60 juegos de equipos, lo que resulta en largo
líneas de respuesta del producto y una gran área de ocupación del sitio. Su eficiencia de producción se ve completamente mejorada por la cantidad de procesos y márgenes de desglose de equipos. El camino del alto mecanizado CNC Centro de eficiencia de corte El mecanizado CNC, como representante de la productividad de fabricación avanzada en la fabricación moderna, desempeña un papel extremadamente importante en las industrias mecánica, aeroespacial y de moldes. Desde la década de 1990, los países de Europa, los Estados Unidos y Japón han estado compitiendo para desarrollar y aplicar una nueva generación de máquinas herramienta CNC de alta velocidad, lo que acelera el ritmo de desarrollo de las máquinas herramienta de alta velocidad. Velocidad del husillo del motor de la unidad de husillo de alta velocidad 15000 ~ 100000r / min, alta velocidad y aceleración / deceleración de las partes móviles de la velocidad de transferencia rápida de 60 ~ 120m / min, velocidad de alimentación de corte de hasta 60m / min, mecanizado de alta velocidad velocidad de alimentación central Hasta 80 m / min, velocidad del aire hasta 100 m / min. La velocidad de avance de la máquina herramienta HyperMach de CINCINNATI, EE. UU. Es de hasta 60 m / min, la velocidad es de 100 m / min y la velocidad del husillo ha alcanzado los 60,000 r / min. En términos de precisión de mecanizado, en los últimos 10 años, la precisión de mecanizado de máquinas herramienta CNC ha aumentado de 10 μm a 5 μm, los centros de mecanizado de precisión han aumentado de 3 a 5 μm a 1 a 1.5 μm, y ha comenzado la precisión de mecanizado de ultraprecisión para ingresar al nivel nanométrico (0.01 μm). El desarrollo y la aplicación de una nueva generación de máquinas herramienta CNC de alta velocidad, especialmente centros de mecanizado de alta velocidad, están estrechamente relacionadas con el corte a velocidad ultraelevada.
1. Diferencias en el nivel de corte entre los centros de mecanizado en el hogar y en el extranjero
En la actualidad, las velocidades de corte en torneado y fresado en países avanzados han alcanzado los 5,000 a 8,000 m / min o más; las velocidades del husillo de las máquinas herramientas son más de 30,000 rpm (algunas tan altas como 100,000 r / min o más). Por ejemplo, en el plano de fresado, la velocidad de corte en países extranjeros es generalmente superior a 1000 a 2000 m / min, mientras que el equivalente nacional es solo 1/12 a 1/15 del país extranjero, es decir, seco nacional 12 a 15 horas de vida equivalen a 1 hora seca extranjera. Según la encuesta, el tiempo real de corte de muchos centros de mecanizado es inferior al 55% del tiempo de trabajo. Por lo tanto, la forma de mejorar la eficiencia del procesamiento y reducir la tasa de rechazo se ha convertido en un problema común para muchas empresas. Una encuesta de la eficiencia de corte de los centros de mecanizado CNC en China descubrió que existen muchos problemas, como baja precisión de la herramienta, gran cantidad de desgaste de la cuchilla, acabado de procesamiento bajo y equipos de proceso sin igual.
2. Formas de mejorar la eficiencia del corte
(1) elección razonable de la cantidad de corte
Las nuevas tecnologías de corte como el corte en seco y el corte duro representadas por el corte a alta velocidad han demostrado muchas ventajas y una fuerte vitalidad, y se han convertido en la principal forma de fabricación de tecnología para mejorar la eficiencia y calidad del procesamiento y reducir los costos. La práctica ha demostrado que cuando la velocidad de corte aumenta 10 veces y la velocidad de alimentación aumenta 20 veces, más allá de la "zona prohibida" de corte tradicional, el mecanismo de corte ha experimentado un cambio fundamental. Como resultado, la tasa de eliminación de metal por unidad de potencia se mejora en un 30% a 40%, la fuerza de corte se reduce en un 30%, la vida útil de corte de la herramienta aumenta en un 70% y el calor restante en la pieza de trabajo muy reducido, y la vibración de corte casi se elimina. El proceso de corte dio un salto esencial hacia adelante. De acuerdo con la situación actual de las máquinas herramienta, para dar rienda suelta a la capacidad de mecanizado de alta velocidad de las herramientas avanzadas, se requiere un mecanizado de alta velocidad para aumentar el volumen de material eliminado por unidad de tiempo (tasa de eliminación de material Q).
Mientras selecciona una cantidad razonable de corte, intente elegir el cortador denso (el número de dientes de corte por pulgada de diámetro ≥ 3), aumente la alimentación por diente, mejore la productividad y la vida útil de la herramienta. Estudios experimentales relevantes han demostrado que cuando la velocidad de la línea es de 165 m / min y la alimentación por diente es de 0.04 mm, la velocidad de alimentación es de 341 m / min y la vida útil de la herramienta es de 30 piezas. Si la velocidad de corte aumenta a 350 m / min, la alimentación por diente es de 0,18 mm y la velocidad de alimentación es de 2785 m / min, que es el 817% de la eficiencia de mecanizado original, y la vida útil de la herramienta aumenta a 117 piezas.
(2) Elija un material de herramienta con buen rendimiento
En el proceso de corte de máquinas herramienta CNC, el papel de las herramientas de corte de metal no es menos que el vapor inventado por Watt. Los materiales utilizados para fabricar la herramienta deben tener alta dureza y resistencia al desgaste a altas temperaturas, resistencia a la flexión necesaria, resistencia al impacto e inercia química, buena procesabilidad (corte, forjado, tratamiento térmico, etc.) y no se deforman fácilmente. En la actualidad, los materiales de herramientas nacionales y extranjeros con buen rendimiento incluyen: cermets, herramientas revestidas de aleación dura, herramientas de cerámica, diamante policristalino (PCD) y herramientas de nitruro de boro cúbico (CBN). Tienen sus propias características y se adaptan a diferentes materiales de piezas de trabajo y velocidades de corte. CBN es adecuado para cortar aceros endurecidos de alta dureza y planchas duras. Por ejemplo, las herramientas de corte de cerámica y las herramientas de corte CBN se utilizan para mecanizar aceros de alta dureza (50 a 67HRC) y hierro fundido refrigerado. Entre ellos, las piezas de trabajo con una dureza de 60 a 65 HRC o inferior se pueden utilizar para herramientas de corte de cerámica. , Y 65HRC sobre la pieza de trabajo se utiliza herramienta de corte CBN; PCD es adecuado para cortar metales no ferrosos y aleaciones, plásticos y fibra de vidrio, etc., al procesar piezas de aleación de aluminio, el uso principal de herramientas de recubrimiento de película de diamante y PCD; herramientas de carbón Los aceros para herramientas de acero y aleación ahora se usan solo para herramientas tales como herramientas de perforación, matrices y grifos; Las herramientas recubiertas de aleación dura (como TiN recubierto, TiC, TiCN, TiAIN, etc.) tienen una alta dureza y una amplia gama de piezas de trabajo factibles. La temperatura de anti-oxidación generalmente no es alta, por lo que la mejora de la velocidad de corte también es limitada, generalmente en el rango de 400 ~ 500 m / min de procesamiento de partes de acero, y Al2O3 cubriendo dureza de alta temperatura, procesando en el rango de alta velocidad, su desgaste es mejor que los revestimientos TiC y TiN.
Además, los parámetros geométricos de la parte de corte de la herramienta de corte tienen una gran influencia en la eficacia de corte y la calidad de mecanizado. En el corte a alta velocidad, el ángulo de inclinación de la herramienta es generalmente 10 ° más pequeño que el del corte ordinario, y el ángulo posterior es de 5 ° -8 °. Para evitar el desgaste térmico en la punta de la herramienta, la punta de los bordes cortantes principal y auxiliar debe usarse con una punta redonda o una punta achaflanada para aumentar el ángulo local de la punta y aumentar la longitud del borde cortante cerca de la punta y la punta. volumen de material de herramienta. Mejore la rigidez de la herramienta y reduzca la rotura de la herramienta.
(3) Acelerar el desarrollo de la tecnología de recubrimiento
Desde su inicio, la tecnología de recubrimiento de herramientas ha desempeñado un papel importante en la mejora del rendimiento de la herramienta y la tecnología de procesamiento. Las herramientas recubiertas se han convertido en el símbolo de las herramientas modernas, y la proporción de herramientas en la herramienta ha excedido el 50%. A principios del siglo XXI, la proporción de herramientas recubiertas aumentará aún más, y se espera que la tecnología de recubrimiento de CBN sea técnicamente innovadora, y el excelente rendimiento de CBN se aplicará a más herramientas y procesos de corte (incluidos los sofisticados y herramientas complejas y herramientas de formación). Esto aumentará ampliamente el nivel de corte de los metales ferrosos procesados. Además, se acelerará el desarrollo y la aplicación de ultra-delgada ultra-multicapa a nanoescala y nuevos materiales de recubrimiento, y el recubrimiento se convertirá en la principal forma de mejorar el rendimiento de la herramienta.
(4) Seleccione cuchillas de alta precisión
La baja precisión de la cuchilla, la cantidad de agotamiento es demasiado alta, el acabado superficial de la fresa frontal se reducirá, e incluso aparecerá una zanja. El descentramiento de la cuchilla en una máquina herramienta CNC de alta precisión debe controlarse de 2 a 5 μm. Con el desarrollo de máquinas herramienta CNC, la apariencia del tratamiento de revestimiento de modificación de la superficie de la cuchilla (el sustrato es de acero de alta velocidad, carburo WCo, cermet basado en Ti), en gran medida, mejora la precisión de la cuchilla. Al mismo tiempo, han surgido varias nuevas estructuras de insertos intercambiables, como hojas de rasqueta eficientes para el torneado, hojas de fresado de forma compleja, cuchillas de extremo esférico y cuchillas de fresado de alta velocidad que evitan la espera de vuelo. Los insertos indexables han ingresado a la nueva etapa de desarrollo integral de materiales, revestimientos y surcos. De acuerdo con la combinación racional de materiales, revestimientos y tipos de surcos en el procesamiento de materiales y procesos de mecanizado, pueden desarrollarse cuchillas con los mejores resultados de mecanizado para cumplir con los requisitos. Diferentes requisitos para la tecnología de producción de mecanizado de corte de alta velocidad y alta velocidad.
(5) mejorar la calidad de las superficies mecanizadas
Mientras se mantiene la misma eficacia de corte (es decir, el mismo valor Q), aumentar la velocidad de corte puede mejorar el proceso de formación de viruta y aumentar la amortiguación de corte, suprimir el aleteo y, por consiguiente, reducir la cantidad de alimentación por cuchilla puede reducir la formación de rastros de la superficie de corte de la pista Altura, mejorar la rugosidad de la superficie, que es propicio para el procesamiento de piezas de precisión y moldes.
(6) Establezca un inventario razonable de herramientas
Las herramientas aquí son herramientas de alta eficiencia de corte, y el precio de estas herramientas es mayor. El mismo diámetro de la fresa, el precio de una buena herramienta puede ser varias veces o incluso más de diez veces el de una herramienta normal. Si una empresa mantiene una gran cantidad de buenas herramientas durante mucho tiempo, y estas herramientas no se pueden utilizar durante un tiempo prolongado, se acumularán fondos. Sin embargo, si una herramienta generalmente no se reserva, o si el número de reservas es demasiado pequeño, se agotará rápidamente y la nueva herramienta no podrá comprarse a la vez. Esto afectará inevitablemente la eficiencia del mecanizado CNC. Las revistas de herramientas de la mayoría de los centros de mecanizado de la empresa pueden acomodar más de 40 cortadores, y hay revistas de herramientas con diferentes números de cortadores como 60, 90, 120, etc. para elegir. El tiempo de intercambio entre herramientas es cada vez más corto. El tiempo de cambio de herramienta del BZ-26 de STEINEL en Alemania, MCC86 de MAKINO en Japón y el MAXIM500 de CINCINNATI en los EE. UU. Solo demora de 3 a 4 segundos.
(7) Abrazadera de afilado diseñada simple
Las fresas de corte tienen una alta eficiencia y son fáciles de usar. Son bienvenidos por los operadores. Sin embargo, el consumo de cuchillas es alto y el costo de uso es alto. En la mayoría de los casos, el daño de las cuchillas es causado por el desgaste del filo, por lo tanto, el re-molido y la reutilización de las cuchillas. La fábrica puede obtener mayores beneficios económicos. Los insertos de carburo cementado tienen alta dureza y baja eficiencia de molienda. El uso de la molienda de un solo chip no logrará el objetivo de ahorrar. Es necesario diseñar un accesorio sencillo y de alta eficiencia para realizar varias sujeciones a la vez.
(8) Selección de métodos de procesamiento
Los métodos de procesamiento se pueden dividir en dos tipos, molienda por aplastamiento y fresado en mostrador. El sistema de transmisión mecánica y la estructura del centro de mecanizado tienen mayor precisión y rigidez, el coeficiente de fricción de la superficie de movimiento relativa es pequeño, la holgura del componente de transmisión es pequeña, la inercia de la transmisión es pequeña y la relación de amortiguamiento es apropiado, por lo que se puede usar el molino triturador. Métodos de procesamiento para mejorar la eficiencia del procesamiento. Además, de acuerdo con la experiencia de procesamiento, la vida útil de la herramienta aumenta más de una vez en comparación con la fresadora de corte superior. El uso de un método de fresado asimétrico puede aumentar la vida útil de la herramienta de 2 a 3 veces.
(9) Elija una ruta de procesamiento razonable
Las máquinas herramienta CNC, especialmente los centros de mecanizado de cuatro ejes, generalmente son de una etapa de sujeción y mecanizado multieje, y todas tienen revistas de herramientas que pueden cambiar automáticamente las herramientas y darles forma una vez. Por lo tanto, determinar la ruta de procesamiento correcta y simple es la base para garantizar la calidad del procesamiento y mejorar la eficiencia. El principio de determinación de la ruta de procesamiento durante la programación es principalmente el siguiente: se deben garantizar los requisitos de precisión de procesamiento y rugosidad de la superficie de la pieza; la ruta de procesamiento debe acortarse tanto como sea posible, y se debe reducir el tiempo de viaje inactivo de la herramienta; el cálculo numérico debe ser simple y la cantidad de bloques debe reducirse para reducir el número de bloques. Programando la carga de trabajo. Para el mecanizado de orificios con altos requisitos de precisión de posición y tolerancias dimensionales, la ruta de procesamiento para diámetros de agujero de menos de 18 a 20 mm es: taladrado-taladrado-escariado-escariado, y para diámetros de orificio mayores de 18-20 mm. La ruta del proceso es la perforación - escariado - perforación áspera - perforación fina.
Además, gracias a la aplicación integrada de la tecnología de procesamiento, se puede reducir el número de instalaciones de piezas de trabajo, lo que puede acortar el tiempo de manipulación e instalación. Por ejemplo, un centro de mecanizado de cinco y cinco ejes y un torno vertical se combinan para formar un centro de mecanizado universal, y la mayoría (o la totalidad) del mecanizado de piezas se puede realizar de una vez.
(10) Selección de abrazaderas de la pieza de trabajo
Debido a la concentración del proceso durante el mecanizado CNC, se debe tener en cuenta el posicionamiento de los componentes, el diseño de sujeción, la selección de los dispositivos y el diseño. En primer lugar, la plantilla combinada debe usarse tanto como sea posible. Debido a la escasa flexibilidad del accesorio universal y la precisión de posicionamiento relativamente baja, se puede diseñar un accesorio especial cuando el lote del producto es grande y la precisión del procesamiento es alta. En segundo lugar, al seleccionar las herramientas, se debe facilitar el intercambio de herramientas y la medición en línea para evitar interferencias por colisión.
(11) Equipo auxiliar de centro de mecanizado debe estar equipado
En el centro de mecanizado, se utilizan dispositivos de medición como preajustes de herramientas, dispositivos de medición automática y detectores sofisticados. Con el dispositivo de medición automático, el operador no necesita asegurar la precisión del posicionamiento de las piezas, y no requiere que el operador mueva y ajuste las partes en cualquier momento para que coincida con ciertos sistemas de coordenadas fijas del programa de mecanizado, que puede reducir el tiempo de instalación. Con la ayuda de la medición, un proceso que requirió 2,5 horas, incluido el tiempo de montaje, se redujo a 1,5 horas. Además, la aplicación de estos dispositivos de medición también puede reducir los errores de mecanizado.
(12) Habilidades del operador y entrenamiento de conocimiento
La eficiencia de mecanizado de un centro de mecanizado depende en gran medida de la relación entre el tiempo de corte y el tiempo de trabajo del centro de mecanizado. Cuanto mayor es la relación, mayor es la eficiencia de mecanizado. Al mismo tiempo, el contenido tecnológico de los equipos modernos de procesamiento es cada vez más alto, y los requisitos de calidad para el personal son cada vez más altos. En la producción real, debido al bajo nivel técnico de personal y operación no calificada, el tiempo dedicado al tiempo de no procesado, como la depuración del programa y el cambio de piezas de trabajo es demasiado largo, lo que resulta en una baja eficiencia del procesamiento del centro de mecanizado. Además, su experiencia es muy escasa y carecen de orientación científica sobre los principios de procesamiento de control numérico, tecnología de control numérico, herramientas de control numérico y parámetros de corte. Por lo tanto, es muy necesario establecer un sistema integral de capacitación, preparar nuevos materiales didácticos adaptados al desarrollo de tecnologías modernas de corte y procesamiento, fortalecer el estudio del conocimiento teórico por parte del personal técnico y fortalecer los intercambios tecnológicos internos y externos entre empresas.
Cigüeñal del motor: después de que el mecanizado compuesto reemplazó a la nave anterior y entró en el siglo XXI, se han producido grandes cambios en el cigüeñal del motor en términos de procesos de fabricación, herramientas, etc. Liderando el proceso de torneado con múltiples cuchillas y el proceso de rectificado manual durante más de medio siglo, se está retirando gradualmente de la etapa histórica debido a la baja precisión de procesamiento y la escasa flexibilidad. La tecnología y el equipo de procesamiento de alta velocidad y alta eficiencia ingresan rápidamente a la industria automotriz y de fabricación de piezas, y la tecnología de mecanizado de composite de alta velocidad y alta eficiencia se ha aplicado en gran medida en el procesamiento y producción de cigüeñales, y será inevitable tendencia de desarrollo.
Equipo de tecnología de procesamiento de cigüeñales
En la actualidad, las líneas de producción de cigüeñales más antiguas en China están compuestas principalmente de máquinas herramientas y máquinas herramientas especiales, y su eficiencia de producción y automatización son relativamente bajas. El equipo de desbaste generalmente usa tornos de cuchillas múltiples para hacer girar las levas principales del cigüeñal y las espigas de las bielas. La calidad del proceso es de poca estabilidad y es fácil producir grandes esfuerzos de procesamiento, lo que dificulta el logro de una asignación de mecanizado razonable. El mecanizado general de cigüeñales, como la rectificadora de cigüeñales MQ8260, se utiliza generalmente para rectificado en bruto, semiacabado, rectificado fino y pulido. Por lo general, se usa la operación manual, y la calidad del mecanizado es inestable y la consistencia dimensional es pobre.
Una de las características principales de la línea de producción antigua es que hay demasiados equipos comunes. De acuerdo con el procesamiento de cigüeñales de hierro fundido dúctil, una línea de producción tiene de 35 a 40 conjuntos de equipos. El autor ha examinado una línea de producción de cigüeñales de acero forjado nacional. La desbaste adopta el mecanizado externo normal del eje principal y el cuello de la biela, y luego el eje principal de acabado con control numérico y el cuello de la biela, y luego pasa a través de múltiples procedimientos de rectificado y transferencias al mecanizado de acabado. Proceso. Por lo tanto, esta línea de producción tiene más de
La industria actual de fabricación de cigüeñales de motores de automóviles enfrenta los siguientes problemas:
1. Producción multi-variedad, lotes pequeños;
2. El tiempo de entrega es acortado en gran medida;
3. Reducir los costos de producción;
4. La aparición de materiales difíciles de cortar ha dificultado el procesamiento. Hay muchos problemas que deben abordarse en el procesamiento, como el corte duro;
5. Para proteger el medio ambiente, se requiere usar menos o ningún fluido de corte para lograr un corte en seco o un corte casi seco;