60 conjuntos de equipamentos, resultando em
linhas de retorno de produtos e uma grande área de ocupação do site. Sua eficiência de produção é totalmente aprimorada pelo número de processos e margens de quebra de equipamentos. O caminho do alto centro de usinagem CNC Eficiência de corte A usinagem CNC, como um representante da produtividade de fabricação avançada na fabricação moderna, desempenha um papel extremamente importante nas indústrias mecânica, aeroespacial e de moldes. Desde a década de 1990, países da Europa, Estados Unidos e Japão têm competido para desenvolver e aplicar uma nova geração de máquinas-ferramentas CNC de alta velocidade, acelerando o ritmo de desenvolvimento de máquinas-ferramentas de alta velocidade. Velocidade do eixo do motor da unidade do eixo de alta velocidade 15000 ~ 100000 r / min, alta velocidade e alta aceleração / desaceleração das partes móveis da velocidade de transferência rápida 60 ~ 120 m / min, velocidade de alimentação de corte até 60 m / min, usinagem de alta velocidade taxa de alimentação central Até 80m / min, velocidade do ar até 100m / min. A taxa de alimentação da ferramenta de máquina HyperMach de CINCINNATI, EUA, é de até 60 m / min, a velocidade é de 100 m / min e a velocidade do fuso atingiu 60.000 r / min. Em termos de precisão de usinagem, nos últimos 10 anos, a precisão de usinagem de máquinas-ferramentas CNC comuns aumentou de 10μm para 5μm, os centros de usinagem de precisão aumentaram de 3 para 5μm para 1 para 1,5μm e a precisão de usinagem de ultraprecisão começou para entrar no nível nanométrico (0,01 μm). O desenvolvimento e a aplicação de uma nova geração de máquinas-ferramenta CNC de alta velocidade, especialmente centros de usinagem de alta velocidade, estão intimamente relacionados ao corte de velocidade ultra-alta.
1. Diferenças no nível de corte entre centros de usinagem no país e no exterior
Atualmente, as velocidades de corte em torneamento e fresamento nos países avançados atingiram de 5.000 a 8.000 m / min ou mais; As velocidades do fuso das máquinas-ferramenta são de mais de 30.000 rpm (algumas até 100.000 r / min ou mais). Por exemplo, no plano de fresagem, a velocidade de corte em países estrangeiros é geralmente maior que 1000 a 2000 m / min, enquanto o equivalente doméstico é de apenas 1/12 a 1/15 do país estrangeiro, ou seja, seco doméstico 12 a 15 horas de vida equivalem a 1 hora seca estrangeira. De acordo com a pesquisa, o tempo real de corte de muitos centros de usinagem é inferior a 55% do tempo de trabalho. Portanto, como melhorar a eficiência de processamento e reduzir a taxa de descarte tornou-se um problema comum para muitas empresas. Uma pesquisa sobre a eficiência de corte dos centros de usinagem CNC na China constatou que há muitos problemas, como baixa precisão da ferramenta, grande quantidade de escoamento da lâmina, baixo acabamento de processamento e equipamentos de processo inigualáveis.
2. Maneiras de melhorar a eficiência de corte
(1) escolha razoável de quantidade de corte
Novas tecnologias de corte, como corte a seco e corte duro representadas pelo corte de alta velocidade, mostraram muitas vantagens e forte vitalidade, e tornaram-se a principal maneira de fabricar tecnologia para melhorar a eficiência e a qualidade do processamento e reduzir custos. A prática provou que quando a velocidade de corte é aumentada em 10 vezes e a velocidade de alimentação é aumentada em 20 vezes, muito além da tradicional “zona proibida” de corte, o mecanismo de corte passou por uma mudança fundamental. Como resultado, a taxa de remoção de metal por unidade de potência é melhorada em 30% a 40%, a força de corte é reduzida em 30%, a vida útil da ferramenta é aumentada em 70% e o calor de corte restante na peça é bastante reduzido, e a vibração de corte é quase eliminada. O processo de corte deu um salto essencial à frente. De acordo com a situação atual das máquinas operatrizes, a fim de dar o melhoramento à capacidade de usinagem de alta velocidade de ferramentas avançadas, a usinagem de alta velocidade é necessária para aumentar o volume de material removido por unidade de tempo (taxa de remoção de material Q).
Ao selecionar uma quantidade razoável de corte, tente escolher o cortador denso (o número de dentes de corte por polegada de diâmetro ≥ 3), aumentar o avanço por dente, melhorar a produtividade e a vida útil da ferramenta. Estudos experimentais relevantes mostraram que quando a velocidade da linha é de 165m / min e a alimentação por dente é de 0,04mm, a velocidade de alimentação é de 341m / min e a vida útil da ferramenta é de 30 peças. Se a velocidade de corte for aumentada para 350 m / min, a alimentação por dente é de 0,18 mm e a taxa de avanço é de 2785 m / min, o que representa 817% da eficiência de usinagem original e a vida útil é aumentada para 117 peças.
(2) Escolha um material de ferramenta com bom desempenho
No processo de corte de máquinas-ferramentas CNC, o papel das ferramentas de corte de metal não é menor do que o vapor inventado pela Watt. Os materiais usados para fazer a ferramenta devem ter alta dureza e resistência ao desgaste em altas temperaturas, resistência à flexão, tenacidade ao impacto e inércia química, boa processabilidade (corte, forjamento, tratamento térmico, etc.) e não são facilmente deformados. Actualmente, os materiais de ferramentas nacionais e estrangeiros com bom desempenho incluem: cermets, ferramentas revestidas de liga dura, ferramentas de cerâmica, diamante policristalino (PCD) e ferramentas de nitreto de boro cúbico (CBN). Eles possuem características próprias e adaptam-se a diferentes materiais e velocidades de corte. O CBN é adequado para cortar aços endurecidos de alta dureza e ferros fundidos duros. Por exemplo, ferramentas de corte cerâmicas e ferramentas de corte CBN são usadas para usinagem de aços de alta dureza (50 a 67HRC) e ferro fundido resfriado. Entre eles, peças de trabalho com uma dureza de 60 a 65 HRC ou menos podem ser usadas para ferramentas de corte de cerâmica. E 65HRC acima da peça de trabalho é usado ferramenta de corte CBN; PCD é adequado para o corte de metais não ferrosos e ligas, plásticos e fibra de vidro, etc, quando o processamento de peças de liga de alumínio, o principal uso de PCD e ferramentas de revestimento de filme de diamante; Ferramentas de carbono Os aços para ferramentas de aço e liga agora são usados apenas para ferramentas como ferramentas de perfuração, matrizes e torneiras; As ferramentas revestidas de liga dura (tais como TiN, TiC, TiCN, TiAIN, etc.) revestidas têm uma elevada dureza e uma vasta gama de peças de trabalho praticáveis. A temperatura anti-oxidação geralmente não é alta, por isso a melhoria da velocidade de corte também é limitada, geralmente na faixa de 400 ~ 500m / min processamento de peças de aço, e Al2O3 dureza de alta temperatura de revestimento, processamento na faixa de alta velocidade, seu desgaste É melhor que os revestimentos TiC e TiN.
Além disso, os parâmetros geométricos da peça de corte da ferramenta de corte influenciam muito a eficiência de corte e a qualidade da usinagem. No corte de alta velocidade, o ângulo de inclinação da ferramenta é geralmente 10 ° menor que o do corte comum, e o ângulo traseiro é de 5 ° a 8 °. Para evitar o desgaste térmico na ponta da ferramenta, a ponta das arestas de corte principais e auxiliares deve ser usada com uma ponta arredondada ou uma ponta chanfrada para aumentar o ângulo da ponta local e aumentar o comprimento da aresta de corte perto da ponta e da ponta. volume do material da ferramenta. Melhore a rigidez da ferramenta e reduza a quebra da ferramenta.
(3) Acelerar o desenvolvimento da tecnologia de revestimento
Desde a sua criação, a tecnologia de revestimento de ferramentas desempenhou um papel importante na melhoria do desempenho da ferramenta e da tecnologia de processamento. As ferramentas revestidas tornaram-se o símbolo das ferramentas modernas e a proporção de ferramentas na ferramenta excedeu 50%. No início do século 21, a proporção de ferramentas revestidas aumentará ainda mais, e espera-se que a tecnologia de revestimento de CBN seja tecnicamente inovadora, e o excelente desempenho do CBN seja aplicado a mais ferramentas e processos de corte (incluindo sofisticados e ferramentas complexas e ferramentas de modelagem). Isso aumentará de forma abrangente o nível de corte de metais ferrosos processados. Além disso, o desenvolvimento e a aplicação de materiais ultra-finos ultra-finos e novos revestimentos em nanoescala acelerarão, e o revestimento se tornará a principal maneira de melhorar o desempenho da ferramenta.
(4) Selecione lâminas de alta precisão
A baixa precisão da lâmina, a quantidade de escoamento é muito alta, o acabamento superficial da fresa de facear será reduzido e até mesmo uma vala aparecerá. O desgaste da lâmina em uma máquina-ferramenta CNC de alta precisão deve ser controlado em 2 a 5 μm. Com o desenvolvimento de máquinas-ferramentas CNC, a aparência do tratamento de revestimento de modificação da superfície da lâmina (o substrato é de aço de alta velocidade, WCo carboneto, cermet à base de Ti), em grande medida, melhorar a precisão da lâmina. Ao mesmo tempo, várias novas estruturas de insertos intercambiáveis surgiram, tais como lâminas de limpeza eficientes para torneamento, lâminas de escareamento de formato complexo, lâminas de fresa esférica e lâminas de fresa de alta velocidade que evitam o vôo Aguarde. Insertos indexáveis entraram no novo estágio de desenvolvimento abrangente de materiais, revestimentos e ranhuras. De acordo com a combinação racional de materiais, revestimentos e tipos de ranhuras no processamento de materiais e processos de usinagem, as lâminas com os melhores resultados de usinagem podem ser desenvolvidas para atender aos requisitos. Diferentes requisitos para tecnologia de produção de usinagem de corte de alta velocidade e alta vida útil.
(5) melhorar a qualidade de superfícies usinadas
Mantendo a mesma eficiência de corte (ou seja, o mesmo valor de Q), aumentando a velocidade de corte pode melhorar o processo de formação de cavacos e aumentar o amortecimento de corte, suprimir o flutter e, consequentemente, reduzir a quantidade de avanço por lâmina pode reduzir a formação de traços da faixa de superfície de corte Altura, melhorar a rugosidade da superfície, o que é propício para o processamento de peças de precisão e moldes.
(6) Estabelecer um inventário de ferramentas razoável
As ferramentas aqui são ferramentas de alta eficiência de corte e o preço dessas ferramentas é maior. O mesmo diâmetro da fresa, o preço de uma boa ferramenta pode ser várias vezes ou até mais do que dez vezes o preço de uma ferramenta normal. Se uma empresa mantém um grande número de boas ferramentas por um longo tempo, e essas ferramentas não podem ser usadas por um longo tempo, isso causará uma reserva de fundos. No entanto, se uma ferramenta não for normalmente reservada, ou o número de reservas for muito pequeno, ela será usada rapidamente e a nova ferramenta não poderá ser comprada de cada vez. Isso inevitavelmente afetará a eficiência da usinagem CNC. As revistas de ferramentas da maioria dos centros de usinagem das empresas podem acomodar mais de 40 cortadores, e existem revistas de ferramentas com diferentes números de cortadores, como 60, 90, 120, etc., para escolher. O tempo de troca entre as ferramentas está ficando cada vez mais curto. O tempo de troca de ferramentas da BZ-26 da STEINEL na Alemanha, da MCC86 da MAKINO no Japão e da MAXIM500 da CINCINNATI nos EUA leva apenas de 3 a 4 segundos.
(7) braçadeira de afiação projetada simples
As fresas de corte possuem alta eficiência e são fáceis de usar. Eles são bem-vindos pelos operadores. No entanto, o consumo de pás é alto e o custo de uso é alto. Na maioria dos casos, o dano das lâminas é causado pelo desgaste da aresta de corte, de modo que a rebarbação e a reutilização das lâminas A fábrica pode obter maiores benefícios econômicos. Pastilhas de metal duro têm alta dureza e baixa eficiência de moagem. O uso de moagem de um único chip não atingirá a meta de economizar. É necessário projetar um dispositivo simples e de alta eficiência para realizar múltiplas fixações de cada vez.
(8) Seleção de métodos de processamento
Os métodos de processamento podem ser divididos em dois tipos, moagem por esmagamento e contra-moagem. O sistema de transmissão mecânica e a estrutura do próprio centro de usinagem têm maior precisão e rigidez, o coeficiente de atrito da superfície móvel relativa é pequeno, a folga do componente de transmissão é pequena, a inércia da transmissão é pequena e a relação de amortecimento é adequado, então o moinho de britagem pode ser usado. Métodos de processamento para melhorar a eficiência do processamento. Além disso, de acordo com a experiência de processamento, a vida útil da ferramenta é aumentada em mais de uma vez em comparação com a usinagem de corte superior. O uso de um método de fresamento de extremidade assimétrico pode aumentar a vida útil da ferramenta em 2 a 3 vezes.
(9) Escolha uma rota de processamento razoável
As máquinas-ferramentas CNC, especialmente centros de usinagem de quatro eixos, são geralmente de uma etapa e usinagem multieixo, e todos eles têm magazines de ferramentas que podem trocar ferramentas automaticamente e moldá-las uma vez. Portanto, determinar a rota de processamento correta e simples é a base para garantir a qualidade do processamento e melhorar a eficiência. O princípio de determinar a rota de processamento durante a programação é principalmente o seguinte: Os requisitos para o processamento de precisão e rugosidade da superfície da peça devem ser garantidos; a rota de processamento deve ser encurtada o máximo possível, e o tempo de deslocamento da ferramenta ociosa deve ser reduzido; o cálculo numérico deve ser simples e o número de blocos deve ser reduzido para reduzir o número de blocos. Carga de trabalho de programação. Para usinagem de furos com altas exigências de precisão de posição e tolerâncias dimensionais, a rota de processamento para diâmetros de furos menores que 18 a 20 mm é: furação-furação-fresagem-alargamento, e para diâmetros de furos maiores que 18-20 mm. A rota do processo é perfuração - fresagem - perfuração - furo fino.
Além disso, através da aplicação integrada da tecnologia de processamento, o número de instalações da peça de trabalho pode ser reduzido, o que pode efetivamente encurtar o tempo de manuseio e instalação. Por exemplo, um centro de usinagem de cinco eixos e cinco eixos e um torno vertical são combinados para formar um centro de usinagem universal, e a maioria (ou a totalidade) da usinagem de peças pode ser realizada de uma só vez.
(10) Seleção de braçadeiras da peça de trabalho
Devido à concentração do processo durante a usinagem CNC, consideração abrangente deve ser dada ao posicionamento dos componentes, projeto de fixação, seleção de fixações e projeto. Primeiro de tudo, o gabarito de combinação deve ser usado o máximo possível. Devido à baixa flexibilidade da fixação universal e à precisão de posicionamento relativamente baixa, um acessório especial pode ser projetado quando o lote do produto é grande e a precisão do processamento é alta. Segundo, ao selecionar o ferramental, a troca de ferramentas e a medição on-line devem ser facilitadas para evitar interferência de colisão.
(11) O equipamento auxiliar do centro de maquinação deve estar equipado
No centro de usinagem, são usados dispositivos de medição como pré-ajustes de ferramentas, dispositivos de medição automática e detectores sofisticados. Com o dispositivo de medição automática, o operador não precisa garantir a precisão do posicionamento das peças e não exige que o operador se mova e ajuste as peças a qualquer momento para combinar com certos sistemas de coordenadas fixas do programa de usinagem, o que pode reduza o tempo de instalação. Com o auxílio da medição, um processo que exigiu 2,5 horas, incluindo o tempo de montagem, foi reduzido para 1,5 horas. Além disso, a aplicação desses dispositivos de medição também pode reduzir os erros de usinagem.
(12) Habilidades do operador e treinamento do conhecimento
A eficiência de usinagem de um centro de usinagem depende em grande parte da relação entre o tempo de corte e o tempo de trabalho do centro de usinagem. Quanto maior a relação, maior a eficiência de usinagem. Ao mesmo tempo, o conteúdo tecnológico de equipamentos de processamento modernos está ficando cada vez mais alto, e os requisitos de qualidade para o pessoal estão ficando cada vez mais altos. Na produção real, devido ao baixo nível técnico de pessoal e operação não qualificada, o tempo gasto em tempo sem processamento, como depuração de programa e troca de peças, é muito longo, resultando em baixa eficiência de processamento do centro de usinagem. Além disso, sua experiência é muito pequena e falta-lhes orientação científica sobre os princípios do processamento de controle numérico, tecnologia de controle numérico, ferramentas de controle numérico e parâmetros de corte. Portanto, é muito necessário estabelecer um sistema de treinamento abrangente, preparar novos materiais de ensino adaptados ao desenvolvimento de tecnologias modernas de corte e processamento, fortalecer o estudo do conhecimento teórico por pessoal técnico e fortalecer as trocas tecnológicas internas e externas entre empresas.
Virabrequim do motor: Depois que a usinagem de compósitos substituiu a antiga embarcação e entrou no século 21, grandes mudanças ocorreram no virabrequim do motor em termos de processos de fabricação, ferramentas e assim por diante. Liderando o processo de torneamento de facas múltiplas e o processo de retificação manual por mais de meio século, ele está gradualmente se retirando do estágio histórico devido à baixa precisão de processamento e pouca flexibilidade. Tecnologia e equipamentos de processamento de alta velocidade e alta eficiência entram rapidamente na indústria automobilística e de fabricação de peças, e a tecnologia de usinagem de alta velocidade e alta eficiência tem sido aplicada em um grau considerável no processamento e produção de virabrequins e será inevitável tendência de desenvolvimento.
Equipamento de tecnologia de processamento de virabrequim
Atualmente, as linhas de produção de virabrequim mais antigas na China são compostas principalmente por máquinas-ferramentas comuns e máquinas-ferramentas especiais, e sua eficiência de produção e automação são relativamente baixas. O equipamento de desbaste geralmente usa tornos multi-faca para girar os principais jornais e bielas das bielas. A qualidade do processo é pobre em estabilidade e é fácil produzir grande tensão de processamento, dificultando a obtenção de uma margem de usinagem razoável. A usinagem geral de virabrequins, como a retificadora MQ8260, é geralmente usada para desbaste, desbaste de acabamento, desbaste e polimento. Normalmente, a operação manual é usada e a qualidade da usinagem é instável e a consistência dimensional é ruim.
Uma das principais características da linha de produção antiquada é que existem muitos equipamentos comuns. De acordo com o processamento de virabrequins de ferro fundido dúctil, uma linha de produção tem de 35 a 40 conjuntos de equipamentos. O autor examinou uma linha de produção de virabrequim de aço forjado doméstica. O desbaste adota a usinagem de fresagem externa comum do eixo principal e do pescoço da biela, e depois o eixo principal de acabamento controlado numericamente e o pescoço da biela, e depois passa por vários procedimentos de usinagem e transfere para a usinagem de acabamento. Processo. Portanto, esta linha de produção tem mais de
A atual indústria de fabricação de virabrequim de motor de carro está enfrentando os seguintes problemas:
1. Multi-variedade, produção de pequenos lotes;
2. O tempo de entrega é muito reduzido;
3. Reduzir os custos de produção;
4. O surgimento de materiais difíceis de cortar tornou o processamento mais difícil. Há muitos problemas que precisam ser abordados no processamento, como o corte rígido;
5. Para proteger o meio ambiente, é necessário usar menos ou nenhum fluido de corte para obter corte a seco ou corte quase seco;