Come affrontare le frequenti vibrazioni durante l'alesatura di cavità profonde e il crescente numero di pezzi scartati?

L'alesatura di fori profondi è sempre stata un problema difficile nella lavorazione meccanica e degli stampi. In precedenza, un compagno di classe ha riscontrato una lavorazione con foro profondo 48 su uno stampo per tubo di gomma × 215 mm, spero di annotare i buchi che ha attraversato e di fornirti aiuto e riferimento.
1, analisi del disegno della parte e pianificazione del processo
Analisi del disegno della parte
La parte dello stampo del tubo in gomma mostrata nella Figura 1 ha 4 diametri di 48 × È necessario realizzare un foro con una profondità di 215 mm. Dimensioni esterne 420 × duecentosettanta × 250 mm, con 4 scanalature sui lati superiore, inferiore, sinistro e destro. La superficie del foro presenta gradini e su entrambi i lati sono presenti piani inclinati come superficie di adattamento della fila.

Figura 1 Parti dello stampo per tubi in gomma
Le dimensioni del pezzo sono mostrate in figura. Il requisito del processo per questa parte è che la rastremazione del foro non possa superare {{0}},1 mm e che il valore di rugosità superficiale sia Ra3,2 μ m. La tolleranza della dimensione della spaziatura dei fori non può superare 0.03 mm e la perpendicolarità è 0.03 mm. Il prodotto di questo stampo è un tubo di vetro, con uno spessore di parete di soli 0,8 mm. Il cliente richiede che non vengano ricevuti spessori superiori a 0,8mm. Si può dire che più sottile è, meglio è, per risparmiare sui costi.
A quel tempo, non avevo davvero fiducia in una parte così difficile. Sebbene la nostra unità fosse responsabile solo della lavorazione di fori noiosi per cavità profonde, altri clienti potevano collaborare alla lavorazione. Dopo molteplici tentativi, è stato sviluppato un piano di elaborazione semplice e ragionevole.
Pianificazione del processo
Sequenza di lavorazione semplice prima delle parti noiose
Dopo che il materiale finito è stato restituito, la fresatrice elabora prima le posizioni delle scanalature su entrambi i lati, come mostrato nella Figura 1, dove B ed E vengono prima sgrossati e poi rifiniti, fino al raggiungimento del numero.
Il gradino sul lato anteriore della lavorazione è grezzo, con un margine di 0,5 mm su un lato, come mostrato nella Figura 1 nei punti A e F.
Il gradino sulla superficie inferiore della lavorazione deve essere irruvidito, con un margine di 0,5 mm su un lato, come mostrato nelle posizioni C e D.
Quindi reinstallare la tavola di calibrazione della pinza, centrarla su tutti e quattro i lati, forare il centro per il posizionamento e utilizzare punte da trapano con diametro di 10 mm, 24 mm e 35 mm per elaborarla gradualmente. Infine, utilizzare una punta da trapano del diametro di 44 mm per forarlo e irruvidirlo.
Al termine, levigare la superficie e il fondo della grande rettificatrice ad acqua, come mostrato nella Figura 2, e garantire un parallelismo di 0,03 mm.
Come mostrato nella Figura 1, un margine di lavorazione di precisione di 0,3 mm è riservato alla rettifica dei lati B ed E.
Il riferimento di bloccaggio e posizionamento delle parti
Il pezzo viene bloccato direttamente sul piano di lavoro CNC, con quattro piedini dello stampo fissati saldamente e calibrati con un errore controllato entro 0 0,03 mm.
2, lavorazione CNC di parti
Analisi del disegno della parte
Utensile per alesatura autocostruito: innanzitutto, realizzare un portautensile per alesatura come mostrato nella Figura 3, realizzato in materiale 837H. Innanzitutto, irruvidirlo, lasciare un margine di 0,5 mm, trattarlo termicamente e quindi utilizzare una smerigliatrice cilindrica esterna per la lavorazione, con l'obiettivo di garantire la coassialità. Acquista parti standard per portacoltelli piccoli con inserti lama 10 × 10 mm, lama facile da sostituire, garantendo le dimensioni.
L'angolo di inclinazione del portacoltello piccolo integrato è di 20 gradi e viene lavorato mediante taglio a filo con una vestibilità leggermente aderente. Praticare dei fori sul portautensile per alesatura con viti esagonali M6mm e bloccare il portautensile piccolo con le viti esagonali. Il portacoltelli piccolo standard è dotato di lame in lega dura, con un angolo di deviazione principale di 30 gradi e un angolo di spoglia di 15 gradi sulla superficie della lama posteriore. La punta della lama ha un angolo di R0,3~R0,4 mm e la superficie di contatto è ridotta al minimo per evitare vibrazioni.

Figura 2 Diagramma delle dimensioni della parte
Determinazione del piano di lavorazione
Piano di lavorazione fori 1
L'uso del taglio rapido del filo è il metodo più diretto e semplice, senza la necessità di tagli grossolani. Tuttavia, a causa della dimensione troppo profonda, pari a 215 mm, è difficile risolvere il problema del raffreddamento e del lavaggio durante la lavorazione ed è facile rompere il filo, con conseguenti valori di rugosità superficiale che non soddisfano i requisiti.
Piano di lavorazione fori 2
Utilizzando la lavorazione lenta del taglio del filo, a causa della profondità del foro, è facile rompere il filo, ma il costo di lavorazione per ciascun foro è di circa 1945 yuan e il costo totale del taglio del filo per lo stampo è di quasi 7700 yuan, di gran lunga superando il calcolo dei costi del cliente.
Piano di lavorazione fori 3
Lavorazione di fresatura esterna CNC, utilizzando una fresa allungata per caricare particelle di taglio rotonde o in lega diamantata, lavorazione di stratificazione profonda. A causa dell'ampia area di contatto, il suono durante ogni lavorazione di avanzamento e ritiro è molto forte e aspro, con conseguente scarsa ruvidità superficiale e precisione dimensionale. Ci sono anche occasionali scanalature invertite al centro e la rugosità non può essere controllata, ben lungi dal soddisfare lo standard.
Piano di lavorazione fori 4
Le lavorazioni di alesatura CNC vengono eseguite utilizzando il modello 850B, adatto a macchine utensili generiche. L'altezza dell'asse Z di questo modello è 500 mm, in grado di soddisfare i requisiti di lavorazione del portautensili per alesatura 230 e della profondità del foro del pezzo 250 mm. Il tempo di lavorazione per ciascun foro è di sole 2 ore, con elevata precisione di lavorazione. Il valore di rugosità superficiale e l'accuratezza dimensionale soddisfano i requisiti del disegno. Confrontando il costo, la precisione della lavorazione e la difficoltà della lavorazione, viene selezionato lo schema di lavorazione dei fori dello Schema 4.
Processo di alesatura CNC
Allineamento del morsetto
Sulla macchina utensile, stringere i quattro angoli del pezzo e livellare la posizione parallela e la planarità del pezzo. Se supera {{0}} 0,03 mm, riaffilare le parti superiore e inferiore del pezzo, altrimenti è difficile garantire la verticalità del foro. La tolleranza della tavola di calibrazione deve essere controllata entro 0,02 mm, con 4 facce divise in centri. La seconda superficie del gradino dovrebbe essere utilizzata come faccia zero per la lavorazione dell'asse Z e dovrebbe esserci spazio sufficiente per il sollevamento dell'utensile quanto più possibile.
Portautensili per alesatura
Per la prima lavorazione di sgrossatura, utilizzare un calibro per misurare la dimensione della lama per alesatura più alta del portautensile grande. Riserva circa {{0}},5 mm su un lato per la lavorazione di sgrossatura per facilitare la lavorazione di semiprecisione. L'angolo di deviazione principale della lama noiosa è di 30 gradi, l'angolo di spoglia della superficie della lama posteriore è di 15 gradi e l'angolo arrotondato della punta della lama è di R0,3~R0,4 mm. Cercare di ridurre il più possibile la superficie di contatto e le sollecitazioni per evitare che le vibrazioni causino l'inversione. La superficie della punta dell'utensile noioso sul pezzo è zero.
Programma noioso
Formato istruzione G76X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_;, G76 è una precisione istruzione noiosa, con le coordinate dei fori X/Y/Z. P rappresenta una pausa sul fondo del foro e Q rappresenta un offset di pausa dopo la lavorazione dell'utensile. Quando si solleva l'utensile è importante evitare di graffiare la parte lavorata.
Impostazioni dei parametri di lavorazione di sgrossatura
La velocità S è 120 giri/min, l'avanzamento F è 80 mm/min, la quantità di taglio è 1,0 mm e l'olio da taglio è refrigerante. La fluidità dell'olio deve essere buona e il raffreddamento è a posto.
Impostazioni dei parametri di lavorazione di semiprecisione
Una volta completata la lavorazione di sgrossatura, eseguire il conteggio e l'ispezione delle carte. La dimensione del foro interno profondo può essere misurata utilizzando un misuratore per fori interni, che solitamente ha un certo grado di conicità. La velocità S è 110 giri/min, l'avanzamento F è 70 mm/min e la quantità di taglio è 0,6 mm. L'olio da taglio è un liquido refrigerante e la fluidità dell'olio deve essere buona. Raffreddamento in atto per garantire la rugosità della lavorazione di precisione.
Impostazioni dei parametri di lavorazione di precisione
Elaborare ogni foro con una nuova lama, con una velocità S di 100 giri al minuto e una velocità di 60 mm al minuto. Misurare la posizione della lama con un micrometro e bloccare il piccolo portautensile per la lavorazione. Provare prima a forare, poiché è presente un gradino di 15 mm sulla superficie superiore del pezzo finché la dimensione non soddisfa i requisiti del disegno.
3, Programmazione

Spiegazione: La lavorazione di sgrossatura, la lavorazione intermedia e la lavorazione di precisione devono solo modificare i valori di F e S nel contenuto del programma.
Questo piano di lavorazione ha subito diverse migliorie in cantiere, a partire dal piano di lavorazione con fresatura sagomata. Durante il processo, l'utensile deve essere sollevato più volte per sostituire le particelle taglienti. Il tempo di lavorazione per ciascun foro è di circa 4 ore e il valore di rugosità del foro lavorato è molto gravoso per i clienti. Di conseguenza, la macchina impiega un giorno per risparmiare la lucidatura dello stampo di un foro nel secondo processo e la rotondità del foro circolare lucidato non è ancora qualificata.

Figura 3 Portautensile per alesatura
L'utilizzo della lavorazione di alesatura comporta principalmente l'impostazione dei due parametri di avanzamento e velocità. Il calcolo normale della velocità di avanzamento è Vc=π DN/1000. Dopo molteplici lavorazioni in loco e miglioramenti continui, il riassunto finale è che la velocità di lavorazione di precisione S è di 100 giri/min e l'avanzamento F è di 60 mm/min. Sebbene i risultati siano semplici e richiedano molto impegno, si conclude che la lavorazione intermedia/semi-precisione e la lavorazione di precisione possono essere completate una volta ciascuna e il tempo di lavorazione totale per ciascun foro è entro 2 ore. I valori di cilindricità e rugosità soddisfano tutti gli standard, riducendo i tempi di elaborazione secondaria del cliente, migliorando realmente l'efficienza produttiva e ricevendo elogi dal cliente.
Sebbene questo piano di lavorazione noioso finale sia semplice, il processo in effetti non è facile. Senza alcun dettaglio, l'effetto della lavorazione potrebbe essere diverso. La preoccupazione più grande per la barenatura di fori profondi è la paura delle vibrazioni durante il processo di lavorazione, che potrebbero causare una forza eccessiva e provocare deformazioni inverse e il pezzo verrà scartato. Pertanto, in termini di selezione della lama, precauzioni e altre impostazioni dei parametri di elaborazione, speriamo di fornire alcune misure preventive e di riferimento.