Powszechny problem zacinania się noża sprężynowego w obróbce
Podczas obróbki nóż często odbija się od narożnika i powoduje nadcięcie. Jeśli stosowane są rozsądne narzędzia i metody obróbki, można zmniejszyć ryzyko odbicia noża.
Pozycja noża i nadcięcie
02
Analiza problemu i środki zaradcze
Jak pokazano na poniższym rysunku, rysunek A przedstawia stan narzędzia podczas obróbki stosunkowo płaskiej pozycji. Gdy maszyna dotrze do zatrzymania awaryjnego w pozycji B i przygotuje się do obróbki wstecznej, narzędzie odkształci się z powodu bezwładności, co spowoduje stosunkowo prostą pozycję w pozycji B. Nóż jest nadcięty.
Relacyjne wyrażenie deformacji narzędzia:
Z powyższego wzoru widać, że istnieją trzy główne czynniki wpływające na deformację narzędzia:
L - Długość narzędzia
D - średnica narzędzia
P - siła działająca na narzędzie
L - Długość narzędzia
Ze wzoru widać, że odkształcenie narzędzia jest związane z trzecią potęgą długości narzędzia. W przypadku narzędzia o tej samej średnicy, gdy długość narzędzia zostanie podwojona, odkształcenie wzrośnie 3-krotnie.
Podczas obróbki skróć długość noża tak bardzo, jak to możliwe, aby zmniejszyć ryzyko odbijania się noża.
D - średnica narzędzia
Ze wzoru widać, że odkształcenie narzędzia jest związane z czwartą potęgą średnicy narzędzia. W przypadku narzędzia o tej samej długości, gdy średnica narzędzia zostanie podwojona, odkształcenie wzrośnie 4-krotnie.
Podczas obróbki, jeśli to możliwe, wybierz narzędzie o dużej średnicy lub użyj mocniejszego narzędzia do obróbki, aby zmniejszyć ryzyko odbijania się noża. (Jak pokazano na prawym rysunku poniżej: A używa gorącego drutu i stożkowego noża do szyjki, B używa narzędzia z mocniejszym uchwytem do obróbki)
P - siła działająca na narzędzie
Ze wzoru widać, że odkształcenie narzędzia jest wprost proporcjonalne do siły, jaką otrzymuje ono podczas obróbki. Zmniejszenie siły działającej na narzędzie może zmniejszyć prawdopodobieństwo sprężynowania noża. W celu zmniejszenia siły działającej na narzędzie podczas obróbki można zastosować następujące metody.
Analiza siły zredukowanej:
Cięcie jest procesem odkształcenia ścinającego, a każdy materiał ma swoją własną wytrzymałość (σ). Aby rozdzielić materiały, siła zewnętrzna musi być większa niż wytrzymałość samego materiału.
σ = F/S
σ : Wytrzymałość materiału
F: siła
S: obszar kontaktu
Z powyższego wzoru wynika, że siła (F) działająca na narzędzie jest proporcjonalna do powierzchni styku (S) z przedmiotem obrabianym. Aby zmniejszyć siłę działającą na narzędzie, konieczne jest zmniejszenie powierzchni styku między narzędziem a przedmiotem obrabianym.
Przykład zredukowanej siły 1:
Użyj funkcji narożnika ścieżki narzędzia lub zwiększ pozycję R, aby zmniejszyć obciążenie narzędzia w narożniku, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo odbijania się narzędzia.
Przykład zredukowanej siły 2:
Podczas obróbki głębszej pozycji można zastosować narzędzie o mniejszym posuwie i drobnym kącie R, aby zmniejszyć siłę działającą na narzędzie podczas obróbki i zmniejszyć ryzyko odbijania się narzędzia.
Poniższy rysunek przedstawia porównanie frezu D5{3}}R6 i frezu D50R0.8 przy obróbce na tej samej głębokości oraz pozycję styku materiału formy. Można zauważyć, że siłę skrawania można zmniejszyć, stosując cienki frez kątowy R do obróbki głębokiego przedmiotu obrabianego niż duży frez kątowy R.
Podsumować:
Kompleksowe wykorzystanie trzech istotnych czynników wpływających na deformację narzędzia (długość narzędzia, średnica narzędzia i siła skrawania) może zmniejszyć prawdopodobieństwo odbijania się narzędzia, wydłużyć czas obróbki oraz uzyskać lepszą dokładność obróbki i chropowatość powierzchni.
