Rannsóknir á þráðvinnslutækni frá Boring and Milling Machining Center
Jan 17, 2024
Í tilteknu vinnsluferli er algengt að lenda í hlutum sem ekki er hægt að vinna á rennibekknum og í þessu tilviki þarf að vinna þræði á vinnslustöðinni. Almennt séð, til að bæta skilvirkni og gæði vinnslu, er hægt að nota handvirka tappa beint til að vinna hluta með minni þvermál. Til að vinna hluta með aðeins stærri þvermál er hægt að nota leiðindavél með krana. Þegar þvermál hlutans er stærra ætti að velja leiðinda- og fræsunarvinnslustöð til vinnslu.
1. Yfirlit yfir vinnsluverkfæri
1.1 Val á algengum verkfærum
Það eru tvær gerðir af skurðarverkfærum sem almennt er að sjá í vinnsluferlinu: sjálfsmíðuð þráðaborunarskera og sérhæfð margtanna fræsari.
Þar á meðal er hægt að nota sjálfsmíðuð þráðaborunarskera til að búa til samsvarandi leiðindaskera og verkfærastillingarsniðmát með því að nota vírskurðarvélar í samræmi við eiginleika nauðsynlegra þráða. Vegna þeirrar staðreyndar að hægt er að búa til heimatilbúna þráðaleiðindaskera með sumum fleygðum skurðarverkfærum og hægt er að aðlaga eftir þörfum, geta þeir unnið þræði af mismunandi gerðum og hæðum og náð markmiðinu um lágan kostnað og góða hagkvæmni. Hins vegar eru einnig nokkrir annmarkar, svo sem lítil vinnsluskilvirkni, auðvelt slit og verkfæri sem brotnar eru osfrv. Eins og er eru heimatilbúnir þráðarborunarskerar almennt notaðir í litlum lotuframleiðslu. Hlutarnir sem framleiddir eru af sérhæfða þráðum fjöltanna fræsara hafa góð gæði og mikil afköst og geta uppfyllt framleiðslukröfur hvað varðar slitþol og skurðhraða. Vegna þess að skurðarverkfærin eru sett saman, þegar blöðin eru skemmd, er hægt að skipta um þau til frekari notkunar. Hins vegar hafa slík skurðarverkfæri mikinn notkunarkostnað og sérstöðu og henta aðeins til fjöldaframleiðslu á miklu magni hluta.
1.2 Val á þvermál fræsara
Þegar við veljum þvermál fræsarans þurfum við að huga að nokkrum þáttum, þar á meðal framleiðslu skilvirkni, vinnslu nákvæmni hlutanna og hagkvæmni. Ef við lítum aðeins á framleiðsluhagkvæmni, þá er náttúrulega því stærra sem þvermál fræsarans er, því betra, því þvermál fræsarans táknar beinlínis stífleika verkfærisins og vinnsluhraða. Frá sjónarhóli vinnslu nákvæmni hluta er nauðsynlegt að velja fræsara með minni þvermál, þar sem skurðarkrafturinn sem samsvarar minni þvermál fræsarans verður einnig minni, sem getur tryggt gæði hlutaþráðarins. Við veljum fræsara með minna þvermál fyrir innri þráðavinnslu, sem er umtalsvert betra en að nota fræsara með stærra þvermál. Frá efnahagslegu sjónarhorni er nauðsynlegt að velja í samræmi við raunverulegar aðstæður unnu hlutanna til að bæta vinnslu skilvirkni og draga úr framleiðslukostnaði
2. Vinnsla þráða
2.1 Leiðinlegir þræðir á leiðindavélum
Aðferðin við að bora þræði á leiðindavél á reyndar margt líkt með þráðavinnslu á venjulegum rennibekk, en það er líka nokkur munur á þessu tvennu. Að vinna þræði á venjulegum rennibekk krefst margra aukabúnaðar eins og skiptihjóls og alhliða leiðindahaldara. Hins vegar er ekki lengur þörf á þessum aukahlutum þegar boraðir eru tvinna á vélar. Það er líka hægt að stilla sjálfstætt straumhraða á hvern snúning eða straumhraða á mínútu til að vinna þræði með hvaða hæð sem er. Hins vegar hefur þessi vinnsluaðferð einnig sínar takmarkanir. Í vinnsluferlinu eru öll leiðindaskera sem notuð eru til að bora þræði á borvélinni sjálfgerð, sem gerir það erfitt að tryggja magn fóðurs hverju sinni, sem leiðir til tíðar rusl.
1. Yfirlit yfir vinnsluverkfæri
1.1 Val á algengum verkfærum
Það eru tvær gerðir af skurðarverkfærum sem almennt er að sjá í vinnsluferlinu: sjálfsmíðuð þráðaborunarskera og sérhæfð margtanna fræsari.
Þar á meðal er hægt að nota sjálfsmíðuð þráðaborunarskera til að búa til samsvarandi leiðindaskera og verkfærastillingarsniðmát með því að nota vírskurðarvélar í samræmi við eiginleika nauðsynlegra þráða. Vegna þeirrar staðreyndar að hægt er að búa til heimatilbúna þráðaleiðindaskera með sumum fleygðum skurðarverkfærum og hægt er að aðlaga eftir þörfum, geta þeir unnið þræði af mismunandi gerðum og hæðum og náð markmiðinu um lágan kostnað og góða hagkvæmni. Hins vegar eru einnig nokkrir annmarkar, svo sem lítil vinnsluskilvirkni, auðvelt slit og verkfæri sem brotnar eru osfrv. Eins og er eru heimatilbúnir þráðarborunarskerar almennt notaðir í litlum lotuframleiðslu. Hlutarnir sem framleiddir eru af sérhæfða þráðum fjöltanna fræsara hafa góð gæði og mikil afköst og geta uppfyllt framleiðslukröfur hvað varðar slitþol og skurðhraða. Vegna þess að skurðarverkfærin eru sett saman, þegar blöðin eru skemmd, er hægt að skipta um þau til frekari notkunar. Hins vegar hafa slík skurðarverkfæri mikinn notkunarkostnað og sérstöðu og henta aðeins til fjöldaframleiðslu á miklu magni hluta.
1.2 Val á þvermál fræsara
Þegar við veljum þvermál fræsarans þurfum við að huga að nokkrum þáttum, þar á meðal framleiðslu skilvirkni, vinnslu nákvæmni hlutanna og hagkvæmni. Ef við lítum aðeins á framleiðsluhagkvæmni, þá er náttúrulega því stærra sem þvermál fræsarans er, því betra, því þvermál fræsarans táknar beinlínis stífleika verkfærisins og vinnsluhraða. Frá sjónarhóli vinnslu nákvæmni hluta er nauðsynlegt að velja fræsara með minni þvermál, þar sem skurðarkrafturinn sem samsvarar minni þvermál fræsarans verður einnig minni, sem getur tryggt gæði hlutaþráðarins. Við veljum fræsara með minna þvermál fyrir innri þráðavinnslu, sem er umtalsvert betra en að nota fræsara með stærra þvermál. Frá efnahagslegu sjónarhorni er nauðsynlegt að velja í samræmi við raunverulegar aðstæður unnu hlutanna til að bæta vinnslu skilvirkni og draga úr framleiðslukostnaði
2. Vinnsla þráða
2.1 Leiðinlegir þræðir á leiðindavélum
Aðferðin við að bora þræði á leiðindavél á reyndar margt líkt með þráðavinnslu á venjulegum rennibekk, en það er líka nokkur munur á þessu tvennu. Að vinna þræði á venjulegum rennibekk krefst margra aukabúnaðar eins og skiptihjóls og alhliða leiðindahaldara. Hins vegar er ekki lengur þörf á þessum aukahlutum þegar boraðir eru tvinna á vélar. Það er líka hægt að stilla sjálfstætt straumhraða á hvern snúning eða straumhraða á mínútu til að vinna þræði með hvaða hæð sem er. Hins vegar hefur þessi vinnsluaðferð einnig sínar takmarkanir. Í vinnsluferlinu eru öll leiðindaskera sem notuð eru til að bora þræði á borvélinni sjálfgerð, sem gerir það erfitt að tryggja magn fóðurs hverju sinni, sem leiðir til tíðar rusl.
Mynd 1
2.2 Fræsingarþræðir á borunar- og vinnslustöðvum
Algeng aðferðin sem við notum til að vinna þræði í vinnslustöðvum er þráðfræsing, sem framleiðir hluta með stöðugum gæðum og ströngum stærðarkröfum. Við vitum öll að þráðfræsing fer fram með þráðainterpolation. Með öðrum orðum, ferlið við að mala þræði er í raun ferlið við að nota þráðfræsi til að fræsa meðfram spíralinnskotsbrautinni. Vinnsluferil þráðfræsingar má skipta í þrjár gerðir: innflutningshluta, þráðavinnsluferils og útflutningshluta. Við vinnslu þráða þarf að flytja inn skurðarverkfærið frekar en að setja það beint inn. Almennt séð munum við nota línulega eða 1/4 bogaskurð. Mikilvægt er að finna fastan punkt áður en sett er í. Þegar við ljúkum innflutningsferlinu getum við komist að því að tólið hefur náð upphafspunkti fyrir vinnslu þráða. Við framkvæmum einnig fullkomna þráðainnskotsvinnslu á vinnustykkinu hér og framkvæmum síðan þráðfræsingu. Eftir að hafa lokið skurðarvinnslu, endurtaktu fyrri vinnslu þar til samsvarandi þráðarlengd er lokið í samræmi við vinnslukröfur. Í þessu ferli er mikilvægt að hafa í huga að lengd forritunar verður að vera heilt margfeldi af þræðinum. Eftir að hafa lokið lengd mölunarþráðarins þurfum við að láta verkfærið fljótt yfirgefa þráðinn til að forðast fyrirbæri lausra þráða. Við út- og innflutning eru allar eignir eins, nema í gagnstæða átt. Mynd 2 sýnir ferlið við að mala þræði:
Algeng aðferðin sem við notum til að vinna þræði í vinnslustöðvum er þráðfræsing, sem framleiðir hluta með stöðugum gæðum og ströngum stærðarkröfum. Við vitum öll að þráðfræsing fer fram með þráðainterpolation. Með öðrum orðum, ferlið við að mala þræði er í raun ferlið við að nota þráðfræsi til að fræsa meðfram spíralinnskotsbrautinni. Vinnsluferil þráðfræsingar má skipta í þrjár gerðir: innflutningshluta, þráðavinnsluferils og útflutningshluta. Við vinnslu þráða þarf að flytja inn skurðarverkfærið frekar en að setja það beint inn. Almennt séð munum við nota línulega eða 1/4 bogaskurð. Mikilvægt er að finna fastan punkt áður en sett er í. Þegar við ljúkum innflutningsferlinu getum við komist að því að tólið hefur náð upphafspunkti fyrir vinnslu þráða. Við framkvæmum einnig fullkomna þráðainnskotsvinnslu á vinnustykkinu hér og framkvæmum síðan þráðfræsingu. Eftir að hafa lokið skurðarvinnslu, endurtaktu fyrri vinnslu þar til samsvarandi þráðarlengd er lokið í samræmi við vinnslukröfur. Í þessu ferli er mikilvægt að hafa í huga að lengd forritunar verður að vera heilt margfeldi af þræðinum. Eftir að hafa lokið lengd mölunarþráðarins þurfum við að láta verkfærið fljótt yfirgefa þráðinn til að forðast fyrirbæri lausra þráða. Við út- og innflutning eru allar eignir eins, nema í gagnstæða átt. Mynd 2 sýnir ferlið við að mala þræði:
Mynd 2 Þráðfræsir og skýringarmynd vinnslu hennar
2.3 Kostir þráðfræsingar
Í hefðbundinni þráðavinnslu eru aðferðirnar við deyja, krana og snúning almennt notaðar. Hins vegar eru snúningsþræðir auðveldlega takmarkaðir af raunverulegri framleiðslu, sem gerir það að verkum að erfitt er að uppfylla kröfur um þræði með stórum þvermál og mjóa skaftþráða. Hraði kranans er tiltölulega hægur meðan á töppunarferlinu stendur og vegna þess að þörf er fyrir öfuga klippingu minnkar framleiðsluhagkvæmni enn frekar. Die sóar ekki aðeins mannafla og efnisauðlindum heldur hefur einnig litla framleiðsluhagkvæmni. Aftur á móti er mölunarþráður á borunar- og mölunarvinnslustöðvum ekki auðveldlega takmarkaður af ytri hlutum og vinnsluskilvirkni er einnig tiltölulega mikil.
Í ferli þráðfræsingar, vegna lítillar bakstraums þráðfræsarans og tiltölulega mikils snældarhraða, geta járnslípur sem myndast við mölun fljótt flogið frá vinnuyfirborðinu og þar með bætt gæði yfirborðs vinnustykkisins. Að auki getum við breytt fóðurhraða og hraða í samræmi við raunverulegar aðstæður til að stjórna yfirborðsgæði vinnustykkisins. Við fræsingu þráða hefur hvert verkfæri radíusuppbótargildi. Þess vegna, fyrir þræðina sem þarf að vinna, getum við annað hvort klárað vinnsluna í einu lagi eða breytt bótagildi tólsins í áföngum til að stjórna frekar nákvæmni hlutastærðarinnar þar til það uppfyllir framleiðslukröfur. Að auki, í sérstöku þráðavinnsluferli, er hægt að nota þráðfræsi til að vinna úr vinstri þræði, hægri þræði, innri þræði og ytri þræði sérstaklega. Ef krani eða deyja er valinn til að slá, og þvermál unnu hlutanna er öðruvísi, þá þarf að velja samsvarandi þvermál krana eða deyja. Af þessu má sjá að þráðfræsing hefur minni kraft og betra verkfæraefni sem leiðir til minna slits við notkun. Þess vegna verður framleiðsluhagkvæmni vinnsluþráða á flóknum hlutum verulega meiri en aðrar vinnsluaðferðir. Í samanburði við hefðbundnar þráðfræsingaraðferðir hefur það mikla kosti í vinnslu nákvæmni og skilvirkni, og er ekki takmörkuð af uppbyggingu þráðar og stefnu þráðar meðan á vinnslu stendur. Það getur náð þurrskurði, mikilli álagsskurði, efnisklippingu sem er erfitt að véla og ofurhraðaskurði (með allt að 400m/mín hraða), með mikilli vinnsluskilvirkni og yfirborðsgrófleika Ra0. 4 μ M. Það getur unnið úr öllum efnum, unnið hvaða þvermál þráða sem er með sömu halla, starfað í blindgötum og í gegnum göt og getur unnið þræði með hvaða kröfum sem er um að passa, umburðarlyndi eða staðsetningu.
2.4 Varúðarráðstafanir við fræsingu þráða
Áður en þráðfræsing er framkvæmd er nauðsynlegt að velja hæfilega stærð skurðarverkfærisins og blaðsins og ákvarða hæfilegan fjölda verkfæraflutninga og hæfilegan afturskurðarmagn miðað við raunverulegar aðstæður. Ef tryggt er að vinnslan á að vera lokið í einu lagi ætti að stjórna framlengingarlengd verkfærisins vel til að forðast skemmdir á verkfærinu vegna ófullnægjandi stífni. Í vinnsluferlinu er nauðsynlegt að forðast að losa skurðarverkfærin, fylgjast með kælingu verkfæranna og forðast skemmdir af völdum stöðugs núnings á verkfærunum. Að lokum, áður en þráðurinn er fræsaður, er nauðsynlegt að vinna neðsta gatið á þræðinum. Þegar þvermál botnholsins er lítið, notaðu bor til vinnslu, og þegar þvermálið er stórt, notaðu endafresuna eða leiðindaskera til að mala.
3. Niðurstaða
Fyrir sum flókin þráðvinnsluvandamál sem ekki er hægt að vinna á rennibekk, er hægt að nota leiðinda- og fræsunarvinnslustöð til að fræsa þræði. Milling þráða á leiðinlegu og fræsandi vinnslustöð getur tryggt gæði og stærðarkröfur þráðvinnslu. Allt ferlið hefur mikla vinnu skilvirkni og lágan nauðsynlegan kostnað, sem gerir það þægilegt fyrir þráðavinnslu á öllum völlum og hefur mikið úrval af forritum.
Í hefðbundinni þráðavinnslu eru aðferðirnar við deyja, krana og snúning almennt notaðar. Hins vegar eru snúningsþræðir auðveldlega takmarkaðir af raunverulegri framleiðslu, sem gerir það að verkum að erfitt er að uppfylla kröfur um þræði með stórum þvermál og mjóa skaftþráða. Hraði kranans er tiltölulega hægur meðan á töppunarferlinu stendur og vegna þess að þörf er fyrir öfuga klippingu minnkar framleiðsluhagkvæmni enn frekar. Die sóar ekki aðeins mannafla og efnisauðlindum heldur hefur einnig litla framleiðsluhagkvæmni. Aftur á móti er mölunarþráður á borunar- og mölunarvinnslustöðvum ekki auðveldlega takmarkaður af ytri hlutum og vinnsluskilvirkni er einnig tiltölulega mikil.
Í ferli þráðfræsingar, vegna lítillar bakstraums þráðfræsarans og tiltölulega mikils snældarhraða, geta járnslípur sem myndast við mölun fljótt flogið frá vinnuyfirborðinu og þar með bætt gæði yfirborðs vinnustykkisins. Að auki getum við breytt fóðurhraða og hraða í samræmi við raunverulegar aðstæður til að stjórna yfirborðsgæði vinnustykkisins. Við fræsingu þráða hefur hvert verkfæri radíusuppbótargildi. Þess vegna, fyrir þræðina sem þarf að vinna, getum við annað hvort klárað vinnsluna í einu lagi eða breytt bótagildi tólsins í áföngum til að stjórna frekar nákvæmni hlutastærðarinnar þar til það uppfyllir framleiðslukröfur. Að auki, í sérstöku þráðavinnsluferli, er hægt að nota þráðfræsi til að vinna úr vinstri þræði, hægri þræði, innri þræði og ytri þræði sérstaklega. Ef krani eða deyja er valinn til að slá, og þvermál unnu hlutanna er öðruvísi, þá þarf að velja samsvarandi þvermál krana eða deyja. Af þessu má sjá að þráðfræsing hefur minni kraft og betra verkfæraefni sem leiðir til minna slits við notkun. Þess vegna verður framleiðsluhagkvæmni vinnsluþráða á flóknum hlutum verulega meiri en aðrar vinnsluaðferðir. Í samanburði við hefðbundnar þráðfræsingaraðferðir hefur það mikla kosti í vinnslu nákvæmni og skilvirkni, og er ekki takmörkuð af uppbyggingu þráðar og stefnu þráðar meðan á vinnslu stendur. Það getur náð þurrskurði, mikilli álagsskurði, efnisklippingu sem er erfitt að véla og ofurhraðaskurði (með allt að 400m/mín hraða), með mikilli vinnsluskilvirkni og yfirborðsgrófleika Ra0. 4 μ M. Það getur unnið úr öllum efnum, unnið hvaða þvermál þráða sem er með sömu halla, starfað í blindgötum og í gegnum göt og getur unnið þræði með hvaða kröfum sem er um að passa, umburðarlyndi eða staðsetningu.
2.4 Varúðarráðstafanir við fræsingu þráða
Áður en þráðfræsing er framkvæmd er nauðsynlegt að velja hæfilega stærð skurðarverkfærisins og blaðsins og ákvarða hæfilegan fjölda verkfæraflutninga og hæfilegan afturskurðarmagn miðað við raunverulegar aðstæður. Ef tryggt er að vinnslan á að vera lokið í einu lagi ætti að stjórna framlengingarlengd verkfærisins vel til að forðast skemmdir á verkfærinu vegna ófullnægjandi stífni. Í vinnsluferlinu er nauðsynlegt að forðast að losa skurðarverkfærin, fylgjast með kælingu verkfæranna og forðast skemmdir af völdum stöðugs núnings á verkfærunum. Að lokum, áður en þráðurinn er fræsaður, er nauðsynlegt að vinna neðsta gatið á þræðinum. Þegar þvermál botnholsins er lítið, notaðu bor til vinnslu, og þegar þvermálið er stórt, notaðu endafresuna eða leiðindaskera til að mala.
3. Niðurstaða
Fyrir sum flókin þráðvinnsluvandamál sem ekki er hægt að vinna á rennibekk, er hægt að nota leiðinda- og fræsunarvinnslustöð til að fræsa þræði. Milling þráða á leiðinlegu og fræsandi vinnslustöð getur tryggt gæði og stærðarkröfur þráðvinnslu. Allt ferlið hefur mikla vinnu skilvirkni og lágan nauðsynlegan kostnað, sem gerir það þægilegt fyrir þráðavinnslu á öllum völlum og hefur mikið úrval af forritum.
