Trong lĩnh vực gia công chính xác hiện đại, các nhà máy kết thúc bóng đã trở thành công cụ cốt lõi cho gia công bề mặt phức tạp, sản xuất khuôn và cắt đường viền 3D với thiết kế lưỡi cung độc đáo của chúng Các kịch bản và yêu cầu quy trình, chọn chính xác các thông số kỹ thuật của công cụ vẫn là một thách thức mà nhiều kỹ sư và kỹ thuật viên phải đối mặt .
Hướng dẫn này sẽ phân tích một cách có hệ thống các đặc điểm cấu trúc, logic lựa chọn và kỹ năng thực tế của các nhà máy kết thúc bóng, giúp bạn phù hợp chính xác với các nhu cầu xử lý từ các quan điểm của vật liệu công cụ, công nghệ phủ, v.v. Các giải pháp thực tế từ nó .
Kiến thức cơ bản về các nhà máy kết thúc bóng
Nhà máy kết thúc mũi bóng là gì?
Một máy nghiền bóng là một máy cắt phay với đầu bán cầu . Không giống như máy cắt phay đáy phẳng cắt các cạnh góc phải hoặc các rãnh đáy phẳng, các nhà máy kết thúc bóng được thiết kế cho bề mặt cong 3D, đường viền phức tạp và bề mặt chuyển tiếp
Các tính năng cốt lõi của các nhà máy kết thúc mũi bóng
Hình dạng đầu bóng: Cạnh cắt là bán cầu, phù hợp để xử lý đường viền 3D, có thể làm giảm chiều cao còn lại và cải thiện hoàn thiện bề mặt .
Thiết kế nhiều cạnh: Thường có 2 cạnh, 3 cạnh, 4 cạnh và các thông số kỹ thuật khác nhau khác, ảnh hưởng đến hiệu suất cắt và hiệu suất loại bỏ chip .
Tương thích với một loạt các vật liệu và lớp phủ công cụ: Lớp phủ chung bao gồm Tialn, Altin và DLC, được sử dụng để tăng cường khả năng chống nhiệt và giảm dính chip công cụ, đặc biệt là khi chế biến hợp kim thép không gỉ hoặc Titanium .
Ứng dụng linh hoạt: Nó có thể được sử dụng cho cả gia công thô (tốc độ thức ăn lớn, độ sâu cắt lớn) và gia công mịn (tốc độ cao, độ sâu cắt nhỏ) và đặc biệt phù hợp với bề mặt phức tạp và gia công khoang sâu .}
Các thành phần cấu trúc chính của máy cắt đầu bóng
Máy cắt
Các cái đầulà phần cốt lõi, xác định chất lượng của bề mặt gia công và khả năng nhận ra các hình dạng phức tạp . Bán kính fillet của nó (giá trị R) thường bằng với bán kính công cụ, nhưng cũng có các thiết kế không đối xứng .
Số lượng lưỡi
Các máy cắt kết thúc bóng thường được thiết kế với 2, 4 hoặc thậm chí 6 lưỡi . Số lượng lưỡi ảnh hưởng đến loại bỏ chip, tốc độ cắt và chất lượng bề mặt . 2- dao cắt đầu lưỡi có khả năng loại bỏ chip mạnh và phù hợp với vật liệu mềm như aluminum; 4- Máy cắt kết thúc bóng phù hợp để hoàn thiện các bộ phận bằng thép .
Góc xoắn
Nó thường nằm trong khoảng từ 30 độ đến 45 độ . Một góc xoắn lớn phù hợp hơn để xử lý tốc độ cao, nhưng độ cứng giảm và nó phù hợp với vật liệu mềm; Một góc xoắn nhỏ có độ cứng mạnh và phù hợp hơn với các vật liệu cứng .
Chân
Shank được kết nối với trục chính máy công cụ . Máy cắt bóng cao cấp sử dụng thân cacbua tích hợp để đảm bảo độ chính xác và cường độ ở tốc độ cao .}
Lớp phủ
TIALN, ALCRN, v.v.
Các khu vực ứng dụng của các nhà máy kết thúc mũi bóng
Sản xuất khuôn
Công nghiệp, chẳng hạn như khuôn phun, khuôn đúc chết và khuôn dập, máy cắt bóng gần như là công cụ tiêu chuẩn để hoàn thiện khoang 3D ., khi có nhiều phi lê và đường cong trên bề mặt khuôn, máy cắt phẳng không có khả năng .}
Không gian vũ trụ
Các Gia công của các bộ phận cấu trúc máy bay, lưỡi tuabin hoặc nacelles động cơ thường liên quan đến các bề mặt độ cong lớn . Máy cắt kết thúc bóng có thể đạt được cắt đường viền không bị gián đoạn để cải thiện tính nhất quán một phần và chất lượng bề mặt .
Thiết bị y tế
Các bộ phận bề mặt dạng tự do phức tạp, cấy ghép hông và đầu gối, phải sử dụng máy cắt bóng để đạt được sự chuyển đổi trơn tru .
Ngành công nghiệp ô tô
Trong quá trình xử lý khuôn động cơ và hộp số, máy cắt bóng được sử dụng rộng rãi để xử lý khoang, đặc biệt là trong các thép cứng như H13 và SKD 61. Việc sử dụng các lớp phủ thích hợp có thể mở rộng hiệu quả tuổi thọ công cụ .
Nghệ thuật và điêu khắc
Khắc gỗ, chạm khắc bằng đá, và thậm chí là các tác phẩm điêu khắc cứu trợ trong đồ trang sức thường được xử lý với máy cắt bóng vi mô để đạt được kết quả tự nhiên và mượt mà .
Các loại máy cắt kết thúc bóng phổ biến
Máy cắt kết thúc bóng thường được sử dụng trong gia công CNC, chủ yếu để gia công các đường viền phức tạp như bề mặt ba chiều, sâu răng và khuôn . Thiết kế kết thúc bóng có thể đạt được liên kết đa trục, giảm phân tích cấu trúc {{4
Máy cắt kết thúc bóng tích phân
Đầu máy cắt và thanh cắt của máy cắt phay kết thúc bóng tích hợp được làm bằng cùng một vật liệu, và vật liệu phổ biến là thép tốc độ cao (HSS) hoặc cacbide . Đầu bóng của nó được chia thành một phần mở rộng. ETC .
Máy cắt kết thúc bóng hàn
Đầu (cacbua) được kết nối với thân thép bằng cách hàn . cạnh cắt kết thúc bóng có thể được hình thành bằng cách hàn nhiều lưỡi hoặc hàn toàn bộ . nó thường được sử dụng cho các mặt trước và mức độ tương đối
Máy cắt kết thúc bóng có thể lập chỉ mục
Lưỡi dao cacbua có thể lập chỉ mục được cài đặt trên thanh công cụ ., lưỡi thường là đa giác và tạo thành một cấu hình cắt hình cầu thông qua một sự sắp xếp cụ thể . Lưỡi dao có thể được thay thế hoặc thay thế Cắt .
Micro Ball End Mill
Các công cụ cacbua rắn có đường kính thường nhỏ hơn 3 mm .} đầu bóng là mặt đất cực kỳ chính xác và thân cây mỏng để phù hợp với việc xử lý các cấu trúc nhỏ . Không thể thay thế khi xử lý các bề mặt dạng tự do và các mẫu tốt .
Máy cắt kết thúc bóng phủ
Máy cắt đầu bóng được phủ được phủ Tialn, DL, C và các lớp phủ khác trên bề mặt dụng cụ để tăng cường khả năng chống nhiệt độ cao và độ bôi trơn và mở rộng tuổi thọ của công cụ . Loại công cụ này đặc biệt phù hợp để gia công. được chọn theo các đặc điểm vật liệu .
Máy cắt bóng nhiều cạnh
Máy cắt kết thúc bóng nhiều cạnh được thiết kế với nhiều cạnh cắt (2- edge, 4- cạnh) trên thân máy cắt để cải thiện hiệu quả xử lý và khả năng loại bỏ chip . Loại rãnh nên được chọn theo vật liệu .
Những vật liệu nào phù hợp cho máy cắt bóng?
Hợp kim nhôm và đồng
Hợp kim nhôm và đồng là các kim loại màu không mềm tương đối phù hợp để gia công với máy cắt đầu bóng . máy cắt bóng có thể đạt được các bề mặt mịn trên các vật liệu này, đặc biệt là trong gia công của các bề mặt cong phức tạp hoặc các vật liệu cắt giảm
Kính đúc
Thép khuôn (P20, H13, v.v. tham số để tránh hao mòn quá mức .
Thép cứng
Thép cứng đòi hỏi phải có khả năng chống mài mòn cực cao của công cụ và máy cắt đầu bóng phải được làm bằng vật liệu siêu cứng để được xử lý hiệu quả . Nó thường được sử dụng trong giai đoạn hoàn thiện để xử lý bề mặt phức tạp của phôi có độ cứng cao với độ sâu cắt nhỏ và tốc độ thức ăn thấp, nhưng phải cẩn thận để tránh {3
Đồng và đồng thau
Đồng và đồng thau có độ dẻo tốt và khả năng chống cắt thấp, rất phù hợp để xử lý công cụ bóng end . Các công cụ kết thúc bóng có thể tránh được vấn đề bám dính vật liệu có thể do các công cụ cắt góc cạnh (và đặc biệt phù hợp với các bộ phận có khả năng thay đổi bề mặt.
Nguyên tắc của Ball End Mill trong chế biến CNC
Trong gia công CNC, các nhà máy kết đầu bóng thực hiện gia công đường viền ba chiều trên phôi bằng cách xoay các cạnh cắt .Máy CNC dụng cụ di chuyển theo đường dẫn được lập trình theo điều khiển liên kết đa trục, do đó lưỡi dao đầu bóng tạo thành tiếp xúc điểm liên tục với phôi và vật liệu được loại bỏ lớp bằng lớp thông qua chuyển động cắt tiếp tuyến . Độ chính xác hoàn thiện và hình dạng, chẳng hạn như khuôn và các bộ phận hàng không vũ trụ . Các tham số cắt cần được tối ưu hóa theo độ cứng và đường kính công cụ vật liệu để tránh rung động công cụ hoặc quá tải, và nên sử dụng chất làm mát để đảm bảo tản nhiệt và hiệu quả loại bỏ chip .}}
Sự khác biệt giữa các nhà máy kết thúc mũi bóng và các nhà máy đầu khác là gì?
Các nhà máy kết thúc mũi có đầu cắt bán cầu, làm cho chúng lý tưởng cho các bề mặt cong và vòng cung đường viền, trong khi các nhà máy đầu khác (khớp phẳng hoặc góc-radius) có các cạnh phẳng hoặc hơi tròn, phù hợp hơn với cắt thẳng, vai vuông và máy nghiền phẳng .}
| Tính năng | Máy nghiền mũi bóng | Các nhà máy đầu kia (phẳng, góc-radius) |
|---|---|---|
| Hình dạng đầu | Bán cầu | Bán kính góc phẳng hoặc nhỏ |
| Tốt nhất cho | Đường viền 3D, bề mặt cong, rãnh | Bề mặt phẳng, cạnh sắc và phay bên |
| Lực cắt | Phân phối, lý tưởng để hoàn thiện | Tập trung, phù hợp cho MRR thô/MRR cao |
| Bề mặt hoàn thiện | Đường cong mịn (tỷ lệ thức ăn thấp hơn) | Độ chính xác của mặt phẳng cao (tỷ lệ thức ăn cao hơn) |
| Ứng dụng | Khuôn, hình dạng phức tạp, khắc | Khe, chìa khóa, phay mặt |
| Giới hạn | Tốc độ cắt không ở trung tâm (rủi ro mặc) | Nồng độ căng thẳng ở các góc sắc nét |
Làm thế nào để chọn một nhà máy kết thúc bóng phù hợp?
● Đầu tiên là vật liệu xử lý . Các vật liệu khác nhau yêu cầu các công cụ của các công cụ khác nhau . Thép tốc độ cao hoặc các công cụ cacbua được phủ đặc biệt với các cạnh cắt sắc nét phù hợp để xử lý hợp kim nhôm; Các công cụ cacbua có khả năng chống mài mòn tốt là cần thiết để xử lý thép; và vật liệu composite có thể yêu cầu các công cụ phủ kim cương .
● Việc lựa chọn các tham số hình học cũng quan trọng như nhau . Đường kính công cụ phải được chọn theo kích thước của tính năng xử lý, thường là 1.2-1.5 lần bán kính độ cong tối thiểu của tính năng; Góc xoắn ảnh hưởng đến độ ổn định cắt và hiệu ứng loại bỏ chip, thường là 30-45 độ là tốt nhất; Độ dài lưỡi phải càng ngắn càng tốt để cải thiện độ cứng, nhưng phải đảm bảo độ sâu xử lý đủ . để xử lý khoang sâu, có thể chọn thiết kế cổ dài, nhưng các thông số cắt cần phải giảm .
● Cài đặt tham số cắt là chìa khóa để tối đa hóa hiệu suất công cụ . Một sự kết hợp hợp lý của tốc độ trục chính, tốc độ thức ăn, độ sâu cắt và độ rộng cắt có thể đạt được xử lý hiệu quả và chất lượng cao Hoàn thiện phù hợp với độ sâu cắt nhỏ và bước nhanh . cho các tham số cụ thể, tham khảo các giá trị được đề xuất của các nhà sản xuất công cụ và điều chỉnh theo hiệu ứng xử lý thực tế .}
Mẹo để cải thiện kết quả gia công và tuổi thọ công cụ
Chọn vật liệu công cụ phù hợp
Chọn vật liệu công cụ phù hợp theo các đặc tính của vật liệu xử lý . Ví dụ, cacbua xi măng phù hợp cho hầu hết các chế biến kim loại, trong khi CBN hoặc công cụ kim cương phù hợp hơn với vật liệu độ cứng cao .
Tối ưu hóa các thông số cắt
Và điều chỉnh hợp lý tốc độ cắt, tốc độ thức ăn và độ sâu cắt để tránh quá nóng công cụ gây ra bởi các thông số quá cao hoặc ma sát và hao mòn do các thông số quá thấp . Tìm điểm cân bằng tốt nhất thông qua các thí nghiệm hoặc mô phỏng phần mềm có thể cải thiện hiệu quả gia công và độ bền của công cụ.}}
Sử dụng công nghệ làm mát và bôi trơn
Để áp dụng đầy đủ chất làm mát để giảm nhiệt độ của khu vực cắt, giảm biến dạng nhiệt và độ bám dính của công cụ . đối với các vật liệu khó khăn, làm mát áp suất cao hoặc công nghệ bôi trơn tối thiểu có thể được sử dụng để mở rộng hiệu quả tuổi thọ của công cụ và cải thiện chất lượng bề mặt .}}}}
Giữ công cụ sắc nét và thường xuyên duy trì nó
Và làm sắc nét hoặc thay thế công cụ bị thụ động kịp thời để tránh tăng lực cắt do hao mòn cạnh . Kiểm tra hệ thống kẹp công cụ thường xuyên để đảm bảo nó được kẹp chặt để ngăn chặn sự chiêm hiệu hoặc giảm độ chính xác gia công do rung động .
Sử dụng các đường dẫn và chiến lược gia công hợp lý
Để tối ưu hóa đường dẫn công cụ khi lập trình, giảm đi du lịch trống và rẽ sắc nét, và sử dụng thức ăn cắt hoặc xoắn ốc để phân tán tải . Các chiến lược hợp lý có thể làm giảm tải tức thời trên công cụ và cải thiện sự ổn định của xử lý và cuộc sống .}
Giảm độ rung và tăng độ cứng
Độ rung rung động bằng cách giảm phần nhô ra, sử dụng công cụ làm hỏng độ rung hoặc tăng hỗ trợ phôi . Độ cứng của hệ thống gia công càng cao, lực trên công cụ càng được áp dụng, và nó càng có thể tránh được sự thay đổi cạnh và hao mòn bất thường .
Chọn Lớp phủ theo công cụ điều kiện làm việc
Lớp phủ có thể làm giảm hệ thống ma sát và dẫn nhiệt, phù hợp với tốc độ cao hoặc cắt khô . Chọn loại lớp phủ theo các điều kiện xử lý khác nhau có thể cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn công cụ và hiệu suất cắt .}
Tóm tắt
Là một công cụ cốt lõi cho gia công chính xác, việc lựa chọn và sử dụng chính xác các nhà máy kết thúc bóng là rất quan trọng đối với chất lượng và hiệu quả gia công . với sự phát triển liên tục của công nghệ gia công, công nghệ thiết kế và sản xuất của các nhà máy kết thúc cũng được cải tiến và áp dụng linh hoạt các kỹ thuật gia công khác nhau sẽ giúp nhân viên kỹ thuật và kỹ thuật đối phó với các thách thức gia công ngày càng phức tạp và tạo ra giá trị lớn hơn .