Cómo solucionar la deformación de piezas delgadas en el mecanizado CNC?
El torneado y fresado de piezas delgadas (aluminio, aleación de aluminio, titanio puro, cobre, aleación de magnesio) siempre son propensas a deformarse durante el mecanizado. Ovalada o "forma de cintura" con un medio pequeño y extremos grandes, lo que dificulta asegurar la calidad de las piezas. Su diseño de sujeción es a menudo el punto más discutido. Echemos un vistazo a dos ejemplos de diseño de accesorios de paredes delgadas en piezas de torneado y fresado, y cómo resuelven el problema de deformación.
Parte. 1. Diseñar un plan de procesamiento para piezas de manguitos de aluminio de paredes delgadas en una fresadora
La pieza de trabajo con manguito de pared delgada de aluminio se muestra en la figura, y el ancho del chavetero de 6 mm está garantizado por la fresa de chavetero; El plano de simetría de los dos lados de la ranura es de 0,05 mm y el paralelismo es de 0,10 mm con respecto al eje φ45 h6; La profundidad de la ranura es de 8 mm.
Plan de posicionamiento y componentes de posicionamiento
Determine el plan de posicionamiento y seleccione los componentes de posicionamiento:
Plano de sujeción y diseño del dispositivo de sujeción
▲ Mecanismo de sujeción
▲ Guía y dispositivo de liberación automática en el mecanismo de sujeción
Diseño de estructura de luminaria
1. Medios de posicionamiento
El bloque largo en forma de V es el elemento de posicionamiento principal en el accesorio, eliminando 4 incertidumbres de la pieza de trabajo. Puede encontrarse en los estándares nacionales relevantes o en los estándares de la industria.
Manga de soporte:
2. Dispositivo de sujeción de piezas
▲ Rueda excéntrica
▲ Soporte de rueda excéntrica
3. equipos de asistencia
▲ Bloque de piezas de ajuste de herramientas
4. Detalles de sujeción de piezas
5. Dibujo general de fijación de piezas
1. Detalles de sujeción de piezas
2. Pasador cilíndrico
3. Soporte excéntrico
4. Excéntrico
5. Bloque móvil en forma de V
6. Bloque de ajuste de herramientas para piezas
7. Bloque fijo en forma de V
Parte. 2. El plan de procesamiento del orificio interno de las piezas de pared delgada de aleación de aluminio
La pieza de trabajo se procesa mediante tubería de acero sin costura. La rugosidad de la superficie del orificio interior y la pared exterior es Ra1.6μm, que se puede lograr girando, pero la cilindricidad del orificio interior es de 0.03 mm, lo que requiere mayores requisitos para las piezas de paredes delgadas. En la producción en masa, la ruta del proceso es aproximadamente:
Corte de material - tratamiento térmico - giro del extremo - giro del círculo exterior - giro del orificio interior - inspección de calidad.
El proceso de "procesar el orificio interior de la pieza de trabajo" es la clave del control de calidad. Dejamos de lado la carcasa exterior redonda y de paredes finas, es difícil garantizar un cilindro de 0,03 mm cuando se corta el orificio interior.
La tecnología clave para tornear agujeros
La tecnología clave de los orificios de torneado es resolver los problemas de rigidez y eliminación de virutas de la herramienta de torneado de orificios internos. Para aumentar la rigidez de la herramienta de torneado de orificios interiores, tome las siguientes medidas:
1. Intente aumentar el área de la sección transversal del portaherramientas, generalmente la punta de la herramienta de torneado del orificio interior se encuentra por encima del portaherramientas. De esta manera, el área de la sección transversal del portaherramientas es menor, menos de 1/4 del área de la sección transversal del orificio, como se muestra en la figura de la izquierda a continuación. Si la punta de la herramienta de torneado del orificio interior se encuentra en la línea central del portaherramientas, el área de la sección transversal del portaherramientas en el orificio se puede aumentar considerablemente, como se muestra en la figura de la derecha a continuación.
2. La longitud de extensión del portaherramientas puede ser 5-8 mm más larga que la longitud de la pieza de trabajo para aumentar la rigidez del portaherramientas de torneado y reducir la vibración durante el proceso de corte.
Resolver problemas de evacuación de virutas
Controle principalmente la dirección de salida de las virutas de corte. Las herramientas de torneado en desbaste requieren que las virutas fluyan hacia la superficie a mecanizar (eliminación de viruta frontal). Para ello, se utiliza la herramienta de torneado de orificios interiores con un ángulo de inclinación de borde positivo, como se muestra en la figura siguiente.
En torneado fino, se requiere que la dirección del flujo de viruta sea hacia la extracción de viruta hacia adelante (extracción de viruta del núcleo del orificio). Por lo tanto, preste atención a la dirección de afilado del filo de corte al afilar el filo de la cuchilla y utilice el método de eliminación de virutas inclinado hacia el borde delantero. Como se muestra en la siguiente figura, la aleación utilizada para herramientas de torneado fino es YA6, el tipo M actual, y su resistencia a la flexión, resistencia al desgaste, dureza al impacto y resistencia al acero y la temperatura son mejores.
Al afilar, el ángulo de inclinación se redondea con un ángulo en forma de arco de 10-15 °, El ángulo de alivio es de 0,5-0,8 mm de la pared de acuerdo con el arco de mecanizado (la línea inferior de la herramienta está a lo largo del arco), c La dirección del ángulo k del borde de corte es §0,501 a lo largo del borde de la viruta, El limpiaparabrisas del punto B es R1-1.5, Es apropiado rectificar el ángulo posterior auxiliar a 7-8 °, El punto A-A del borde interior de E se muele en un círculo para descargar las virutas.
Método de mecanizado
1. Se debe mecanizar un eje de protección antes de mecanizar. El propósito principal de la protección del eje:
El orificio interior del manguito de pared delgada torneada tiene el tamaño original, y los centros delantero y trasero están fijos para que procese el círculo exterior sin deformación y mantenga la calidad y precisión del círculo exterior. Por lo tanto, el procesamiento de la protección del eje es un eslabón clave en el proceso de procesamiento de la carcasa de pared delgada.
Acero redondo con estructura de carbono de 45 para procesar los espacios en blanco de la protección del eje; Girando la cara del extremo, abriendo dos orificios centrales en forma de B, girando el círculo exterior, dejando un margen de 1 mm. Después del tratamiento térmico, templado y modelado, y luego torneado fino, dejando un margen de 0,2 mm para moler. Vuelva a calentar la superficie del fuego triturada a una dureza de HRC50 y luego muélala con una amoladora cilíndrica como se muestra en la figura siguiente. Después de la exactitud cumple con los requisitos, se completa y lista para su uso.
2. Para completar el procesamiento de la pieza de trabajo de una vez, la pieza en bruto conserva la posición de sujeción y el margen de corte.
3. En primer lugar, la pieza en bruto se trata térmicamente, se templa, se templa y se le da forma, con una dureza de HRC28-30 (dureza dentro del rango de procesamiento).
4. La herramienta de torneado adopta C620 y primero coloque el centro delantero en el cono del eje para fijarlo. Para evitar la deformación de la pieza de trabajo al sujetar manguitos de paredes delgadas, agregue un manguito grueso de bucle abierto, como se muestra en la figura siguiente.
Para mantener la producción en masa, un extremo del círculo exterior de la carcasa de pared delgada se procesa a un tamaño uniforme d, y la regla de t es la posición de sujeción axial. La carcasa de pared delgada se sujeta y se comprime para mejorar la calidad de giro del orificio interior y mantener el tamaño. Teniendo en cuenta que se genera calor de corte, el tamaño de expansión de la pieza de trabajo es difícil de captar. Es necesario verter suficiente fluido de corte para reducir la deformación térmica de la pieza de trabajo.
5. Sujete la pieza de trabajo firmemente con un portabrocas de tres mordazas de centrado automático, gire la cara del extremo y gire el círculo interior. Deje un margen de 0,1-0,2 mm para torneado fino y reemplácelo con una herramienta de torneado fino para procesar el margen de corte hasta que el eje del protector cumpla con los requisitos de ajuste y rugosidad excesivos. Retire la herramienta de torneado del orificio interior, inserte el eje de protección en el centro delantero, use el centro del contrapunto para sujetar de acuerdo con el requisito de longitud, cambie la herramienta de torneado externa y gire el círculo externo. Finalmente, las piezas giratorias de precisión cumplen con los requisitos de dibujo. Después de pasar la inspección, use un cuchillo de corte para cortar de acuerdo con la longitud requerida. Para que el corte sea suave cuando se desconecta la pieza de trabajo, el borde de la cuchilla debe estar inclinado para suavizar la cara del extremo de la pieza de trabajo; La pequeña parte del eje del protector se rectifica para cortar el espacio que queda. El eje de protección es para reducir la deformación de la pieza de trabajo, evitar vibraciones y caídas y golpes al cortar.
El método anterior para procesar revestimientos de paredes delgadas resuelve el problema de la deformación o hace que los errores de tamaño y forma no cumplan con los requisitos. La práctica ha demostrado que la eficiencia de procesamiento es alta, fácil de operar y adecuada para procesar piezas largas de paredes delgadas, el tamaño es fácil de dominar, la segunda terminación y la producción en masa es más práctica.
Parte. 1. Diseñar un plan de procesamiento para piezas de manguitos de aluminio de paredes delgadas en una fresadora
La pieza de trabajo con manguito de pared delgada de aluminio se muestra en la figura, y el ancho del chavetero de 6 mm está garantizado por la fresa de chavetero; El plano de simetría de los dos lados de la ranura es de 0,05 mm y el paralelismo es de 0,10 mm con respecto al eje φ45 h6; La profundidad de la ranura es de 8 mm.
Plan de posicionamiento y componentes de posicionamiento
Determine el plan de posicionamiento y seleccione los componentes de posicionamiento:
Plano de sujeción y diseño del dispositivo de sujeción
Diseño de estructura de luminaria
1. Medios de posicionamiento
El bloque largo en forma de V es el elemento de posicionamiento principal en el accesorio, eliminando 4 incertidumbres de la pieza de trabajo. Puede encontrarse en los estándares nacionales relevantes o en los estándares de la industria.
2. Dispositivo de sujeción de piezas
▲ Rueda excéntrica
3. equipos de asistencia
4. Detalles de sujeción de piezas
5. Dibujo general de fijación de piezas
1. Detalles de sujeción de piezas
2. Pasador cilíndrico
3. Soporte excéntrico
4. Excéntrico
5. Bloque móvil en forma de V
6. Bloque de ajuste de herramientas para piezas
7. Bloque fijo en forma de V
Parte. 2. El plan de procesamiento del orificio interno de las piezas de pared delgada de aleación de aluminio
La pieza de trabajo se procesa mediante tubería de acero sin costura. La rugosidad de la superficie del orificio interior y la pared exterior es Ra1.6μm, que se puede lograr girando, pero la cilindricidad del orificio interior es de 0.03 mm, lo que requiere mayores requisitos para las piezas de paredes delgadas. En la producción en masa, la ruta del proceso es aproximadamente:
Corte de material - tratamiento térmico - giro del extremo - giro del círculo exterior - giro del orificio interior - inspección de calidad.
El proceso de "procesar el orificio interior de la pieza de trabajo" es la clave del control de calidad. Dejamos de lado la carcasa exterior redonda y de paredes finas, es difícil garantizar un cilindro de 0,03 mm cuando se corta el orificio interior.
La tecnología clave para tornear agujeros
La tecnología clave de los orificios de torneado es resolver los problemas de rigidez y eliminación de virutas de la herramienta de torneado de orificios internos. Para aumentar la rigidez de la herramienta de torneado de orificios interiores, tome las siguientes medidas:
1. Intente aumentar el área de la sección transversal del portaherramientas, generalmente la punta de la herramienta de torneado del orificio interior se encuentra por encima del portaherramientas. De esta manera, el área de la sección transversal del portaherramientas es menor, menos de 1/4 del área de la sección transversal del orificio, como se muestra en la figura de la izquierda a continuación. Si la punta de la herramienta de torneado del orificio interior se encuentra en la línea central del portaherramientas, el área de la sección transversal del portaherramientas en el orificio se puede aumentar considerablemente, como se muestra en la figura de la derecha a continuación.
2. La longitud de extensión del portaherramientas puede ser 5-8 mm más larga que la longitud de la pieza de trabajo para aumentar la rigidez del portaherramientas de torneado y reducir la vibración durante el proceso de corte.
Resolver problemas de evacuación de virutas
Controle principalmente la dirección de salida de las virutas de corte. Las herramientas de torneado en desbaste requieren que las virutas fluyan hacia la superficie a mecanizar (eliminación de viruta frontal). Para ello, se utiliza la herramienta de torneado de orificios interiores con un ángulo de inclinación de borde positivo, como se muestra en la figura siguiente.
En torneado fino, se requiere que la dirección del flujo de viruta sea hacia la extracción de viruta hacia adelante (extracción de viruta del núcleo del orificio). Por lo tanto, preste atención a la dirección de afilado del filo de corte al afilar el filo de la cuchilla y utilice el método de eliminación de virutas inclinado hacia el borde delantero. Como se muestra en la siguiente figura, la aleación utilizada para herramientas de torneado fino es YA6, el tipo M actual, y su resistencia a la flexión, resistencia al desgaste, dureza al impacto y resistencia al acero y la temperatura son mejores.
Al afilar, el ángulo de inclinación se redondea con un ángulo en forma de arco de 10-15 °, El ángulo de alivio es de 0,5-0,8 mm de la pared de acuerdo con el arco de mecanizado (la línea inferior de la herramienta está a lo largo del arco), c La dirección del ángulo k del borde de corte es §0,501 a lo largo del borde de la viruta, El limpiaparabrisas del punto B es R1-1.5, Es apropiado rectificar el ángulo posterior auxiliar a 7-8 °, El punto A-A del borde interior de E se muele en un círculo para descargar las virutas.
Método de mecanizado
1. Se debe mecanizar un eje de protección antes de mecanizar. El propósito principal de la protección del eje:
El orificio interior del manguito de pared delgada torneada tiene el tamaño original, y los centros delantero y trasero están fijos para que procese el círculo exterior sin deformación y mantenga la calidad y precisión del círculo exterior. Por lo tanto, el procesamiento de la protección del eje es un eslabón clave en el proceso de procesamiento de la carcasa de pared delgada.
Acero redondo con estructura de carbono de 45 para procesar los espacios en blanco de la protección del eje; Girando la cara del extremo, abriendo dos orificios centrales en forma de B, girando el círculo exterior, dejando un margen de 1 mm. Después del tratamiento térmico, templado y modelado, y luego torneado fino, dejando un margen de 0,2 mm para moler. Vuelva a calentar la superficie del fuego triturada a una dureza de HRC50 y luego muélala con una amoladora cilíndrica como se muestra en la figura siguiente. Después de la exactitud cumple con los requisitos, se completa y lista para su uso.
2. Para completar el procesamiento de la pieza de trabajo de una vez, la pieza en bruto conserva la posición de sujeción y el margen de corte.
3. En primer lugar, la pieza en bruto se trata térmicamente, se templa, se templa y se le da forma, con una dureza de HRC28-30 (dureza dentro del rango de procesamiento).
4. La herramienta de torneado adopta C620 y primero coloque el centro delantero en el cono del eje para fijarlo. Para evitar la deformación de la pieza de trabajo al sujetar manguitos de paredes delgadas, agregue un manguito grueso de bucle abierto, como se muestra en la figura siguiente.
Para mantener la producción en masa, un extremo del círculo exterior de la carcasa de pared delgada se procesa a un tamaño uniforme d, y la regla de t es la posición de sujeción axial. La carcasa de pared delgada se sujeta y se comprime para mejorar la calidad de giro del orificio interior y mantener el tamaño. Teniendo en cuenta que se genera calor de corte, el tamaño de expansión de la pieza de trabajo es difícil de captar. Es necesario verter suficiente fluido de corte para reducir la deformación térmica de la pieza de trabajo.
5. Sujete la pieza de trabajo firmemente con un portabrocas de tres mordazas de centrado automático, gire la cara del extremo y gire el círculo interior. Deje un margen de 0,1-0,2 mm para torneado fino y reemplácelo con una herramienta de torneado fino para procesar el margen de corte hasta que el eje del protector cumpla con los requisitos de ajuste y rugosidad excesivos. Retire la herramienta de torneado del orificio interior, inserte el eje de protección en el centro delantero, use el centro del contrapunto para sujetar de acuerdo con el requisito de longitud, cambie la herramienta de torneado externa y gire el círculo externo. Finalmente, las piezas giratorias de precisión cumplen con los requisitos de dibujo. Después de pasar la inspección, use un cuchillo de corte para cortar de acuerdo con la longitud requerida. Para que el corte sea suave cuando se desconecta la pieza de trabajo, el borde de la cuchilla debe estar inclinado para suavizar la cara del extremo de la pieza de trabajo; La pequeña parte del eje del protector se rectifica para cortar el espacio que queda. El eje de protección es para reducir la deformación de la pieza de trabajo, evitar vibraciones y caídas y golpes al cortar.
El método anterior para procesar revestimientos de paredes delgadas resuelve el problema de la deformación o hace que los errores de tamaño y forma no cumplan con los requisitos. La práctica ha demostrado que la eficiencia de procesamiento es alta, fácil de operar y adecuada para procesar piezas largas de paredes delgadas, el tamaño es fácil de dominar, la segunda terminación y la producción en masa es más práctica.
