Le processus de coupe du métal s'accompagne souvent de la génération de bavures. L'existence de bavures réduit non seulement la précision de traitement et la qualité de surface de la pièce, mais affecte également les performances du produit et provoque même parfois des accidents. L'ébavurage est un processus non productif, qui non seulement augmente le coût du produit et prolonge le cycle de production du produit, mais conduit également à la mise au rebut de l'ensemble du produit en raison d'un ébavurage inapproprié, entraînant des pertes économiques.
L'ébavurage étant si laborieux, mieux vaut trouver un moyen de le contrôler à la source. Aujourd'hui, nous allons apprendre à réduire la génération de bavures lors du fraisage en bout.
Principales formes de bavures en fraisage en bout
Selon le système de classification des bavures de bord de coupe-mouvement de coupe, les bavures générées dans le processus de fraisage en bout comprennent principalement des bavures des deux côtés du bord principal, des bavures dans le sens de coupe de la coupe latérale, des bavures dans le sens de coupe de la coupe inférieure, et alimentation et alimentation. Il existe cinq formes de bavures directionnelles (voir Figure 1).
D'une manière générale, par rapport aux autres bavures, la bavure de direction de coupe découpée à partir du bord inférieur présente les caractéristiques d'une grande taille et d'un retrait difficile. Pour cette raison, cet article prend la bavure de direction de coupe coupée du bord inférieur comme principal objet de recherche pour mener à bien la recherche. Selon la taille et la forme des bavures dans le sens de coupe du bord inférieur lors du fraisage en bout, elles peuvent être divisées en trois types suivants : Bavures de type I (taille plus grande, difficile à éliminer et coût d'élimination plus élevé), Type II les bavures (plus petite taille Small, ne peuvent pas être retirées ou retirées facilement) et les bavures de type III sont des bavures négatives (comme illustré à la figure 2).
Figure 2 Types de bavures dans le sens de coupe découpées sur le bord inférieur lors du fraisage
Les principaux facteurs affectant la formation de bavures de fraisage en bout
La formation de bavures est un processus de déformation de matériau très complexe. Divers facteurs tels que les propriétés du matériau de la pièce, la géométrie, le traitement de surface, la géométrie de l'outil, la trajectoire de coupe de l'outil, l'usure de l'outil, les paramètres de coupe et l'utilisation du liquide de refroidissement affectent tous directement la formation de bavures. La figure 3 est un schéma fonctionnel des facteurs affectant les bavures de fraisage en bout. Dans des conditions de fraisage spécifiques, la forme et la taille des bavures de fraisage en bout dépendent des effets combinés de divers facteurs d'influence, mais différents facteurs ont des effets différents sur la formation de bavures.
01 Entrée/sortie d'outil
En général, la bavure générée lorsque l'outil est dévissé de la pièce est plus grande que la bavure générée lorsque l'outil est vissé dans la pièce. Comme le montre la figure 4, la figure 4a montre la surface terminale de l'outil qui se dévisse de la pièce, qui est susceptible de produire des bavures de type I de plus grande taille, tandis que dans la figure 4b, l'outil est vissé dans la pièce et les bavures générées sont généralement des bavures de type II. Ajouter WeChat : Yuki7557 pour envoyer le didacticiel CNC 10G
Fig.4 Effet de la méthode de fraisage sur la formation de bavures
02 Angle de découpe du plan
L'angle de coupe du plan a une grande influence sur la formation de bavures dans le sens de coupe du bord inférieur. L'angle de coupe du plan est défini comme la direction de la vitesse de coupe (synthèse vectorielle de la vitesse de l'outil et de la vitesse d'avance) et l'angle entre les orientations des faces d'extrémité de la pièce. La direction de la face frontale de la pièce va du point de vissage de l'outil au point de dévissage de l'outil. Comme le montre la figure 5, Ψ est l'angle de coupe du plan et sa plage est de 0 degrés<>
Figure 5 Angle de découpe du plan
Les résultats des tests montrent que la hauteur de la bavure change avec la profondeur de coupe, c'est-à-dire que la bavure passe d'une bavure de type I à une bavure de type II avec l'augmentation de la profondeur de coupe. La profondeur de fraisage minimale qui produit des bavures de type II est généralement appelée profondeur de coupe limite, exprimée en dcr. La figure 6 montre l'effet de l'angle d'attaque à plat et de la profondeur de coupe sur la hauteur de bavure lors de l'usinage d'un alliage d'aluminium.
Fig.6 Forme de bavure et angle de coupe plan et profondeur de coupe
On peut voir sur la figure 6 que plus l'angle de découpe du plan est grand, plus la profondeur de coupe limite est grande ; lorsque l'angle de découpe du plan est supérieur à 120 degrés, la taille de la bavure de type I est plus grande et la profondeur de coupe limite pour la transition vers la bavure de type II est également grande. Par conséquent, un petit angle de coupe plan est propice à la génération de bavures de type II, car plus le Ψ est petit, la rigidité de support de la surface terminale est relativement améliorée et les bavures sont moins susceptibles de se former.
On peut voir sur la figure 5 que la taille et la direction de la vitesse d'avance auront un certain impact sur la taille et la direction de la vitesse composite v, puis auront un impact sur l'angle de coupe du plan et la formation de bavures. Par conséquent, plus la vitesse d'alimentation et l'angle de décalage du bord de sortie sont grands, plus le Ψ est petit, plus il est propice à la suppression de la formation de bavures plus grandes (comme illustré à la Figure 7).
Fig.7 Effet du sens d'avance sur la formation de bavures
03 Séquence de sortie du nez de l'outil EOS
Lors du fraisage en bout, la taille des bavures est largement déterminée par la séquence de sortie des pointes d'outils. Comme le montre la Figure 8 : le point A est le point sur l'arête de coupe secondaire, le point C est le point sur l'arête de coupe principale et le point B est le sommet du nez de l'outil. On suppose que le nez de l'outil est pointu, c'est-à-dire que le rayon de l'arc du nez de l'outil n'est pas pris en compte. Si le bord BC sort de la pièce en premier et que le bord AB sort de la pièce plus tard, les copeaux sont articulés sur la surface usinée et, au fur et à mesure que le fraisage progresse, les copeaux sont expulsés de la pièce, formant un bord inférieur plus grand et coupant le sens de coupe bavure. Si le bord AB sort de la pièce en premier et que le bord BC sort de la pièce plus tard, la puce s'articule sur la surface de transition et est découpée dans la pièce, formant un bord inférieur de plus petite taille qui coupe la bavure de direction de coupe.
Le test montre que : ①La séquence de sortie du nez de l'outil qui augmente la taille de la bavure est : ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA. ② Les résultats produits par EOS sont les mêmes, mais sous la même séquence de sortie, la taille des bavures produites par les matériaux plastiques est plus grande que celle produite par les matériaux fragiles.
La séquence de sortie du nez de l'outil n'est pas seulement liée à la forme géométrique de l'outil, mais également à des facteurs tels que la vitesse d'avance, la profondeur de fraisage, la taille géométrique de la pièce et les conditions de coupe. C'est une combinaison de divers facteurs qui exercent une influence sur la formation de bavures.
Figure 8 La séquence de sortie du nez de l'outil et la formation de bavures
04 Autres facteurs
① Les paramètres de fraisage, la température de fraisage, l'environnement de coupe, etc. auront également un certain impact sur la formation de bavures. L'impact de certains facteurs principaux tels que la vitesse d'avance, la profondeur de fraisage, etc. est reflété par la théorie de l'angle de coupe plan et la théorie EOS de la séquence de sortie du nez d'outil. Je n'entrerai pas dans les détails ici.
②Plus la plasticité du matériau de la pièce est bonne, plus il est facile de former des bavures de type I. Dans le processus de fraisage en bout de matériaux cassants, si la vitesse d'avance ou l'angle de coupe du plan est important, cela favorise la formation de bavures de type III (déficiences).
③Lorsque l'angle entre la surface terminale de la pièce et le plan traité est supérieur à un angle droit, la formation de bavures peut être supprimée en raison de la rigidité de support améliorée de la surface terminale.
④L'utilisation de fluide de fraisage est propice à prolonger la durée de vie de l'outil, à réduire l'usure de l'outil, à lubrifier le processus de fraisage et à réduire la taille des bavures.
⑤ L'usure de l'outil a une grande influence sur la formation de bavures. Lorsque l'outil s'use dans une certaine mesure, l'arc de la pointe de l'outil augmente, non seulement la taille de la bavure dans le sens de la sortie de l'outil augmente, mais également la taille des bavures dans le sens de la coupe de l'outil. Le mécanisme doit être étudié plus en profondeur.
⑥D'autres facteurs tels que les matériaux des outils ont également une certaine influence sur la formation de bavures. Dans les mêmes conditions de coupe, les outils diamantés sont plus propices à la suppression de la formation de bavures que les autres outils.
Méthodes de base pour contrôler la formation de bavures dans le fraisage en bout
La formation de bavures de fraisage en bout est affectée par de nombreux facteurs, elle n'est pas seulement liée au processus de fraisage spécifique, mais également à la structure de la pièce, à la géométrie de l'outil et à d'autres facteurs. Pour réduire les bavures de fraisage en bout, la génération de bavures doit être contrôlée et réduite sous de nombreux aspects.
01 Conception structurelle raisonnable
La formation de bavures est largement influencée par la structure de la pièce. La structure de la pièce est différente, et la forme et la taille des bavures sur les bords après le traitement sont également très différentes. Si le matériau de la pièce et le traitement de surface sont prédéterminés, la géométrie et le bord de la pièce sont un facteur important dans la détermination de la formation de bavures. La figure 9 montre qu'un chanfreinage est ajouté à la surface d'extrémité de la pièce pour réduire les bavures.
Figure 9 Ajouter une méthode de chanfreinage du bord de sortie
02 Séquence de traitement appropriée
La séquence d'usinage a également une certaine influence sur la forme et la taille des bavures de fraisage en bout. Selon la forme et la taille des bavures, la charge de travail et les coûts liés à l'ébavurage sont également différents. Par conséquent, la sélection d'une séquence de traitement appropriée est un moyen efficace de réduire le coût de l'ébavurage. La figure 10 montre l'utilisation d'une séquence de traitement appropriée pour contrôler la génération de bavures plus importantes.
Figure 10 Sélectionnez la méthode de contrôle de la séquence de traitement
Sur la figure 10a, si le trou est d'abord percé puis que le plan est fraisé, de grandes bavures de découpe et de fraisage sont facilement générées sur la circonférence du trou; si le plan est d'abord fraisé puis que le trou est percé, il n'y a que de petites bavures de perçage sur la circonférence du trou. De même, sur la figure 10b, la taille de la bavure formée en fraisant d'abord la surface supérieure puis en fraisant le contour concave est plus petite que celle formée en usinant d'abord le contour concave puis en fraisant le plan.
03 Éviter le retrait de l'outil
Éviter le retrait de l'outil est un moyen efficace d'éviter la formation de bavures, car le retrait de l'outil est le principal facteur de formation de bavures dans le sens de coupe. En règle générale, la fraise produit des bavures plus grandes lorsqu'elle est dévissée de la pièce à usiner et des bavures plus petites lorsqu'elle est vissée dans la pièce à usiner. Par conséquent, la fraise doit être évitée autant que possible de tourner pendant le traitement. Comme sur la figure 4, le parasite produit à l'aide de la figure 4b est plus petit que celui produit sur la figure 4a.
04 Sélectionnez un itinéraire de coupe approprié
De l'analyse précédente, on peut voir que lorsque l'angle de découpe du plan est inférieur à une certaine valeur, la taille de la bavure générée est plus petite. L'angle de coupe du plan peut être modifié en modifiant la largeur de fraisage, la vitesse d'avance (amplitude et direction) et la vitesse de rotation (amplitude et direction). Par conséquent, la génération de bavures de type I peut être évitée en sélectionnant une trajectoire d'outil appropriée (voir Figure 11).
Figure 11 Contrôle de la méthode de trajectoire d'outil
La figure 11a montre la trajectoire d'outil en zigzag traditionnel, et la partie ombrée sur la figure indique la partie où de grandes bavures dans la direction de coupe peuvent être générées. La figure 11b utilise une trajectoire d'outil améliorée, qui peut éviter la génération de bavures de coupe. Bien que la trajectoire de l'outil de la Fig. 11b soit légèrement plus longue que celle de la Fig. 11a et prenne un peu plus de temps de fraisage, puisqu'aucun processus d'ébavurage supplémentaire n'est requis, l'utilisation de la Fig. 11a nécessite beaucoup de temps d'ébavurage (bien que la partie ombrée de la figure C'est-à-dire qu'il n'y a pas beaucoup d'endroits où les bavures sont générées, mais tous les bords où se trouvent les bavures doivent être traversés lors de l'ébavurage réel), donc en général, le parcours de coupe illustré à la figure 11b est meilleur que le parcours illustré à la figure 11a en termes de contrôle des bavures.
05 Sélectionnez les paramètres de fraisage appropriés
Les paramètres de fraisage en bout (tels que l'avance par dent, la largeur de fraisage en bout, la profondeur de fraisage en bout et l'angle géométrique de l'outil, etc.) ont une certaine influence sur la formation de bavures. Le tableau 1 énumère plusieurs principes de sélection des paramètres de fraisage en bout pour réduire la taille des bavures.
Tableau 1 Types de bavures et méthodes de traitement
5 méthodes d'ébavurage spéciales
01 Ébavurage électrolytique
L'ébavurage dit électrolytique est une méthode d'ébavurage chimique, qui permet d'éliminer les bavures après usinage, meulage et emboutissage, et d'arrondir ou de chanfreiner les arêtes vives des pièces métalliques.
Une méthode d'usinage électrolytique qui utilise l'électrolyse pour éliminer les bavures des pièces métalliques, abrégée en ECD en anglais. Fixez la cathode de l'outil (généralement en laiton) près de la partie bavure de la pièce, avec un certain écart (généralement 0.3-1mm) entre les deux. La partie conductrice de la cathode de l'outil est alignée avec le bord de la bavure et l'autre surface est recouverte d'une couche isolante, de sorte que l'électrolyse est concentrée sur la partie de la bavure. Ajouter WeChat : Yuki7557 pour envoyer le didacticiel CNC 10G
Pendant le traitement, la cathode de l'outil est connectée au pôle négatif de l'alimentation CC et la pièce est connectée au pôle positif de l'alimentation CC. Un électrolyte à basse pression (généralement une solution aqueuse de nitrate de sodium ou de chlorate de sodium) avec une pression de 0.1 à 0.3 MPa circule entre la pièce et la cathode. Lorsque l'alimentation en courant continu est activée, la bavure sera éliminée par dissolution anodique et emportée par l'électrolyte.
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L'électrolyte est corrosif dans une certaine mesure et la pièce doit être nettoyée et antirouille après l'ébavurage. L'ébavurage électrolytique convient pour éliminer les bavures dans les parties cachées des trous qui se croisent ou des pièces aux formes complexes. L'efficacité de production est élevée et le temps d'ébavurage ne prend généralement que quelques secondes à quelques dizaines de secondes.
Cette méthode est souvent utilisée pour ébavurer les engrenages, les cannelures, les bielles, les corps de soupape et les trous de passage d'huile du vilebrequin, ainsi que pour arrondir les angles vifs. L'inconvénient est que le voisinage de la bavure de la pièce est également soumis à l'électrolyse, la surface perdra son éclat d'origine et affectera même la précision dimensionnelle.
02 Ébavurage par flux abrasif
L'usinage par flux abrasif (AFM) est un nouveau procédé de finition et d'ébavurage développé à la fin des années 1970 à l'étranger. Ce processus est particulièrement adapté aux bavures qui viennent d'entrer dans la phase de finition, mais pour les petits et longs trous et les moules métalliques avec des fonds déraisonnables, etc. ne conviennent pas au traitement.
03 Meulage magnétique et ébavurage
Pendant le meulage magnétique, la pièce est placée dans le champ magnétique formé par les deux pôles magnétiques et des abrasifs magnétiques sont placés dans l'espace entre la pièce et les pôles magnétiques. Sous l'action de la force magnétique, les abrasifs sont disposés proprement le long de la direction de la ligne de force magnétique pour former une rectifieuse magnétique souple et rigide. Brosse, lorsque la pièce tourne et vibre axialement dans le champ magnétique, la pièce et l'abrasif se déplacent l'un par rapport à l'autre et la brosse abrasive meule la surface de la pièce; la méthode de meulage magnétique peut meuler et ébavurer efficacement et rapidement la pièce, ce qui convient aux pièces de divers matériaux, de différentes tailles et de diverses structures sont une méthode de finition avec un faible investissement, un rendement élevé, une large application et une bonne qualité.
À l'heure actuelle, les pays étrangers ont pu meuler et ébavurer les surfaces internes et externes du corps rotatif, les pièces plates, les dents d'engrenage, les profils complexes, etc., éliminer les écailles d'oxyde sur les fils et nettoyer les cartes de circuits imprimés.
04 Ébavurage thermique
L'ébavurage thermique (TED) consiste à brûler les bavures en utilisant la haute température générée après la déflagration du mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux ou d'oxygène et de gaz naturel. Il consiste à faire passer de l'oxygène et de l'oxygène ou du gaz naturel et de l'oxygène dans un récipient fermé, et de l'enflammer à travers une bougie d'allumage, de sorte que le mélange déflagre en un instant et libère une grande quantité d'énergie thermique pour éliminer les bavures. Cependant, une fois la pièce détonée et brûlée, sa poudre oxydée adhère à la surface de la pièce, qui doit être nettoyée ou décapée.
05 Ébavurage puissant par ultrasons Mirai
La puissante technologie d'ébavurage par ultrasons Mirai est une méthode d'ébavurage devenue populaire ces dernières années. L'efficacité du nettoyage est de 10 à 20 fois supérieure à celle des machines de nettoyage à ultrasons ordinaires. Les trous sont répartis uniformément dans le réservoir d'eau, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser le nettoyage par ultrasons. Le dosage peut être effectué en 5 à 15 minutes en même temps.
