Ehilà! Come fornitore di inserti sulla fresatura, sono stato nel settore per un bel po 'di tempo e ho visto in prima persona quanto sia cruciale comprendere i fattori che influenzano la formazione di chip durante le operazioni di fresatura. In questo blog, condividerò alcune intuizioni su ciò che accade nella creazione dei chip perfetti quando si usano inserti di fresatura.
Proprietà materiali del pezzo
Uno dei fattori più significativi che influenzano la formazione di chip sono le proprietà del materiale del pezzo. Materiali diversi hanno caratteristiche uniche che determinano come si comporteranno quando tagliati da un inserto per la fresatura. Ad esempio, materiali come l'alluminio sono relativamente morbidi e duttili, il che significa che tendono a formare chip continui durante la fresatura. Questi chip possono essere lunghi e filanti e, se non correttamente gestiti, possono causare problemi come il bloccare i chip nella zona di taglio.
D'altra parte, i materiali come la ghisa sono fragili e tendono a formare chip discontinui. Questi chip si rompono in piccoli pezzi mentre vengono tagliati, il che può essere utile in termini di evacuazione dei chip ma possono anche portare ad un aumento dell'usura degli utensili a causa della natura abrasiva dei chip.
Materiali più duri, come le leghe di titanio, pongono le proprie sfide. Hanno un'elevata resistenza e una bassa conducibilità termica, che possono causare alte temperature di taglio e aumento dell'usura degli utensili. I chip formati da questi materiali sono spesso segmentati o segheggiati e il processo di taglio richiede un controllo attento per prevenire il guasto dell'utensile.
Parametri di taglio
I parametri di taglio che scegli possono avere un impatto enorme sulla formazione di chip. Cominciamo con la velocità di taglio. Se si esegue l'inserto di fresatura troppo velocemente, i chip possono formarsi troppo rapidamente, portando a una generazione di calore eccessiva e a potenziali danni allo strumento. Sul lato ribaltamento, se la velocità di taglio è troppo lenta, i chip potrebbero non rompersi correttamente, facendoli avvolgere l'utensile e influire sul processo di taglio.
La velocità di alimentazione è un altro parametro importante. Una velocità di avanzamento più elevata significa che viene rimosso più materiale per dente dell'inserto di fresatura, il che può provocare chip più spessi. Se la velocità di alimentazione è troppo alta, i chip possono diventare troppo grandi per evacuare correttamente, portando alla congestione del chip e alla scarsa finitura superficiale. Al contrario, una velocità di feed molto bassa può far sì che i chip siano troppo sottili, il che può aumentare il rischio di usura degli utensili a causa dell'aumento dell'attrito.
La profondità del taglio svolge anche un ruolo nella formazione di chip. Una profondità di taglio maggiore si tradurrà generalmente in chip più spessi. Tuttavia, aumentare la profondità del taglio troppo può mettere in stress eccessivo all'inserto di fresatura, portando a un fallimento prematuro dello strumento. Si tratta di trovare il giusto equilibrio tra questi parametri di taglio per ottenere una formazione ottimale del chip.
Geometria dell'utensile
La geometria dell'inserto di fresatura stessa è un fattore chiave nella formazione di chip. L'angolo di rastrello, ad esempio, influisce sul modo in cui si forma il chip e la quantità di forza richiesta per tagliare il materiale. Un angolo di rastrello positivo generalmente comporta una più facile formazione di chip e forze di taglio inferiori, ma può anche ridurre la resistenza del taglio. Un angolo di rastrello negativo, d'altra parte, aumenta la forza dell'autunno ma può rendere più difficile la formazione di chip.
Anche l'angolo di clearance è importante. Fornisce spazio per i chip per fluire lontano dalla zona di taglio. Se l'angolo di clearance è troppo piccolo, i chip possono strofinare contro il pezzo, aumentando l'attrito e la generazione di calore. Se è troppo grande, l'avanguardia può diventare più debole.
L'interruttore di chip è una caratteristica cruciale di molti inserti di fresatura. È progettato per rompere i chip in pezzi più piccoli e più gestibili, il che aiuta con l'evacuazione dei chip e riduce il rischio di inceppamento del chip. Sono disponibili diversi tipi di interruttori di chip e la scelta dipende dal materiale tagliato e dai parametri di taglio.
Rivestimento per utensili
I rivestimenti per utensili possono avere un impatto significativo sulla formazione di chip e sulle prestazioni complessive dello strumento. Un buon rivestimento può ridurre l'attrito tra l'inserto di fresatura e il pezzo, che aiuta nella formazione di chip ed evacuazione. Ad esempio, un rivestimento di nitruro di titanio (stagno) è una scelta popolare perché fornisce una superficie dura e resistente all'usura che può migliorare la durata dell'utensile e ridurre l'adesione dei chip allo strumento.
Altri rivestimenti, come il titanio carbonitruro (TICN) e l'ossido di alluminio (Al₂o₃), offrono proprietà diverse. I rivestimenti Ticn sono noti per la loro alta durezza e bassa attrito, il che può comportare una migliore formazione di chip e una ridotta usura degli utensili. I rivestimenti Al₂o₃ sono eccellenti nel resistere alle alte temperature, rendendoli adatti per tagliare materiali duri in cui la generazione di calore è una delle principali preoccupazioni.
Refrigerante e lubrificazione
L'uso del refrigerante o del lubrificante giusto può fare una grande differenza nella formazione di chip. I refrigeranti aiutano a ridurre la temperatura di taglio, che può impedire ai chip di sciogliersi o ad attaccarsi allo strumento. Assistono anche nell'evacuazione dei chip svuotando i patatine dalla zona di taglio.
Esistono diversi tipi di refrigeranti disponibili, come emulsioni a base d'acqua, refrigeranti sintetici e refrigeranti a base di olio. Le emulsioni a base d'acqua sono comunemente usate perché sono convenienti e forniscono buone proprietà di raffreddamento e lubrificazione. I refrigeranti sintetici sono spesso preferiti per la loro lunga durata e la cordialità ambientale. I refrigeranti a base di olio offrono una lubrificazione eccellente ma possono essere più costosi e richiedono uno smaltimento adeguato.
I lubrificanti, d'altra parte, possono ridurre l'attrito tra lo strumento e il pezzo, che può migliorare la formazione di chip e la finitura superficiale. Sono particolarmente utili quando si tagliano materiali soggetti all'adesione, come l'alluminio.
Rigidità della macchina
La rigidità della macinazione è spesso trascurata ma è un fattore importante nella formazione di chip. Una macchina rigida può resistere meglio alle forze di taglio, che aiuta a mantenere un processo di taglio stabile. Se la macchina non è abbastanza rigida, può vibrare durante il taglio, facendo sì che i chip si formino in modo irregolare e influenzano la finitura superficiale del pezzo.
Le vibrazioni possono anche portare a un'usura prematura degli strumenti e persino alla rottura degli utensili. Per garantire una formazione ottimale del chip, è essenziale utilizzare una macchina che è adeguatamente mantenuta e ha una rigidità sufficiente per l'operazione di taglio.
Design di inserimento di fresatura
Il design dell'inserto di fresatura stessa può influenzare notevolmente la formazione di chip. Ad esempio, la forma dell'inserto può influenzare il modo in cui i chip sono formati ed evacuati. Alcuni inserti sono progettati specificamente per determinati materiali o operazioni di taglio, con funzionalità che ottimizzano la formazione e le prestazioni dei chip.
Anche il numero di bordi di taglio sull'inserto di fresatura può svolgere un ruolo. Gli inserti con bordi più taglienti possono fornire una durata degli strumenti più lunga e una migliore evacuazione del chip, poiché il carico di lavoro è distribuito tra più denti.
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Riferimenti
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2008). Ingegneria e tecnologia di produzione. Pearson Prentice Hall.
- Trent, EM e Wright, PK (2000). Taglio del metallo. Butterworth-heinemann.
- Stephenson, DA e Agapiou, JS (2006). Macchinatura metallica: teoria e applicazioni. CRC Press.