El proceso de corte de metales suele ir acompañado de la generación de rebabas. La existencia de rebabas no solo reduce la precisión del procesamiento y la calidad de la superficie de la pieza de trabajo, sino que también afecta el rendimiento del producto y, en ocasiones, incluso provoca accidentes. El desbarbado es un proceso no productivo, que no solo aumenta el costo del producto y prolonga el ciclo de producción del producto, sino que también conduce al desecho de todo el producto debido a un desbarbado inadecuado, lo que genera pérdidas económicas.
Dado que el desbarbado es tan laborioso, es mejor encontrar una forma de controlarlo desde la fuente. Hoy aprenderemos cómo reducir la generación de rebabas en el fresado frontal.
Principales formas de rebabas en el fresado de extremos
De acuerdo con el sistema de clasificación de rebabas de filo de movimiento de corte, las rebabas generadas en el proceso de fresado final incluyen principalmente rebabas en ambos lados del filo principal, rebabas en la dirección de corte del corte lateral, rebabas en la dirección de corte del corte inferior, y entrada y entrada. Hay cinco formas de fresas direccionales (consulte la Figura 1).
En términos generales, en comparación con otras rebabas, la rebaba de dirección de corte cortada desde el borde inferior tiene las características de gran tamaño y difícil extracción. Por esta razón, este trabajo toma la dirección de corte de la rebaba cortada del borde inferior como objeto principal de investigación para llevar a cabo la investigación. De acuerdo con el tamaño y la forma de las rebabas en la dirección de corte del borde inferior en el fresado frontal, se pueden dividir en los tres tipos siguientes: Rebabas Tipo I (tamaño más grande, difícil de quitar y mayor costo de remoción), Tipo II rebabas (tamaño más pequeño Pequeño, no se puede quitar o quitar fácilmente) y las rebabas Tipo III son rebabas negativas (como se muestra en la Figura 2).
Figura 2 Tipos de rebabas en la dirección de corte cortadas del borde inferior durante el fresado
Los principales factores que afectan la formación de rebabas de fresado final
La formación de rebabas es un proceso de deformación del material muy complejo. Varios factores, como las propiedades del material de la pieza de trabajo, la geometría, el tratamiento de la superficie, la geometría de la herramienta, la trayectoria de corte de la herramienta, el desgaste de la herramienta, los parámetros de corte y el uso de refrigerante, afectan directamente la formación de rebabas. La Figura 3 es un diagrama de bloques de los factores que afectan las rebabas de fresado final. Bajo condiciones de fresado específicas, la forma y el tamaño de las rebabas de fresado final dependen de los efectos combinados de varios factores influyentes, pero diferentes factores tienen efectos diferentes en la formación de rebabas.
01 Entrada/salida de herramienta
En general, la rebaba generada cuando la herramienta se desenrosca fuera de la pieza de trabajo es mayor que la rebaba generada cuando la herramienta se enrosca en la pieza de trabajo. Como se muestra en la Figura 4, la Figura 4a muestra la superficie terminal de la herramienta desenroscándose de la pieza de trabajo, que es propensa a producir rebabas Tipo I de mayor tamaño, mientras que en la Figura 4b, la herramienta se atornilla en la pieza de trabajo y las rebabas generadas suelen ser fresas de tipo II. Agregue WeChat: Yuki7557 para enviar un tutorial CNC 10G
Fig.4 Efecto del método de fresado en la formación de rebabas
02 Ángulo de recorte del plano
El ángulo de corte plano tiene una gran influencia en la formación de rebabas en la dirección de corte del corte del borde inferior. El ángulo de corte del plano se define como la dirección de la velocidad de corte (síntesis vectorial de la velocidad de la herramienta y la velocidad de avance) y el ángulo entre las orientaciones de las caras de los extremos de la pieza de trabajo. La dirección de la cara del extremo de la pieza de trabajo es desde el punto de enroscado de la herramienta hasta el punto de desenroscado de la herramienta. Como se muestra en la Figura 5, Ψ es el ángulo de corte del plano y su rango es de 0 grados<>
Figura 5 Ángulo de corte del plano
Los resultados de la prueba muestran que la altura de la rebaba cambia con la profundidad de corte, es decir, la rebaba cambia de tipo I a tipo II con el aumento de la profundidad de corte. La profundidad mínima de fresado que produce rebabas de tipo II suele denominarse profundidad de corte límite, expresada en dcr. La figura 6 muestra el efecto del ángulo de ataque plano y la profundidad de corte en la altura de la rebaba al mecanizar una aleación de aluminio.
Fig.6 Forma de rebaba y ángulo de corte plano y profundidad de corte
Puede verse en la figura 6 que cuanto mayor sea el ángulo de corte del plano, mayor será la profundidad límite de corte; cuando el ángulo de corte del plano es superior a 120 grados, el tamaño de la rebaba tipo I es mayor y la profundidad de corte límite para la transición a la rebaba tipo II también es grande. Por lo tanto, un ángulo de corte de plano pequeño conduce a la generación de rebabas de tipo II, porque cuanto menor es el Ψ, la rigidez de soporte de la superficie terminal mejora relativamente y es menos probable que se formen rebabas.
En la Figura 5 se puede ver que el tamaño y la dirección de la velocidad de avance tendrán un cierto impacto en el tamaño y la dirección de la velocidad compuesta v, y luego tendrán un impacto en el ángulo de corte del plano y la formación de rebabas. Por lo tanto, cuanto mayor sea la velocidad de alimentación y el ángulo de compensación del borde de salida, menor será el Ψ, más propicio para suprimir la formación de rebabas más grandes (como se muestra en la Figura 7).
Fig.7 Efecto de la dirección de avance en la formación de rebabas
03 Secuencia de salida de la punta de la herramienta EOS
Durante el fresado final, el tamaño de la rebaba está determinado en gran medida por la secuencia de salida de las puntas de las herramientas. Como se muestra en la Figura 8: el punto A es el punto del borde de corte menor, el punto C es el punto del borde de corte principal y el punto B es el vértice de la punta de la herramienta. Se supone que la punta de la herramienta es afilada, es decir, no se considera el radio del arco de la punta de la herramienta. Si el borde BC sale de la pieza de trabajo primero y el borde AB sale de la pieza de trabajo más tarde, las virutas quedan articuladas en la superficie mecanizada y, a medida que avanza el fresado, las virutas se expulsan de la pieza de trabajo, formando un borde inferior más grande y cortando. la dirección de corte rebaba. Si el borde AB sale primero de la pieza de trabajo y el borde BC sale de la pieza de trabajo más tarde, la viruta gira sobre la superficie de transición y se corta de la pieza de trabajo, formando un borde inferior de menor tamaño que corta la rebaba de la dirección de corte.
La prueba muestra que: ①La secuencia de salida de la punta de la herramienta que aumenta el tamaño de la rebaba es: ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Los resultados producidos por EOS son los mismos, pero bajo la misma secuencia de salida, el tamaño de rebaba producido por materiales plásticos es mayor que el producido por materiales quebradizos.
La secuencia de salida de la punta de la herramienta no solo está relacionada con la forma geométrica de la herramienta, sino también con factores como la velocidad de avance, la profundidad de fresado, el tamaño geométrico de la pieza de trabajo y las condiciones de corte. Es una combinación de varios factores que influyen en la formación de rebabas.
Figura 8 La secuencia de salida de la punta de la herramienta y la formación de rebabas
04 Otros factores
① Los parámetros de fresado, la temperatura de fresado, el entorno de corte, etc. también tendrán un cierto impacto en la formación de rebabas. El impacto de algunos factores principales, como la velocidad de avance, la profundidad de fresado, etc., se refleja en la teoría del ángulo de corte plano y la teoría EOS de la secuencia de salida de la punta de la herramienta. No entraré en detalles aquí.
②Cuanto mejor sea la plasticidad del material de la pieza de trabajo, más fácil será formar rebabas tipo I. En el proceso de fresado final de materiales quebradizos, si la velocidad de avance o el ángulo de corte plano es grande, es propicio para la formación de rebabas tipo III (deficiencias).
③Cuando el ángulo entre la superficie terminal de la pieza de trabajo y el plano procesado es mayor que un ángulo recto, la formación de rebabas se puede suprimir debido a la mayor rigidez de soporte de la superficie terminal.
④El uso de fluido de fresado es propicio para prolongar la vida útil de la herramienta, reducir el desgaste de la herramienta, lubricar el proceso de fresado y reducir el tamaño de las rebabas.
⑤ El desgaste de la herramienta tiene una gran influencia en la formación de rebabas. Cuando la herramienta se desgasta hasta cierto punto, el arco de la punta de la herramienta aumenta, no solo aumenta el tamaño de las rebabas en la dirección de salida de la herramienta, sino también el tamaño de las rebabas en la dirección de corte de la herramienta. El mecanismo necesita ser estudiado más a fondo.
⑥Otros factores como los materiales de la herramienta también tienen cierta influencia en la formación de rebabas. Bajo las mismas condiciones de corte, las herramientas de diamante son más propicias para suprimir la formación de rebabas que otras herramientas.
Maneras básicas de controlar la formación de rebabas en el fresado final
La formación de rebabas de fresado final se ve afectada por muchos factores, no solo está relacionada con el proceso de fresado específico, sino también con la estructura de la pieza de trabajo, la geometría de la herramienta y otros factores. Para reducir las rebabas del fresado final, la generación de rebabas debe controlarse y reducirse desde muchos aspectos.
01 Diseño estructural razonable
La formación de rebabas se ve afectada en gran medida por la estructura de la pieza de trabajo. La estructura de la pieza de trabajo es diferente, y la forma y el tamaño de las rebabas en los bordes después del procesamiento también son muy diferentes. Si el material de la pieza de trabajo y el tratamiento de la superficie están predeterminados, la geometría y el borde de la pieza de trabajo son un factor importante para determinar la formación de rebabas. La figura 9 muestra que se agrega biselado a la superficie final de la pieza de trabajo para reducir las rebabas.
Figura 9 Agregar método de biselado de borde de salida
02 Secuencia de procesamiento adecuada
La secuencia de procesamiento también tiene cierta influencia en la forma y el tamaño de las rebabas de fresado final. Dependiendo de la forma y el tamaño de las rebabas, la carga de trabajo y los costos relacionados con el desbarbado también son diferentes. Por lo tanto, seleccionar una secuencia de procesamiento adecuada es una forma efectiva de reducir el costo del desbarbado. La Figura 10 muestra el uso de la secuencia de procesamiento adecuada para controlar la generación de rebabas más grandes.
Figura 10 Seleccione el método de control de secuencia de procesamiento
En la figura 10a, si primero se taladra el orificio y luego se fresa el plano, se generan fácilmente grandes rebabas de corte y fresado en la circunferencia del orificio; si primero se fresa el plano y luego se taladra el agujero, solo hay pequeñas rebabas de taladrado en la circunferencia del agujero. De manera similar, en la Figura 10b, el tamaño de la rebaba formada al fresar primero la superficie superior y luego fresar el contorno cóncavo es más pequeño que el formado al maquinar primero el contorno cóncavo y luego fresar el plano.
03 Evitar la retirada de herramientas
Evitar la extracción de la herramienta es una forma eficaz de evitar la formación de rebabas, ya que la extracción de la herramienta es el factor principal para la formación de rebabas en la dirección de corte. Por lo general, la fresa produce rebabas más grandes cuando se desenrosca de la pieza de trabajo y rebabas más pequeñas cuando se enrosca en la pieza de trabajo. Por lo tanto, se debe evitar que la fresa gire tanto como sea posible durante el procesamiento. Al igual que en la Figura 4, el fallo producido con la Figura 4b es más pequeño que el producido en la Figura 4a.
04 Seleccione una ruta de corte adecuada
Del análisis anterior, se puede ver que cuando el ángulo de corte del plano es menor que cierto valor, el tamaño de la rebaba generada es menor. El ángulo de corte del plano se puede cambiar cambiando el ancho de fresado, la velocidad de avance (magnitud y dirección) y la velocidad de rotación (magnitud y dirección). Por lo tanto, la generación de rebabas Tipo I se puede evitar seleccionando una trayectoria de herramienta adecuada (consulte la Figura 11).
Figura 11 Control del método de trayectoria de la herramienta
La figura 11a muestra la trayectoria tradicional de la herramienta en zigzag, y la parte sombreada de la figura indica la parte donde se pueden generar grandes rebabas en la dirección de corte. La figura 11b utiliza una trayectoria de herramienta mejorada, que puede evitar la generación de rebabas de corte. Aunque la trayectoria de la herramienta en la Fig. 11b es un poco más larga que la de la Fig. 11a y requiere un poco más de tiempo de fresado, dado que no se requiere un proceso de desbarbado adicional, usar la Fig. 11a requiere mucho tiempo de desbarbado (aunque la parte sombreada en la figura Es decir, no hay muchos lugares donde se generan las rebabas, pero todos los bordes donde se encuentran las rebabas deben atravesarse en el desbarbado real), por lo que, en general, la ruta de corte que se muestra en la Figura 11b es mejor que la ruta que se muestra en la Figura 11a en términos de control de rebabas.
05 Seleccione los parámetros de fresado apropiados
Los parámetros de fresado final (como el avance por diente, el ancho del fresado final, la profundidad del fresado final y el ángulo geométrico de la herramienta, etc.) tienen cierta influencia en la formación de rebabas. La Tabla 1 enumera varios principios para seleccionar parámetros de fresado final para reducir el tamaño de la rebaba.
Tabla 1 Tipos de rebabas y métodos de tratamiento
5 métodos especiales de desbarbado
01 Desbarbado electrolítico
El llamado desbarbado electrolítico es un método de desbarbado químico, que puede eliminar las rebabas después del mecanizado, rectificado y estampado, y redondear o achaflanar los bordes afilados de las piezas metálicas.
Un método de mecanizado electrolítico que utiliza la electrólisis para eliminar las rebabas de las piezas metálicas, abreviado como ECD en inglés. Fije el cátodo de la herramienta (generalmente latón) cerca de la parte de la fresa de la pieza de trabajo, con un cierto espacio (generalmente 0.3-1mm) entre los dos. La parte conductora del cátodo de la herramienta está alineada con el borde de la rebaba y la otra superficie está cubierta con una capa aislante, de modo que la electrólisis se concentra en la parte de la rebaba. Agregue WeChat: Yuki7557 para enviar un tutorial CNC 10G
Durante el procesamiento, el cátodo de la herramienta se conecta al polo negativo de la fuente de alimentación de CC y la pieza de trabajo se conecta al polo positivo de la fuente de alimentación de CC. Un electrolito de baja presión (generalmente solución acuosa de nitrato de sodio o clorato de sodio) con una presión de 0.1 a 0.3 MPa fluye entre la pieza de trabajo y el cátodo. Cuando se enciende la fuente de alimentación de CC, la disolución anódica eliminará las rebabas y las eliminará el electrolito.
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El electrolito es corrosivo hasta cierto punto, y la pieza de trabajo debe limpiarse y protegerse del óxido después del desbarbado. El desbarbado electrolítico es adecuado para eliminar rebabas en partes ocultas de agujeros que se cruzan o partes con formas complejas. La eficiencia de producción es alta y el tiempo de desbarbado generalmente solo toma de unos segundos a decenas de segundos.
Este método se utiliza a menudo para desbarbar engranajes, estrías, bielas, cuerpos de válvulas y orificios de paso de aceite del cigüeñal, así como para redondear esquinas afiladas. La desventaja es que la vecindad de la rebaba de la pieza también está sujeta a electrólisis, la superficie perderá su brillo original e incluso afectará la precisión dimensional.
02 Desbarbado con flujo abrasivo
Abrasive Flow Machining (AFM) es un nuevo proceso de acabado y desbarbado desarrollado a fines de la década de 1970 en el extranjero. Este proceso es especialmente adecuado para rebabas que acaban de entrar en la etapa de acabado, pero para agujeros pequeños y largos y moldes de metal con fondos irrazonables, etc., no son adecuados para el procesamiento.
03 Rectificado y desbarbado magnético
Durante el rectificado magnético, la pieza de trabajo se coloca en el campo magnético formado por los dos polos magnéticos y los abrasivos magnéticos se colocan en el espacio entre la pieza de trabajo y los polos magnéticos. Bajo la acción de la fuerza magnética, los abrasivos se organizan ordenadamente a lo largo de la dirección de la línea de fuerza magnética para formar una rectificadora magnética blanda y rígida. Cepillo, cuando la pieza de trabajo gira y vibra axialmente en el campo magnético, la pieza de trabajo y el abrasivo se moverán entre sí, y el cepillo abrasivo pulirá la superficie de la pieza de trabajo; El método de rectificado magnético puede rectificar y desbarbar la pieza de manera eficiente y rápida, lo cual es adecuado para Piezas de varios materiales, varios tamaños y diversas estructuras son un método de acabado con baja inversión, alta eficiencia, amplia aplicación y buena calidad.
En la actualidad, los países extranjeros han podido rectificar y desbarbar las superficies internas y externas del cuerpo giratorio, las partes planas, los dientes de los engranajes, los perfiles complejos, etc., eliminar las incrustaciones de óxido en los cables y limpiar las placas de circuito impreso.
04 Desbarbado térmico
El desbarbado térmico (TED) consiste en quemar las rebabas utilizando la alta temperatura generada después de la deflagración de la mezcla de gas hidrógeno y oxígeno u oxígeno y gas natural. Consiste en pasar oxígeno y oxígeno o gas natural y oxígeno a un recipiente cerrado, y encenderlo a través de una bujía, para que la mezcla se deflagre en un instante y libere una gran cantidad de energía térmica para eliminar las rebabas. Sin embargo, después de detonar y quemar la pieza de trabajo, su polvo oxidado se adherirá a la superficie de la pieza de trabajo, que debe limpiarse o decaparse.
05 Desbarbado ultrasónico potente Mirai
La potente tecnología de desbarbado ultrasónico de Mirai es un método de desbarbado que se ha vuelto popular en los últimos años. La eficiencia de limpieza es de 10 a 20 veces mayor que la de las máquinas de limpieza ultrasónica ordinarias. Los orificios están distribuidos uniformemente en el tanque de agua, por lo que no es necesario usar la limpieza ultrasónica. La dosificación se puede completar dentro de 5 a 15 minutos al mismo tiempo.
