הקוצים לאחר העיבוד מאוד מעצבנים. קיומם של קוצים לא רק מפחית את דיוק העיבוד ואת איכות פני השטח של חומר העבודה, אלא גם משפיע על ביצועי המוצר, ולעיתים אף גורם לתאונות. עבור בעיית הקוצים שנוצרו, אנשים משתמשים בדרך כלל בתהליך השחרור כדי לפתור אותה. פירוק בור הוא תהליך לא פרודוקטיבי, אשר לא רק מייקר את עלות המוצר ומאריך את מחזור הייצור של המוצר, אלא גם גורם לגריטה של המוצר כולו עקב בירור לא נכון, מה שגורם להפסדים כלכליים. במאמר זה, המחבר מנתח תחילה באופן שיטתי את הגורמים העיקריים המשפיעים על היווצרותם של כתמי כרסום קצה, ודן בשיטות ובטכנולוגיות להפחתה ובקרה של כתמי כרסום מהתכנון המבני ועד לתהליך הייצור כולו.
1. הצורה העיקרית של קוצים בכרסום קצה
על פי מערכת הסיווג של חיתוך כתמי קצה חיתוך בתנועה, הכתמים הנוצרים בתהליך הכרסום הסופי כוללים בעיקר כתמים משני צידי הקצה הראשי, כתמים בכיוון החיתוך של חיתוך צד, כתמים בכיוון החיתוך של חיתוך תחתית, ולהזין ולהזין. ישנן חמש צורות של קוצים כיוונים (ראה איור 1).
תמונה איור 1 קוצים שנוצרו על ידי כרסום קצה
באופן כללי, בהשוואה לקוצים אחרים, לקומת כיוון החיתוך הנחתך מהקצה התחתון יש מאפיינים של גודל גדול והסרה קשה. מסיבה זו, מאמר זה לוקח את כיוון החיתוך שנחתך מהקצה התחתון כאובייקט המחקר העיקרי לביצוע מחקר. לפי גודל וצורת הקוצים בכיוון החיתוך של הקצה התחתון בכרסום קצה, ניתן לחלק אותם לשלושת הסוגים הבאים: קוצים מסוג I (גדולים בגודלם, קשים להסרה וגבוהים יותר בעלויות הסרה), סוג. קוצים II (קטנים יותר בגודל Small, לא ניתנים להסרה או הסרה בקלות) וקוצים מסוג III הם קוצים שליליים (ראה איור 2).
תְמוּנָה
איור 2 סוגי קוצים בכיוון החיתוך החתוכים מהקצה התחתון במהלך כרסום
שנית, הגורמים העיקריים המשפיעים על היווצרותם של קוצי כרסום קצה
היווצרות קוצים היא תהליך עיוות חומר מורכב מאוד. גורמים שונים כגון תכונות חומר היצירה, גיאומטריה, טיפול פני השטח, גיאומטריית הכלים, מסלול חיתוך הכלים, בלאי הכלים, פרמטרי חיתוך ושימוש בנוזל קירור, כולם משפיעים ישירות על היווצרותם של קוצים. איור 3 הוא דיאגרמת בלוקים של גורמים המשפיעים על כתמי כרסום קצה. בתנאי כרסום ספציפיים, הצורה והגודל של כתמי כרסום קצה תלויים בהשפעות המשולבות של גורמים משפיעים שונים, אך לגורמים שונים יש השפעות שונות על היווצרות כתמים.
תְמוּנָה
איור 3 דיאגרמת בקרה סיבתית של היווצרות קוצי כרסום
1. כניסה/יציאה של הכלי
באופן כללי, הקום שנוצר כאשר הכלי מוברג החוצה מחומר העבודה גדול יותר מהקמט שנוצר כאשר הכלי מוברג לתוך חלק העבודה.
2. זווית חיתוך מישורית
לזווית החיתוך המישורית יש השפעה רבה על היווצרות של קוצים בכיוון החיתוך של חיתוך הקצה התחתון. זווית החיתוך המישורית מוגדרת ככיוון מהירות החיתוך (סינתזה וקטורית של מהירות הכלי ומהירות ההזנה) והזווית בין הכיוונים של פני קצה החומר. הכיוון של קצה חומר העבודה הוא מנקודת ההתברגות של הכלי לנקודת ההתברגות של הכלי.
תוצאות הבדיקה מראות כי גובה הקוץ משתנה עם עומק החיתוך, כלומר, הקוץ משתנה מקוביות מסוג I לקודם מסוג II עם הגדלת עומק החיתוך. עומק הכרסום המינימלי המייצר כתמים מסוג II נקרא בדרך כלל עומק החיתוך הגבול, מבוטא ב-dcr. איור 4 מציג את ההשפעה של זווית עופרת שטוחה ועומק החיתוך על גובה הקוצים בעת עיבוד של סגסוגת אלומיניום.
תְמוּנָה
איור 4 צורת קוצים וזווית חיתוך מישורית ועומק החיתוך
ניתן לראות מאיור 4 שככל שזווית החיתוך המטוס גדולה יותר, כך עומק החיתוך המגביל גדול יותר; כאשר זווית החיתוך המישורית גדולה מ-120 מעלות, גודלו של הקוצים מסוג I גדול יותר, וגם עומק החיתוך המגביל עבור המעבר לקומת מסוג II גדול. לכן, זווית חיתוך מישורית קטנה תורמת ליצירת קוצים מסוג II, מכיוון שככל ש-φ קטן יותר, הקשיחות התומכת של משטח הטרמינל משופרת יחסית, והסבירות להיווצרות הקוצים פחותה.
לגודל ולכיוון מהירות ההזנה תהיה השפעה מסוימת על הגודל והכיוון של המהירות המרוכבת v, ולאחר מכן תהיה השפעה על זווית החיתוך המישורית והיווצרות קוצים. לכן, ככל שמהירות ההזנה וזווית ההיסט של קצה היציאה גדולים יותר, כך φ קטן יותר, דבר המסייע יותר לדיכוי היווצרות של קוצים גדולים יותר (ראה איור 5).
תְמוּנָה
איור 5 השפעת כיוון ההזנה על היווצרות קוצים
3. רצף יציאת האף של הכלי EOS
במהלך כרסום קצה, גודל הקוצים נקבע במידה רבה על ידי רצף היציאה של קצות הכלים. כפי שמוצג באיור 6: נקודה A היא הנקודה על קצה החיתוך הקטן, נקודה C היא הנקודה על קצה החיתוך הראשי, ונקודה B היא הקודקוד של חרטום הכלי. ההנחה היא שחטום הכלי חד, כלומר, הרדיוס של קשת אף הכלי אינו נחשב. אם קצה ה-BC יוצא מחומר העבודה תחילה, וקצה ה-AB יוצא מחומר העבודה מאוחר יותר, השבבים תלויים על המשטח המעובד, וככל שהכרסום מתקדם, השבבים נדחפים החוצה מחומר העבודה, יוצרים קצה תחתון גדול יותר וחותכים החוצה. כיוון החיתוך נורה. אם קצה ה-AB יוצא מחומר העבודה תחילה, וקצה ה-BC יוצא מחומר העבודה מאוחר יותר, השבב תלוי על משטח המעבר ונחתך מחומר העבודה, ויוצר קצה תחתון בגודל קטן יותר שחותך את כתמי כיוון החיתוך.
תְמוּנָה
איור 6 רצף היציאה של אף הכלי והיווצרות של קוצים
הניסוי מראה:
①רצף יציאת חרטום הכלי ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA שגורם לגודל הקוצים להגדיל ברצף.
② התוצאות המיוצרות על ידי EOS זהות, אך תחת אותו רצף יציאה, גודל הקוצים המיוצר על ידי חומרים פלסטיים גדול מזה המיוצר על ידי חומרים שבירים. רצף היציאה של חרטום הכלי אינו קשור רק לצורה הגיאומטרית של הכלי, אלא גם קשור לגורמים כמו קצב הזנה, עומק כרסום, גודל גיאומטרי של חלק העבודה ותנאי חיתוך. זהו שילוב של גורמים שונים המשפיעים על היווצרות קוצים.
4. השפעת גורמים אחרים
① פרמטרים של כרסום, טמפרטורת כרסום, סביבת חיתוך וכו' ישפיעו גם הם על היווצרותם של קוצים. ההשפעה של כמה גורמים עיקריים כמו מהירות הזנה, עומק כרסום וכו' משתקפת על ידי התיאוריה של זווית חיתוך המטוס ותיאוריית ה-EOS של רצף יציאת האף של הכלי. אני לא אכנס כאן לפרטים.
②ככל שהפלסטיות של חומר העבודה טובה יותר, כך קל יותר ליצור כתמים מסוג I. בתהליך של כרסום קצה של חומרים שבירים, אם קצב ההזנה או זווית החיתוך המטוס גדולה, זה תורם להיווצרות של קוצים מסוג III (ליקויים).
③כאשר הזווית בין משטח הקצה של חומר העבודה למישור המעובד גדולה מזווית ישרה, ניתן לדכא את היווצרותם של כתמים עקב קשיחות התמיכה המשופרת של משטח הקצה.
④השימוש בנוזל כרסום תורם להארכת חיי הכלי, להפחתת בלאי הכלים, לשימון תהליך הכרסום ולהקטנת גודל הקוצים.
⑤ ללבוש הכלים יש השפעה רבה על היווצרותם של קוצים. כאשר הכלי נשחק במידה מסוימת, הקשת של קצה הכלי גדלה, לא רק גודל הקוצים בכיוון יציאת הכלי גדל, אלא גם גודל הקוצים בכיוון חיתוך הכלי. המנגנון צריך להיחקר לעומק.
⑥לגורמים אחרים כגון חומר כלי יש גם השפעה מסוימת על היווצרותם של קוצים. באותם תנאי חיתוך, כלי יהלום מועילים יותר לדיכוי היווצרות כתמים מאשר כלים אחרים.
שלוש, הדרך הבסיסית לשלוט על היווצרות כתמי כרסום
היווצרות כתמי כרסום קצה מושפעת מגורמים רבים, היא לא קשורה רק לתהליך הכרסום הספציפי, אלא גם קשורה למבנה היצירה, גיאומטריית הכלים וגורמים נוספים. כדי לצמצם את כתמי הכרסום הקצה, יש לשלוט ולצמצם את יצירת הכתמים מהיבטים רבים.
1. תכנון מבני סביר
היווצרות הקוצים מושפעת במידה רבה מהמבנה של חומר העבודה. המבנה של חומר העבודה שונה, וגם הצורה והגודל של הקוצים בקצוות לאחר העיבוד שונים מאוד. אם חומר היצירה וטיפול פני השטח נקבעים מראש, הגיאומטריה והקצוות של חומר העבודה הם גורם חשוב בקביעת היווצרותם של קוצים.
2. רצף עיבוד מתאים
כפי שמוצג באיור 7, לרצף העיבוד יש גם השפעה מסוימת על הצורה והגודל של כתמי כרסום קצה. בהתאם לצורתם ולגודלם של הקוצים, עומס העבודה והעלויות הנלוות של פירוק הם גם שונים. לכן, בחירת רצף עיבוד מתאים היא דרך יעילה לצמצם את עלות השחרור.
תְמוּנָה
(a) (b)
איור 7 בחר את שיטת בקרת רצף העיבוד
באיור 8a, אם קודם קודחים את החור ולאחר מכן כוחנים את המטוס, נוצרים בקלות כתמי חיתוך וכרסום גדולים על היקף החור; אם המטוס נטחן קודם ולאחר מכן קודחים את החור, יש רק קוביות קידוח וחיתוך קטנות על היקף החור. באופן דומה, באיור 8b, גודל הקוץ שנוצר על ידי כרסום המשטח העליון תחילה ולאחר מכן כרסום קווי המתאר הקעור קטן מזה שנוצר על ידי עיבוד קו המתאר הקעור תחילה ולאחר מכן כרסום המישור.
תְמוּנָה
(a) (b)
איור 8 שליטה בשיטת נתיב הכלי
3. הימנע מיציאת הכלי
הימנעות מנסיגת הכלים היא דרך יעילה להימנע מהיווצרות פקעות, מכיוון שנסיגת הכלים היא הגורם העיקרי להיווצרות קוביות בכיוון החיתוך. בדרך כלל, חותך הכרסום מייצר כתמים גדולים יותר כאשר הוא מוברג מחומר העבודה, וקורים קטנים יותר כאשר הוא מוברג לתוך חומר העבודה. לכן, יש להימנע מחותך הכרסום להסתחרר ככל האפשר במהלך העיבוד.
4. בחר את מסלול החיתוך המתאים
מהניתוח הקודם, ניתן לראות שכאשר זווית החיתוך של המטוס קטנה מערך מסוים, גודל הקוץ שנוצר קטן יותר. ניתן לשנות את זווית חיתוך המטוס על ידי שינוי רוחב הכרסום, קצב ההזנה (גודל וכיוון) ומהירות הסיבוב (גודל וכיוון). לכן, ניתן למנוע יצירת קוצים מסוג I על ידי בחירת נתיב כלי מתאים.
5. בחר את פרמטרי הטחינה המתאימים
לפרמטרים של כרסום קצה (כגון הזנה לכל שן, רוחב כרסום קצה, עומק כרסום קצה וזווית גיאומטרית של הכלי וכו') יש השפעה מסוימת על היווצרות כתמים.
היווצרותם של כתמי כרסום קצה מושפעת מגורמים רבים, הגורמים המשפיעים העיקריים הם: יציאת/כניסת כלי, זווית חיתוך מישור, רצף יציאת חרטום הכלי, פרמטרי כרסום וכו'. הצורה והגודל הסופיים של הדק הם תוצאה של שילוב של גורמים.
החל מכל התהליך של תכנון מבנה חומר, סידור טכנולוגיית עיבוד, צריכת כרסום ובחירת כלים, מאמר זה מנתח את גורמי ההשפעה העיקריים של כתמי כרסום, ומציג את שיטת השליטה במסלול חותך הכרסום, בחירת רצף העיבוד המתאים ושיפור עיצוב המבנה. הטכנולוגיה, התהליך והשיטה לדיכוי או הפחתה של כתמי כרסום, כמו השיטה, מספקים פתרון טכני בר ביצוע לשליטה אקטיבית בגודל הכתמים, שיפור איכות המוצר, הפחתת עלויות וקיצור מחזור הייצור בכרסום.
