Fatores que influenciam a baixa eficiência da força de corte da fresadora CNC

Ao cortar metal em uma fresadora CNC, a força necessária para a ferramenta cortar a peça de trabalho para deformar o material da peça em cavacos é chamada de força de corte. A força de corte é uma base importante para calcular a potência de corte, projetar ferramentas, máquinas-ferramentas e acessórios para máquinas-ferramentas e formular parâmetros de corte. Na produção automatizada, a força de corte também pode ser usada para monitorar o processo de corte e o status de trabalho da ferramenta.

Força de corte e potência de corte da fresadora CNC

1. A fonte de força de corte da fresadora CNC.

A fonte da força de corte, por um lado, é a resistência gerada pela deformação elástica e plástica durante o processo de formação do cavaco; por outro lado, é a resistência ao atrito entre o cavaco e a face de saída da ferramenta e a resistência ao atrito entre a peça e o flanco da ferramenta.

2. Força de corte e decomposição.

A força total de corte F durante o corte é uma força espacial. Para facilitar a medição e o cálculo para atender às necessidades da máquina-ferramenta, fixação, projeto da ferramenta e análise do processo, F é frequentemente decomposto em três forças de componentes de corte mutuamente perpendiculares Fc, Fp e Ff.

(1) A força de corte principal Fc é a projeção da força de corte total F na direção do movimento principal, e sua direção é perpendicular à superfície de base. Fc é uma base importante para a potência do leito do computador, resistência da ferramenta, projeto de fixação e seleção de parâmetros de corte. Fc pode ser calculado por fórmula empírica ou força de corte unitária kc, (a unidade é N/mm):Fc=kcAD=kchDbD=kcapf.

(2) A força de retorno Fp é a força componente da força de corte total F perpendicular à direção de avanço. É o principal fator que afeta a deformação da peça e causa a vibração do sistema.

(3) A força de avanço Ff é a força do componente de corte da força de corte total para F na direção do movimento de avanço. É a base principal para projetar e verificar o mecanismo de alimentação da máquina-ferramenta e a alimentação do leito do computador.

A força de corte é a força total de corte F decomposta em Fc e FD, FD é decomposta em Fp e Ff, sua relação é Ff=FDsinkr; Fp=FDcoskr.

3. Potência de corte da fresadora CNC.

A potência de corte refere-se à potência dissipada pela força de corte durante o processo de corte, expressa em pm, e a unidade é kW. Ao girar o círculo externo, é a soma da força de corte principal Fc e o consumo de energia da força de avanço Ff. Como o consumo de energia da força de alimentação Ff é muito pequeno (apenas 1%5%), o consumo de energia do Ff geral pode ser ignorado, E Fp não funciona, então obtemos a fórmula Pm=Fcυc×10, onde Fc é a principal força de corte (N); υc é a velocidade de corte (m/s).

Considerando a eficiência de transmissão da máquina-ferramenta, a taxa do motor PE da máquina-ferramenta pode ser obtida a partir da potência de corte Pm, ou seja, PE≥Pm/, onde é a eficiência de transmissão da máquina-ferramenta, geralmente de 0,75 a 0,85.

Os principais fatores que afetam a força de corte da fresadora CNC

1. A influência do material da peça na fresadora CNC.

Quanto maior a resistência e dureza do material da peça, embora a deformação de corte seja ligeiramente reduzida, a força total de corte ainda é aumentada. Para materiais com resistência e dureza de processamento semelhantes, a plasticidade é grande e o fator de atrito com a ferramenta também é grande, então a força de corte é aumentada; para materiais frágeis, devido à pequena deformação plástica, o atrito entre o cavaco e a superfície de inclinação da ferramenta é pequeno, então a força de corte é pequena

2. A influência da quantidade de corte da fresadora CNC

(1) A quantidade ap e a quantidade de alimentação f da faca traseira.

Quando f e ap aumentam, a área de corte aumenta e a força de corte principal também aumenta, mas o grau de influência das duas é diferente. No torneamento, quando ap é dobrado, a força de corte principal é aproximadamente dobrada; quando f é dobrado, a força de corte principal é aumentada apenas em 68% a 86%. Portanto, no processo de corte, se você considerar a força de corte principal e a potência de corte, é mais vantajoso aumentar a taxa de avanço do que aumentar a quantidade de retrocorte.

(2) Velocidade de corte υc.

A curva de influência da velocidade de corte na força de corte ao usinar aço 45 (ap=4mm, f=0,3mm/r) com ferramenta de torneamento de metal duro YT15. Ao cortar metais plásticos, na área da aresta postiça, o crescimento da aresta postiça pode aumentar o ângulo de inclinação real da ferramenta, reduzir a deformação do cavaco e reduzir a força de corte; inversamente, a redução da aresta postiça aumenta a força de corte. Quando não há aresta postiça, à medida que a velocidade de corte υc aumenta, a temperatura de corte aumenta, o atrito da face de saída diminui, a deformação diminui e a força de corte diminui. Portanto, o corte de alta velocidade é frequentemente usado na produção para melhorar a produtividade. Ao cortar metais frágeis, υc aumenta e a força de corte diminui ligeiramente.

3. A influência dos parâmetros geométricos das fresadoras CNC

(1) Ângulo de inclinação.

O ângulo de saída tem a maior influência na força de corte. Ao cortar metais plásticos, o ângulo de inclinação aumenta, o que pode reduzir a deformação de extrusão e o atrito do material a ser cortado, remoção suave de cavacos e reduzir a força total de corte; ao cortar metais frágeis, o ângulo de saída não afeta a força de corte. óbvio.

(2) chanframento negativo.

Lixar um chanfro negativo em uma aresta de corte afiada pode aumentar a resistência da aresta, aumentando assim a vida útil da ferramenta, mas neste momento, a deformação do metal que está sendo cortado aumenta, o que aumenta a força de corte.

(3) Ângulo de entrada.

A influência do ângulo de posição na força de corte se dá principalmente através da mudança da espessura de corte e do comprimento da curva do arco da ponta para afetar a deformação, afetando assim a força de corte. O ângulo de posição tem um pequeno efeito na força de corte principal Fc, mas tem um efeito significativo na relação entre a força de retorno Fp e a força de avanço Ff. F'D é o impulso reverso da peça de trabalho contra a ferramenta. Como F'p=F'Dcoskr, F'f=F'dsinkr, aumentar o ângulo de posição kr aumentará a força de avanço F'f e a força de retorno F' p diminuirá. Ao tornear peças delgadas, um ângulo de posição maior pode ser selecionado para reduzir ou evitar a deformação de flexão da peça.

4. A influência de outros fatores.

O atrito entre a ferramenta e o material da peça

Sob as mesmas condições de corte, as ferramentas de aço rápido têm a maior força de corte, seguidas pelas ferramentas de metal duro e as ferramentas cerâmicas as menores. O uso de fluido de corte no processo de corte pode reduzir a força de corte, e quanto maior o desempenho lubrificante do fluido de corte, mais significativa é a redução na força de corte. Quanto mais severo o desgaste de flanco da ferramenta, maior o atrito e maior a força de corte.