Как справиться со стружкой при обработке профиля?

Идеальный профильный рез уже выполняется, и тут вы видите его. Запутанное "птичье гнездо" из металла обвивается вокруг вашего инструмента. Этот беспорядок может испортить деталь, сломать дорогостоящую оснастку и остановить производство.

Чтобы справиться с заворачиванием стружки, используйте инструменты с агрессивными стружколомами, увеличьте скорость подачи, чтобы создать более толстую и хрупкую стружку, и подавайте охлаждающую жидкость под высоким давлением непосредственно на режущую кромку. Такие методы программирования, как циклы "пек" или переменная скорость подачи, также могут механически разрушить длинную стружку.

Эта проблема кажется случайной, но это не так. Это прямой результат взаимодействия инструментов, параметров и материала. Я провел бесчисленное количество часов, устраняя именно эту проблему в своем цеху. Понимание почему Это первый и самый важный шаг к тому, чтобы больше никогда не останавливать работу машины. Давайте разберем причины и способы их устранения.

Почему при обработке профилей образуется стружка?

Стружка появляется в самые неподходящие моменты, превращая хорошую деталь в лом. Она может быть непредсказуемой и разочаровывающей, поэтому ее трудно диагностировать и устранять на ходу.

Обертывание стружки происходит, когда стружка слишком длинная и жилистая, чтобы нормально выходить из зоны резания. Это вызвано комбинацией факторов: неправильной геометрией инструмента, неверными параметрами резания, недостаточным количеством СОЖ и свойствами самого материала.

По моему опыту, обмотка сколов никогда не бывает вызвана чем-то одним. Обычно это идеальный шторм из нескольких мелких проблем. Мы можем сгруппировать их в несколько ключевых областей, которые вы можете непосредственно контролировать. Как только вы узнаете, на что обратить внимание, проблему будет гораздо проще решить. Цель состоит в том, чтобы стружка плотно скручивалась, разбивалась на мелкие, управляемые кусочки и смывалась с инструмента и заготовки. Если этот процесс не удается, получается птичье гнездо.

Главные виновники обдирания стружки

• Непродуманный дизайн инструментов¹: Форма инструмента имеет решающее значение. Если геометрия инструмента, например угол наклона или режущая кромка, не рассчитана на ваш материал, он не сможет сформировать правильную стружку. Самое главное, инструмент без эффективного стружколомателя не сможет достаточно плотно скрутить стружку, чтобы заставить ее сломаться.
• Неправильные параметры резки²: Скорость и подача напрямую контролируют толщину и форму стружки. Слишком низкая скорость подачи или слишком малая глубина резания приведут к образованию тонкой, слабой, похожей на ленту стружки. Такая длинная, нитевидная стружка не обладает достаточной массой, чтобы сломаться самостоятельно.
• Недостаточное количество охлаждающей жидкости: СОЖ делает две вещи: охлаждает рез и отбрасывает стружку. Если давление СОЖ слишком низкое или сопло направлено неправильно, она не может обеспечить силу, необходимую для выталкивания стружки с пути. Это позволяет им накапливаться и в конечном итоге наматываться на инструмент.

Каковы основные причины образования стружки в алюминии и других ковких материалах?

Если начать работу с таким мягким материалом, как алюминий, то сразу же появятся длинные, нитевидные стружки. С ними просто кошмарно справляться, они наматываются на все вокруг и создают угрозу безопасности.

Стружка образуется в вязких материалах, потому что эти металлы деформируются и рвутся, а не срезаются начисто. Эта естественная тенденция усугубляется низкой скоростью подачи, неправильной геометрией инструмента (например, малым углом наклона) и неиспользованием подходящей смазочно-охлаждающей жидкости для снижения трения.

Вязкие материалы³ ведут себя по-разному. "Вязкий" означает, что материал может сильно растягиваться и деформироваться до разрушения. В механической обработке это означает, что вместо того, чтобы стружка срывалась в чистый разрыв, она отделяется длинной непрерывной лентой. Этим славятся такие материалы, как алюминиевые сплавы, медь и некоторые виды нержавеющей стали.

Почему вязкие материалы не сотрудничают

Основная причина - низкая твердость и высокая пластичность материала. Когда режущая кромка входит в зацепление, материал течет по поверхности инструмента в пластичном состоянии. Он не обладает хрупкостью, необходимой для растрескивания и разрушения. Это часто усугубляется несколькими распространенными ошибками:

• Низкая скорость подачи: Как и в случае с другими материалами, низкая скорость подачи при обработке алюминия создает тонкую стружку, которой не хватает жесткости, чтобы сломаться.
• Геометрия инструмента: Для работы с вязкими материалами необходим очень острый инструмент с большим положительным углом наклона. Это поможет "разрезать" материал, а не продавливать его. Использование инструмента общего назначения может значительно усугубить проблему.
• Трение и тепло: Вязкие материалы могут налипать при нагреве в процессе резания. Это приводит к тому, что стружка прилипает к поверхности инструмента, препятствуя ее плавному движению и разрушению. Использование высококачественного водорастворимого смазочно-охлаждающая жидкость⁴ необходимо для уменьшения этого трения.

Как стружка влияет на производительность профильной обработки?

Вы видите небольшое гнездо сколов на своем инструменте и думаете, что это не страшно. Но игнорирование этого может привести к более серьезным проблемам. Она может повредить ваш станок, деталь и даже стать угрозой безопасности.

Наволакивание стружки сильно ухудшает качество обработки. Оно ухудшает качество обработки поверхности, вызывает неточности размеров и ускоряет износ инструмента, часто приводя к его поломке. Кроме того, это увеличивает нагрузку на шпиндель станка и может создать серьезную угрозу безопасности оператора.

Я научился этому на собственном опыте. Небольшое гнездо стружки на отделочном инструменте попало между инструментом и заготовкой. Она протащилась по поверхности, оставив глубокую царапину и забраковав почти готовую деталь. Обертывание стружки⁵ это не просто неудобство; это имеет прямые и дорогостоящие последствия, которые отражаются на всей вашей деятельности.

Эффект домино от одного завернутого чипа

Вот перечень повреждений, которые они могут нанести:

Как предотвратить и устранить наматывание стружки при обработке профиля?

Вы устали останавливать машину, чтобы очистить ее от спутанных стружек. Вам нужна надежная стратегия, которая позволит предотвратить возникновение намоток, сэкономив ваше время, деньги и разочарование.

Предотвратите образование стружки, оптимизировав весь процесс. Начните с выбора инструмента с правильной геометрией и стружколомателем для вашего материала. Затем отрегулируйте параметры резания, увеличив скорость подачи и используя такие программные уловки, как циклы peck для разрушения стружки. И наконец, обеспечьте достаточное количество хорошо направленной охлаждающей жидкости.

Устранение сколов - это упреждение, а не реакция. Нельзя просто ждать, пока это произойдет, а потом убирать. Необходимо с самого начала выстроить процесс, направленный на создание небольших, управляемых сколов. Я говорю своей команде, что нужно думать об этом как о контрольном списке. Если у вас возникли проблемы со сколами, пройдитесь по этим шагам один за другим.

Практический контрольный список для контроля микросхем

1. Оптимизация конструкции инструмента⁷: Это ваша первая линия защиты. Убедитесь, что геометрия инструмента, его покрытие и, особенно, стружколоматель специально разработаны для материала, который вы режете. Для вязких материалов используйте инструменты с большим положительным углом наклона и очень острой кромкой.
2. Настройка параметров резки⁸: Не бойтесь увеличить скорость подачи. Более толстая стружка - это более хрупкая стружка. Вы также можете изменять скорость подачи или глубину резания в течение одного прохода. Иногда достаточно небольшого изменения, чтобы нарушить процесс образования стружки и заставить ее сломаться.
3. Обеспечьте мощную охлаждающую жидкость: По возможности используйте охлаждающую жидкость под высоким давлением, подаваемую через шпиндель. Если такой возможности нет, тщательно расположите форсунки СОЖ, чтобы подавать мощную струю непосредственно в место реза. Это поможет охладить, смазать и физически удалить стружку.
4. Усовершенствуйте операционные процедуры: Операторы должны всегда следить за износом инструмента. Затупленный инструмент приводит к образованию стружки. Кроме того, следите за чистотой и исправностью системы удаления стружки из станка, например конвейера, чтобы стружка не скапливалась внутри станка.

Заключение

Чтобы остановить наматывание стружки, сосредоточьтесь на выборе инструмента, агрессивных скоростях подачи и охлаждающей жидкости высокого давления. Проактивный подход, направленный на решение этих ключевых проблем, решит проблему и обеспечит бесперебойную работу ваших станков.