Resolva a deformação de peças em fresamento de alta velocidade

O sistema de fresamento de alta velocidade é um sistema dinâmico complexo, que é propenso a vibração ao usinar peças finas. Flutter é uma vibração relativa muito forte entre a ferramenta e a peça durante o processo de fresamento.. Este tipo de vibração destruirá a posição relativa correta da ferramenta e da peça de trabalho, e reduzir a qualidade do processamento de superfície e a eficiência de fresagem. Por muito tempo, A vibração de corte tem sido um importante tópico de pesquisa na indústria de fabricação de máquinas e processamento de fresamento. A pesquisa sobre corte de conversa envolve uma ampla gama de conteúdos. Nesse artigo, uma certa pesquisa sobre o modelo flutter, incluindo o modelo matemático não linear e condições de estabilidade; Nesta base, O software MATLAB/SIMULINK é utilizado para realizar um determinado estudo de simulação de geração e controle de vibração, incluindo a estratégia de ajuste dos parâmetros de fresagem (velocidade do fuso, alimentar, ângulo da ferramenta, etc.).

Há movimento relativo entre a ferramenta e a peça, e o excesso de material da peça é removido pela ação da aresta de corte e da face da faca.

Tolerância na peça fresada

Figura 1, a tolerância do cinzel fresado na peça de trabalho
Como mostrado na figura 1, a aresta de fresagem desempenha o papel de “cortar” e “fresar”, e a face do cortador desempenha o papel de “empurrar”.
“Corte”-a peça de trabalho não tem componente de movimento em relação à aresta de corte.
“fresagem”-a peça de trabalho tem um componente de movimento em relação à aresta de corte.
“espremer”-principalmente o aperto da face do ancinho, mas também uma certa pressão na face do flanco.
A margem de remoção da peça é o resultado do efeito combinado dos três acima. Devido à alta resistência do material a ser cortado, a faca tem um ângulo de cunha grande e não pode ser muito fina. O “empurrar” função consome uma grande parcela de energia;
E “corte” e “fresagem” desempenham um papel importante na separação do material cortado e na formação da superfície usinada.

Quatro zonas de deformação durante o fresamento

Figura 2. Quatro zonas de deformação da peça

Como mostrado na figura 2, 1 é a zona de deformação básica da peça;
2 é a zona de deformação por atrito da face de saída;
3 é a zona de deformação por atrito da superfície do flanco;
4 é a zona de deformação frontal. Zona 1 e Zona 2 consumir a maior parte da energia, enquanto Zona 3 e Zona 4 desempenham um papel importante na formação da superfície processada.

Se a aresta de corte for muito afiada, zona 4 é muito pequeno;
Se o ângulo de folga da ferramenta for grande, zona 3 também é pequeno.
Zona 1 é a principal zona de deformação. Se a velocidade de corte for alta, zona 1 torna-se muito estreito e quase se torna uma superfície (uma linha como mostrado na figura 4), que é chamada de superfície de cisalhamento. O ângulo entre a direção da superfície de cisalhamento e o aspecto da velocidade de corte é o ângulo de inclinação Φ.

Superfície de cisalhamento e coeficiente de deformação durante o fresamento

Figura 3. Superfície de cisalhamento e coeficiente de deformação
O valor aproximado do ângulo de cisalhamento 　　 φ pode ser calculado pela seguinte fórmula:
M. E. Fórmula mercantil
Φ=π/4-β/2+γo/2
Lee e Shaffer (Lee e Shaffer) fórmula
Φ=π/4-β+γo
Na fórmula, β é o ângulo de atrito entre a face de saída e o cavaco, e γo é o ângulo de inclinação.

Quando a velocidade de fresagem é aumentada muito, o material a ser cortado não terá tempo para se deformar totalmente, o ângulo de cisalhamento Φ aumenta, a quantidade de deformação diminui, e a força de fresagem também diminui. Depois que a velocidade de fresagem for aumentada, o coeficiente de atrito entre as faces frontal e lateral e o cavaco e a peça é reduzido, o que também contribui para a redução da força de fresagem.
Existe uma maneira simples de medir a deformação do material, aquilo é, para calcular o “coeficiente de deformação” através da medição. Foi chamado “fator de encolhimento” no passado, e os dois são a mesma coisa.
Como mostrado na figura 3, o comprimento original da camada fresada é lc, e o comprimento após a formação dos cavacos é lch, então o coeficiente de deformação Λh=lc/ lch
No processo de moagem, o material da camada cortada se transforma em lascas, que sofre deslizamento por cisalhamento. De acordo com os princípios da mecânica dos materiais, é mais científico medir o grau de deformação de um material pela quantidade de deformação por cisalhamento. Existe uma certa relação entre a deformação de cisalhamento ε e o coeficiente de deformação. Depois do cálculo,
E=ΔS/Δy=cosγ0/[pecadoφ?porque(f-c0)]
=ctgφ+tg(f-c0)
=(Λh2-2Λh?senγ0+1)/(Λh?cosγ0)
Na fórmula, γo é o ângulo de saída da ferramenta.

Λh e ε aumentam, isso significa que a deformação do material é grande;
vice-versa.
Obviamente, durante fresamento de alta velocidade, tanto Λh quanto ε diminuem, e a força de fresagem diminui.
Realize testes de coeficiente de deformação de fresamento em alta velocidade de 45 aço e liga de alumínio 5A02. Suponha: a ferramenta é uma fresa de topo de metal duro com φ20mm, Corte ap=0,5~1mm, A quantidade de avanço é fz=0,05~0,15mm/z, Velocidade de corte v=251~1256m/min. Os resultados do teste são mostrados na Figura 5 e Figura 6.

Coeficiente de deformação de 45 aço durante fresamento de alta velocidade

Figura 4 Coeficiente de deformação de corte em alta velocidade 45 aço

Coeficiente de deformação da liga de alumínio 5A02 durante fresamento em alta velocidade

Figura 5 Coeficiente de deformação da liga de alumínio de corte em alta velocidade 5A02
Pode-se ver na figura que quando a velocidade de corte aumenta, o coeficiente de deformação diminui significativamente.