodanja
Formiranje neravnina je vrlo složen proces deformacije materijala. Mnogi faktori, kao što su svojstva materijala radnog komada, geometrija, površinska obrada, geometrija alata, putanja rezanja alata, trošenje alata, parametri rezanja i upotreba rashladne tečnosti, direktno utiču na formiranje neravnina. Slika 3 prikazuje dijagram toka faktora koji utječu na završne glodalice. Pod specifičnim uslovima glodanja, morfologija i veličina krajnjih -oštrica za glodanje zavise od kombinovanog efekta različitih uticajnih faktora, ali različiti faktori imaju različite efekte na formiranje neravnina.
Slika 3: Dijagram kontrole uzroka{1}}i-posljedica formiranja glodala
1. Ulaz/izlaz alata
Općenito, neravnine koje nastaju kada alat izađe iz obratka su veće od onih koje nastaju kada alat uđe u radni predmet.
2. Izlazni ugao u ravni
Ravan izlazni ugao ima značajan uticaj na formiranje neravnina u pravcu rezanja donje ivice. Izlazni kut u ravnini definira se kao ugao između smjera brzine rezanja (vektorske kombinacije brzine alata i brzine pomaka) u točki okomitoj na os glodala na reznoj ivici kada rezna ivica izlazi iz čeone površine obratka i smjera čeone površine obratka. Smjer krajnje površine obratka je od točke ulaza alata do točke izlaza alata. Kao što je prikazano na slici 5, Ψ je ravan izlazni ugao, sa opsegom od 0 stepeni < Ψ manji ili jednak 180 stepeni.
Eksperimentalni rezultati pokazuju da se visina neravnine mijenja oblikom s dubinom reza, odnosno kako se dubina reza povećava, brus se mijenja iz tipa I u ivičnjak tipa II. Minimalna dubina glodanja potrebna za proizvodnju šiljaka tipa II obično se naziva granična dubina rezanja, označena sa dcr. Slika 6 prikazuje utjecaj planarnog kuta izreza i dubine rezanja na visinu šiljka pri strojnoj obradi aluminijske legure.
Slika 6 Tip šišanja, ravni ugao rezanja i dubina rezanja
Kao što se može vidjeti sa slike 6, što je veći ugao reza u ravnini, to je veća granična dubina reza. Kada je ravninski ugao rezanja veći od 120 stepeni, veličina reza tipa I je veća, a granična dubina rezanja za prelazak na šiške tipa II je takođe veća. Prema tome, manji ravni ugao izrezivanja pogoduje formiranju neravnina tipa II, jer što je manji Ψ, to je relativno veća krutost krajnjeg lica - i manja je vjerovatnoća da će se formirati neravnine.
I veličina i smjer brzine pomaka imaju određeni utjecaj na veličinu i smjer kombinovane brzine v, što zauzvrat utječe na ravni ugao izrezivanja i formiranje neravnina. Stoga, što je veća brzina pomaka i ugao pomaka izlazne ivice, manji je Ψ, što je pogodnije za suzbijanje stvaranja većih neravnina (kao što je prikazano na slici 7). Slika
Slika 7. Utjecaj smjera uvlačenja na formiranje bura
3. Sekvenca povlačenja vrha alata (EOS)
Tokom krajnjeg glodanja, veličina neravnine uvelike zavisi od redosleda povlačenja vrha alata. Kao što je prikazano na slici 8: Tačka A je na sekundarnoj reznoj ivici, tačka C je na primarnoj reznoj ivici, a tačka B je vrh vrha alata. Pretpostavite da je vrh alata oštar, tj. zanemarite radijus vrha alata. Ako se B-C ivica prva povuče od radnog komada, a zatim A-B ivica, strugotina je zglobno pričvršćena na obrađenu površinu. Kako glodanje napreduje, strugotina se istiskuje iz radnog komada, formirajući veći donji rub u smjeru rezanja. Ako se A-B ivica prva povuče od obratka, a zatim B-C ivica, strugotina se zglobno zakači na prijelaznu površinu i iseče iz radnog komada, formirajući manji donji rub u smjeru rezanja.
Eksperimenti pokazuju da:
① Slijed povlačenja vrha alata koji uzastopno povećava veličinu šiljka je ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA.
② Rezultati koje proizvodi EOS su isti, osim što pod istim redoslijedom uvlačenja, duktilni materijali proizvode veće neravnine od lomljivih materijala. Slijed izlaza vrha alata je povezan ne samo sa geometrijom alata već i sa faktorima kao što su brzina pomaka, dubina rezanja, geometrija radnog predmeta i uslovi rezanja. To je kombinacija faktora koji utječu na formiranje neravnina.
Slika
Slika 8: Slijed izlaza vrha alata i formiranje neravnina
4. Utjecaj drugih faktora
① Parametri glodanja, temperatura glodanja i okruženje rezanja također imaju određeni utjecaj na formiranje neravnina. Utjecaj nekih ključnih faktora, kao što su brzina pomaka i dubina rezanja, ogleda se kroz teoriju izlaznog ugla u ravni i EOS teoriju izlazne sekvence vrha alata, što ovdje neće biti elaborirano;
② Što je materijal izratka bolja plastičnost, lakše je formirati neravnine tipa I. Kod krajnjeg glodanja krhkih materijala, velika brzina pomaka ili ravan izlazni ugao promoviše formiranje neravnina tipa III (defekta).
③ Kada je ugao između čeone površine obratka i obrađene ravni veći od pravog ugla, povećana čvrstoća završne površine sprečava stvaranje neravnina.
④ Upotreba tekućine za glodanje produžava vijek trajanja alata, smanjuje habanje alata, podmazuje proces glodanja i na taj način smanjuje veličinu neravnina.
⑤ Habanje alata značajno utječe na formiranje neravnina. Kada se alat istroši do određene mjere, radijus vrha alata se povećava, što dovodi do većih neravnina ne samo u smjeru izvlačenja alata već i u smjeru ulaska alata. Mehanizam zahtijeva dalju istragu.
⑥ Drugi faktori, kao što je materijal alata, takođe utiču na formiranje neravnina. Pod istim uslovima rezanja, dijamantski alati su efikasniji od drugih alata u suzbijanju stvaranja neravnina.
III. Osnovni pristupi kontroli formiranja glodanja završnog glodanja Na formiranje završnog glodanja glodanja utiču različiti faktori, uključujući specifičan proces glodanja, strukturu radnog komada i geometriju alata. Da bi se smanjili kraj-brusi, formiranje neravnina mora biti kontrolirano i minimizirano s više aspekata.
1. Razuman strukturalni dizajn: Na formiranje neravnina u velikoj meri utiče struktura obratka. Različite strukture obratka rezultiraju značajnim razlikama u obliku i veličini neravnina na rubovima nakon obrade. Ako su materijal izratka i obrada površine unaprijed određeni, tada su geometrija i rubovi izratka ključni faktori koji određuju formiranje neravnina.
2. Odgovarajući redoslijed obrade: Redoslijed obrade također utječe na oblik i veličinu krajnjih -oštrica. Različiti oblici i veličine ivičnjaka rezultiraju različitim opterećenjima uklanjanja ivica i povezanim troškovima. Stoga je odabir odgovarajuće sekvence obrade efikasan način za smanjenje troškova uklanjanja ivica.
Slika 9: Metoda kontrole odabira sekvence obrade
Na slici 10a, ako se bušenje izvodi prije glodanja ravnine, na obodu rupe se lako stvaraju veći neravnini; ako se prvo gloda ravan, a zatim buši, na obodu rupe se stvaraju samo manji neravnini na ulazu u bušenje. Slično, na slici 10b, neravnine koje nastaju glodanjem prvo gornje površine, a zatim konkavne konture su manje od onih koje se formiraju prvo obradom konkavne konture, a zatim glodanjem ravni. 3. Izbjegnite povlačenje alata
Izbjegavanje povlačenja alata je efikasan način za sprječavanje stvaranja neravnina, budući da je to glavni faktor u formiranju neravnina u smjeru rezanja. Općenito, neravnine koje nastaju kada glodalo izađe iz radnog komada su veće, dok su one koje nastaju kada uđe manji. Zbog toga treba izbjegavati izlaz glodala što je više moguće tokom obrade. Kao što je prikazano na slici 4, neravnine proizvedene na slici 4b su manje od onih proizvedenih na slici 4a.
4. Odaberite odgovarajuću putanju alata
Kao što pokazuje prethodna analiza, kada je ugao ravni-izreza manji od određene vrijednosti, rezultujuća veličina neravnina je manja. Ugao planarnog rezanja-može se promijeniti promjenom širine glodanja, brzine pomaka (veličina i smjer) i brzine rotacije (veličina i smjer). Stoga se formiranje neravnina tipa I može izbjeći odabirom odgovarajuće putanje alata (vidi sliku 11).
Slika 10: Metoda kontrolirane putanje alata
Slika 10a prikazuje tradicionalnu cik-cak putanju alata. Zasjenjena područja na slici označavaju lokacije na kojima se mogu generirati veće neravnine u smjeru rezanja. Slika 10b koristi poboljšanu putanju alata koja može izbjeći stvaranje neravnina. Iako je putanja alata na slici 11b nešto duža i traje nešto više vremena glodanja od one na slici 10a, eliminira potrebu za dodatnim postupkom uklanjanja ivica. Nasuprot tome, slika 10a zahtijeva značajno vrijeme za skidanje ivica (iako zasjenjena područja, koja predstavljaju formiranje neravnina, nisu brojna, sve ivice koje sadrže neravnine moraju se prijeći tokom stvarnog uklanjanja ivica). Stoga je sveukupno gledano, putanja alata na slici 10b superiornija od one na slici 10a u smislu kontrole neravnina.
5. Odabir odgovarajućih parametara glodanja
Parametri krajnjeg glodanja (kao što je pomak po zubu, širina krajnjeg glodanja, dubina krajnjeg glodanja i geometrija alata) imaju određeni utjecaj na formiranje neravnina.
Na formiranje neravnina za krajnje glodanje utiču različiti faktori, a glavni su: ulaz/izlaz alata, izlazni ugao u ravni, redosled izlaza vrha alata i parametri glodanja. Konačni oblik i veličina neravnine rezultat su kombinovanog dejstva ovih faktora.
U ovom radu analiziraju se glavni faktori koji utječu na stvaranje glodala iz cijelog procesa, uključujući konstrukciju obratka, raspored procesa obrade, parametre glodanja i izbor alata. Predlaže tehnike, procese i metode za suzbijanje ili smanjenje neravnina pri glodanju, kao što je kontrola putanje glodala, odabir odgovarajuće sekvence obrade i poboljšanje konstrukcijskog dizajna. Ove metode daju izvodljiva tehnička rješenja za aktivnu kontrolu veličine šiljaka, poboljšanje kvalitete proizvoda, smanjenje troškova i skraćivanje proizvodnih ciklusa u glodanju.
