Łącząc frez do rowków czołowych z korpusem frezu do wytaczania mostkowego, zaprojektowano i wyprodukowano specjalne narzędzie do rowkowania czołowego, które zastępuje frez czołowy, a rowki na powierzchni czołowej dużych części konstrukcyjnych są obrabiane poprzez wytaczanie zamiast frezowanie na dwustronnym centrum wytaczarsko-frezarskim CNC.
Po optymalizacji procesu czas obróbki rowków na powierzchni czołowej jest znacznie skrócony, co zapewnia wydajną metodę przetwarzania do obróbki rowków na powierzchni czołowej dużych części konstrukcyjnych na centrum obróbczym do wytaczania i frezowania.
01 Wprowadzenie
W dużych elementach konstrukcyjnych maszyn inżynieryjnych (patrz rysunek 1) często spotyka się rowki na powierzchni czołowej w skrzynce. Na przykład rowek na powierzchni czołowej przedstawiony w widoku „Ⅰ powiększonym” w przekroju GG na rysunku 1 ma określone wymiary: średnica wewnętrzna 350 mm, średnica zewnętrzna 365 mm, szerokość rowka 7,5 mm i głębokość rowka 4,6 mm.
Biorąc pod uwagę kluczową rolę rowka czołowego w uszczelnianiu i innych funkcjach mechanicznych, istotne jest osiągnięcie wysokiej dokładności obróbki i pozycjonowania [1]. Dlatego konieczna jest obróbka elementów konstrukcyjnych po spawaniu, aby zapewnić, że rowek na powierzchni czołowej spełnia wymagania dotyczące wielkości przedstawione na rysunku.
Rowek na powierzchni czołowej obracającego się przedmiotu obrabianego jest zwykle obrabiany przy użyciu tokarki z frezem do rowków na powierzchni czołowej. Ta metoda jest skuteczna w większości przypadków.
Jednakże w przypadku dużych części konstrukcyjnych o skomplikowanych kształtach użycie tokarki nie jest możliwe. W takich przypadkach do obróbki rowka czołowego wykorzystuje się centrum wytaczarsko-frezarskie.
Technologia obróbki przedmiotu pokazanego na rysunku 1 została zoptymalizowana i ulepszona poprzez zastosowanie wytaczania zamiast frezowania, co skutkuje znacznie poprawioną wydajnością obróbki rowków na powierzchni czołowej.
02 Optymalizacja technologii obróbki rowków na powierzchni czołowej
Materiał części konstrukcyjnej przedstawionej na rysunku 1 to SCSiMn2H. Zastosowanym sprzętem do obróbki rowków czołowych jest dwustronne centrum wytaczarsko-frezarskie CNC z systemem operacyjnym Siemens 840D sl. Wykorzystywanym narzędziem jest frez palcowy φ6 mm, a stosowaną metodą chłodzenia jest chłodzenie mgłą olejową.
Technika obróbki rowków na powierzchni czołowej: Proces obejmuje zastosowanie zintegrowanego frezu palcowego φ6 mm do frezowania z interpolacją spiralną (patrz rysunek 2). Początkowo wykonuje się frezowanie zgrubne, aby uzyskać głębokość rowka 2 mm, następnie osiąga się głębokość rowka 4 mm, pozostawiając 0,6 mm na dokładne frezowanie rowka. Program frezowania zgrubnego opisano szczegółowo w tabeli 1. Frezowanie dokładne można wykonać poprzez dostosowanie parametrów skrawania i wartości współrzędnych interpolacji spiralnej w programie. Parametry skrawania dla frezowania zgrubnego i dokładnegoPrecyzja frezowania CNCprzedstawiono w tabeli 2.
Rysunek 2 Frezowanie czołowe z interpolacją spiralną w celu wycięcia rowka na powierzchni czołowej
Tabela 2 Parametry skrawania przy frezowaniu rowków czołowych
W oparciu o technologię i procedury obróbki, frez palcowy φ6mm służy do frezowania rowka czołowego o szerokości 7,5mm. Do frezowania zgrubnego potrzeba 6 zwojów interpolacji spiralnej, a do frezowania dokładnego 3 zwoje. Frezowanie zgrubne przy dużej średnicy rowka zajmuje około 19 minut na obrót, natomiast frezowanie dokładne trwa około 14 minut na obrót. Całkowity czas frezowania zgrubnego i dokładnego wynosi około 156 minut. Wydajność frezowania rowków z interpolacją spiralną jest niska, co wskazuje na potrzebę optymalizacji i udoskonalenia procesu.
03 Optymalizacja technologii obróbki rowków czołowych
Proces obróbki rowków na powierzchni czołowej na tokarce polega na obracaniu się przedmiotu obrabianego, podczas gdy frez do rowków na powierzchni czołowej wykonuje posuw osiowy. Po osiągnięciu określonej głębokości rowka podawanie promieniowe poszerza rowek na powierzchni czołowej.
Do obróbki rowków na powierzchni czołowej na wytaczarce i frezarce można zaprojektować specjalne narzędzie, łącząc frez do wpustów na powierzchni czołowej i korpus frezu do wytaczania mostkowego. W tym przypadku przedmiot obrabiany pozostaje nieruchomy, podczas gdy narzędzie specjalne obraca się i wykonuje posuw osiowy, aby zakończyć obróbkę rowka na powierzchni czołowej. Metoda ta nazywana jest obróbką rowków wytaczających.
Rysunek 3 Frez do rowków na powierzchni czołowej
Rysunek 4 Schematyczny diagram zasady obróbki rowka czołowego na tokarce
Precyzja części mechanicznych obrabianych przez ostrza mocowane maszynowo w centrach obróbczych CNC do wytaczania i frezowania może ogólnie osiągnąć poziom IT7 i IT6. Dodatkowo nowe ostrza do rowkowania mają specjalną konstrukcję kąta oparcia i są ostre, co zmniejsza opory skrawania i wibracje. Wióry powstałe podczas przetwarzania mogą szybko odleciećprodukty obrabianepowierzchni, co skutkuje wyższą jakością powierzchni.
Jakość powierzchni rowka wewnętrznego otworu frezarskiego można kontrolować, dostosowując różne parametry skrawania, takie jak prędkość i prędkość posuwu. Precyzja rowka na powierzchni czołowej obrobiona przez centrum obróbcze za pomocą specjalnego frezu do rowków może spełnić wymagania dotyczące precyzji rysowania.
3.1 Projekt specjalnego narzędzia do obróbki rowków czołowych
Konstrukcja na rysunku 5 ilustruje specjalne narzędzie do obróbki rowków czołowych, podobne do narzędzia do wytaczania mostów. Narzędzie składa się z korpusu narzędzia do wytaczania mostkowego, suwaka i niestandardowego uchwytu narzędziowego. Niestandardowy uchwyt narzędziowy składa się z uchwytu narzędziowego, uchwytu narzędziowego i ostrza do rowkowania.
Korpus narzędzia do wytaczania mostkowego i suwak stanowią standardowe akcesoria narzędziowe i należy zaprojektować jedynie niestandardowy uchwyt narzędziowy, jak pokazano na rysunku 6. Wybierz odpowiedni model ostrza do rowkowania, zamontuj ostrze do rowkowania na uchwycie narzędzia do rowków czołowych, przymocuj niestandardowy uchwyt narzędziowy do suwaka i wyreguluj średnicę narzędzia do rowków czołowych, przesuwając suwak.
Rysunek 5 Budowa specjalnego narzędzia do obróbki rowków na powierzchni czołowej
3.2 Obróbka rowka czołowego za pomocą specjalnego narzędzia
Specjalistyczne narzędzie do obróbki rowka na powierzchni czołowej przedstawiono na rysunku 7. Za pomocą przyrządu do ustawiania narzędzia można dopasować narzędzie do odpowiedniej średnicy rowka poprzez przesuwanie suwaka. Zapisz długość narzędzia i wprowadź średnicę i długość narzędzia do odpowiedniej tabeli na panelu maszyny. Po przetestowaniu przedmiotu obrabianego i upewnieniu się, że pomiary są dokładne, należy zastosować proces wytaczania zgodnie z programem obróbki przedstawionym w Tabeli 3 (patrz Rysunek 8).
Program CNC kontroluje głębokość rowka, a zgrubną obróbkę rowka czołowego można wykonać w jednym wytaczaniu. Po obróbce zgrubnej zmierzyć rozmiar rowka i wyfrezować go precyzyjnie, dostosowując parametry skrawania i cykl stały. Parametry skrawania dla wytaczania rowków na powierzchni czołowej są szczegółowo opisane w Tabeli 4. Czas obróbki rowków na powierzchni czołowej wynosi około 2 minuty.
Rysunek 7 Specjalne narzędzie do obróbki rowków na powierzchni czołowej
Tabela 3 Proces wytaczania rowków na powierzchni czołowej
Rysunek 8 Wytaczanie rowków na powierzchni czołowej
Tabela 4 Parametry skrawania przy wytaczaniu rowków czołowych
3.3 Efekt wdrożenia po optymalizacji procesu
Po optymalizacjiProces produkcyjny CNCprowadzono w sposób ciągły weryfikację obróbki wytaczania rowka czołowego 5 detali. Kontrola detali wykazała, że dokładność obróbki rowków na powierzchni czołowej spełniała wymagania projektowe, a wskaźnik pomyślności kontroli wyniósł 100%.
Dane pomiarowe przedstawiono w tabeli 5. Po długim okresie obróbki wsadowej i weryfikacji jakości 20 rowków czołowych skrzynkowych potwierdzono, że dokładność rowków czołowych wykonanych tą metodą spełnia wymagania rysunkowe.
Specjalne narzędzie do obróbki rowków na powierzchni czołowej zastępuje zintegrowany frez palcowy w celu poprawy sztywności narzędzia i znacznego skrócenia czasu skrawania. Po optymalizacji procesu czas wymagany na obróbkę rowków na powierzchni czołowej zostaje skrócony o 98,7% w porównaniu do stanu sprzed optymalizacji, co prowadzi do znacznej poprawy wydajności przetwarzania.
Ostrze do rowkowania tego narzędzia można wymienić, gdy się zużyje. Ma niższy koszt i dłuższą żywotność w porównaniu do zintegrowanego frezu palcowego. Praktyczne doświadczenie pokazało, że metoda obróbki rowków czołowych może być szeroko promowana i stosowana.
04 KONIEC
Narzędzie do wycinania rowków na powierzchni czołowej i korpus frezu do wytaczania mostkowego zostały połączone w celu zaprojektowania i wyprodukowania specjalnego narzędzia do obróbki rowków na powierzchni czołowej. Rowki czołowe dużych części konstrukcyjnych są obrabiane poprzez wytaczanie na centrum obróbczym CNC do wytaczania i frezowania.
Metoda ta jest innowacyjna i ekonomiczna, charakteryzuje się regulowaną średnicą narzędzia, dużą wszechstronnością w obróbce rowków czołowych i doskonałą wydajnością obróbki. Dzięki szeroko zakrojonej praktyce produkcyjnej ta technologia obróbki rowków na powierzchni czołowej okazała się cenna i może służyć jako punkt odniesienia dla obróbki rowków na powierzchni czołowej podobnych części konstrukcyjnych na centrach obróbczych do wytaczania i frezowania.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej lub zadać pytanie, skontaktuj się z namiinfo@anebon.com
Anebon jest dumny z osiągnięcia wysokiego zadowolenia klientów i powszechnej akceptacji dzięki naszemu zaangażowaniu w dostarczanie wysokiej jakości produktów i usług w ramach certyfikatu CE Dostosowane, wysokiej jakości komponenty komputeroweCzęści toczone CNCFrezowanie metalu. Anebon stale dąży do sytuacji, w której wygrywają obie strony z naszymi klientami. Serdecznie zapraszamy klientów z całego świata do odwiedzenia nas i nawiązania długotrwałych relacji.
Czas publikacji: 25 września 2024 r