Maži serijos dydžiai, aukšti standartai. Mūsų greito prototipavimo paslauga leidžia patvirtinti rezultatus greičiau ir lengviau —
EN
Kodėl metalo pjovimo ir gręžimo metu susidaro šukšnai
Sukimasis deformacija ir plastinė srovė pjovimo krašte
Metalo pjovimo burės susidaro daugiausia tada, kai medžiaga deformuojama plastikai, o ne švariai pjaučiama. Kai įrankis įsijungia, plastiški metalai – pvz., aliuminis ir minkštas plienas – išslinka į šoną vietoj to, kad nedelsiant atsiskirtų, todėl lakštinių metalų apdorojimo metu susidaro apsivertimo burės. Nusidėvėję įrankiai ar netinkami padavimo greičiai tai dar labiau pablogina: likusioji medžiaga sulenkiama per kraštus arba nelygiai suyra, todėl susidaro plyšimo burės, kurias reikia pašalinti antrinėmis deburavimo operacijomis. Medžiagos kietumas turi būti subalansuotas – per minkšti lydiniai netvarkomai tekėja, o per kieti metalai pasipriešina deformacijai, tačiau netikėtai suyra. Optimali įrankio geometrija tai sumažina: aštrūs pjovimo kraštai ir siauri įrankio kampai mažina šonines jėgos komponentus. Pavyzdžiui, vario lydinių apdirbimo tyrimai parodė, kad pjovimo kampo sumažinimas sumažina burės susidarymą 40 % lyginant su įprastais platukais įrankiais.
Šiluminiai poveikiai ir perlydytosios sluoksnių susidarymas aukšto greičio operacijose
Didelės greičio gręžimo sąlygos padidina trinties šilumą, kuri suminkština medžiagą šalia pjovimo zonos. Šis lokalizuotas šiluminis suminkštinimas skatina pernelyg didelį plastinį deformavimą – ypač gręžimo išėjimo taškuose – todėl tai ypač problemiška apdirbant titano lydinius, kurie turi žemą šilumos laidumą. Nevaldoma šiluma sukelia perlydytų sluoksnių susidarymą: pusiau ištirpusi metalo masė vėl kristalizuojasi į užkietėjusią šiukšlių masę, kurią reikia pašalinti poapdirbimo būdu – šlifuojant arba elektrocheminiais metodais. Aušinimo tepalai nėra pasirinktiniai; ASME tyrimai parodė, kad šlapias aušinimas sumažina išėjimo burto aukštį gręžiant nerūdijančiąją plieną 68 % palyginti su sausuoju apdirbimu. Operatoriams reikia subalansuoti našumą ir šilumines ribas – per didelės verpetavimo greičio reikšmės gali padidinti paviršiaus temperatūrą virš 800 °C geležiniuose metaluose, o laikinosios šiluminės įtakos taip transformuojamos į nuolatines mikrostruktūrines klaidas, kurios pablogina nuovargio atsparumą.
Įrankių ir geometrijos optimizavimas beburčiam metalo pjovimui
Aštrūs kraštai, teigiamos pjovimo kampo reikšmės ir sukimosi kampo optimizavimas
Veidrodiškai apdirbti, šlifuoti pjovimo kraštai švariai įsiskverbia į medžiagą, skatinant efektyvų pjovimą vietoj traukimo. Teigiamasis pjovimo krašto nuolydis sumažina pjovimo jėgas, nukreipdamas drožlių srautą aukštyn ir nuo apdirbamos detalės. Sukimo kampai turi būti pritaikyti: didesni – minkštesniems lydiniams (pvz., aliuminiui), mažesni – geležies lydiniams – užtikrinant nuolatinį danties sąlyčio su medžiaga veikimą ir neleidžiant drožlėms ustrigti. Šios geometrijos kartu leidžia pjauti medžiagą dar prieš tai įvykus reikšmingam plastiniam deformavimuisi, taip žymiai sumažinant išėjimo krašto susisukimą ir plyšimo burus.
Gręžimo smaigalio konstrukcija: padalinti smaigaliai prieš įprastus smaigalius metalo pjovimo burų slopinimui
Skirstytieji gręžtukai veikia geriau už įprastus gręžtukų galus dėl saviai centruojamo veikimo ir mažesnės stumties jėgos. Jų 135° kirpiklio krašto geometrija sumažina medžiagos poslinkį skverbdamasi per skylės išėjimą, taip veiksmingai slopindama vainikines šukas negeležinėse medžiagose, tokiuose kaip aliuminis ir varis. Bandymuose su AISI 304 nerūdijančiuoju plieno plokščiuoju skirstytieji gręžtukai išėjimo šukų aukštį sumažino 82 % palyginti su įprastais 118° gręžtukais – tai paaiškinama mažesne ašine apkrova ir simetrišku pjovimo veikimu.
Technologinių parametrų valdymas metalinių detalių apdirbant šukų susidarymo mažinimui
Padavimo greičio, sukimosi dažnio (aps/min) ir pjovimo gylies kompromisiniai sprendimai (AISI 304 ir 6061-T6 duomenys)
Svarbu tinkamai subalansuoti padavimo greitį, sukimosi greitį (aps/min) ir pjovimo gylį, kad būtų kontroliuojama šukų susidarymas. Kiekvienas iš šių parametrų tiesiogiai veikia nuožulnumo įtempimų mechaniką tarp įrankio ir medžiagos sąsajos srityje. Tyrimai, atlikti su AISI 304 nerūdijančiuoju plieno ir 6061-T6 aliuminiu, parodė skirtingus elgsenos modelius:
AISI 304 atveju :
Didesni padavimo greičiai padidina našumą, tačiau susikaupina pjovimo deformaciją įrankio išėjimo taškuose. Kai tai derinama su nepakankamais apsukimais (<80 m/min) – net esant gerai aušinamajai aplinkai – tai skatina medžiagos šoninį tekėjimą ir išėjimo burbus, viršijančius 0,3 mm, 40 % atvejų.
6061-T6 aliuminiui :
Apie 300 m/min greitis sukuria plonesnius čiulpus ir žymiai sumažina įėjimo burbų dydį dėl efektyvaus medžiagos atskyrimo. Tačiau be standžios tvirtinimo sistemos tokie greičiai sustiprina detalių virpesius. Gilesniems pjūviams (>1,5× įrankio skersmens) reikia mažesnių padavimo greičių (<0,12 mm/aps.), kad būtų išvengta čiulpų pertekliuje ir šoninių burbų griovelių kraštuose.
| Medžiaga | Didelio greičio poveikis | Didelio padavimo greičio rizika |
|---|---|---|
| AISI 304 | Šilumos sukeltos perlydytos sluoksnio spalvos pasikeitimas | Sunkūs išėjimo burbai (>0,3 mm) |
| 6061-T6 aliuminis | Sumažinti įėjimo burbai | Griovelių kraštų plyšimo defektai |
Lauko patvirtinimas parodo, kad optimizuota Holder-Muller dinaminė stabilumo (HMDS) sistema leidžia gilesnius pjūvius, išlaikant be drebėjimo veikimą – net 25 % sumažinus padavimo greitį. Tiksli šakutės apkrova valdymas – naudojant skaitmeninius padavimo sraigtus ir pagerintą mašinos standumą – sumažina pastebėtų šukų atsiradimą 70 % peršaunant AISI 304 plieną. Titaninėse lydinėse, kur padavimo parametrų koregavimas vyksta netiesiniu būdu, realiuoju laiku stebint akustinį emisiją, pasiekiamas veiksmingas klaidų taisymas.
Remiamieji tvirtinimo įrenginiai ir kraštų paruošimo metodai
Papildomos plokštės, išėjimo pusės nuošlifavimai ir pritvirtinimo strategijos
Tinkamas darbo aukšto palaikymas ir strateginis kraštų paruošimas žymiai sumažina šukas, susidarančias apdirbant. Trys patikrinti metodai užtikrina švarų išėjimą:
- Pagrindinės plokštės užtikrina standų palaikymą plonų medžiagų užpakalyje, neleisdami deformacijos sukelti plyšimo šukų
- Išėjimo pusės nuošlifavimai veikia kaip nurodomieji grioveliai, kuriais gręžimo įrankis arba frezavimo įrankis išeina iš medžiagos, leisdami kontroliuoti šakutės pašalinimą
- Išsklaidyta pritvirtinimo jėga sumažina virpimais sukeliamas netaisyklingumus, stabilizuodamas įrankio sąveiką
Šių metodų taikymas sumažino antrines šlifavimo operacijas iki 65 %, tuo pat metu pagerindamas matmeninę tikslumą – ypač lakštinių metalų ir ekstrudų profilių apdorojime.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kas yra metalo pjovimo burai?
Metalo pjovimo burai – tai šiurkštūs kraštai ar išsikišimai, susidarančios medžiagose apdirbant ar gręžiant dėl tokių priežasčių kaip plastinė deformacija, netinkamos pjovimo sąlygos ir šiluminiai poveikiai.
Kaip galima sumažinti būrų susidarymą?
Būrų susidarymą galima sumažinti naudojant aštrius įrankius, optimizuojant pjovimo kampus, taikant aušinamąsias tepalines priemones bei kontroliuojant padavimo greičius ir sukimosi sūkius.
Kokią rolę šiluminiai poveikiai vaidina būrų susidaryme?
Šiluminiai poveikiai suminkština medžiagą aukšto greičio operacijų metu, padidindami plastinę deformaciją ir perlydytų sluoksnių susidarymą, todėl stiprinamas būrų susidarymas, ypač tokiose medžiagose kaip titano lydiniai.
Kodėl skleistiniai gręžtuvai geriau slopina būrus?
Skirstomieji gręžimo įrankiai sumažina stumiamąją jėgą ir medžiagos poslinkį dėl savo savicentravimo veiksmo ir 135° kirpiklio krašto geometrijos, todėl išėjimo kraštai susidaro mažiau.
Kokią rolę vaidina tvirtinimo įtaisai mažinant šiukšlių susidarymą?
Tinkamas palaikomasis tvirtinimas, pvz., naudojant atramines plokštes, išėjimo pusės kraštų suapvalinimus ir išskleistą spaustuvą, sumažina virpesius ir medžiagos deformaciją, žymiai mažindamas šiukšlių susidarymą.