Faktor yang Mengurangi Efisiensi Gaya Potong di Mesin Pemesinan CNC

Saat pemotongan logam pada mesin milling CNC, gaya yang diperlukan untuk alat memotong ke dalam benda kerja untuk merubah material benda kerja menjadi chip disebut gaya pemotongan. Gaya pemotongan adalah dasar penting untuk menghitung daya pemotongan, merancang alat, mesin perkakas dan klem mesin perkakas, dan merumuskan parameter pemotongan. Dalam produksi otomatis, gaya pemotongan juga dapat digunakan untuk memantau proses pemotongan dan status kerja alat.

Gaya Pemotongan dan Daya Pemotongan Mesin Milling CNC

1. Sumber Gaya Pemotongan Mesin Milling CNC.

Sumber gaya pemotongan, satu sisi, adalah resistensi yang dihasilkan oleh deformasi elastis dan plastis selama proses pembentukan chip; sisi lain, adalah resistensi gesekan antara chip dan muka rake alat serta resistensi gesekan antara benda kerja dan muka flank alat. .

2. Gaya Pemotongan dan Dekomposisi.

Gaya pemotongan total F selama pemotongan adalah gaya spasial. Untuk memudahkan pengukuran dan perhitungan untuk memenuhi kebutuhan desain mesin perkakas, klem, alat dan analisis proses, F sering dekomposisi menjadi tiga gaya komponen pemotongan saling tegak lurus Fc, Fp dan Ff.

(1) Gaya pemutaran utama Fc adalah proyeksi gaya pemotongan total F dalam arah gerak utama, dan arahnya tegak lurus terhadap permukaan dasar. Fc adalah dasar penting untuk komputer daya bed, kekuatan alat, desain klem, dan pemilihan parameter pemotongan. Fc dapat dihitung dengan rumus empiris atau gaya pemotongan satuan kc, (dalam N/mm): Fc=kcAD=kchDbD=kcapf.

(2) Gaya belakang Fp adalah gaya komponen gaya pemotongan total F tegak lurus terhadap arah pengiriman. Ini adalah faktor utama yang mempengaruhi deformasi benda kerja dan menyebabkan getaran sistem.

(3) Gaya pengiriman Ff adalah gaya komponen pemotongan gaya pemotongan total ke F dalam arah gerak pengiriman. Ini adalah dasar utama untuk merancang dan memeriksa mekanisme pengiriman mesin perkakas dan daya pengiriman komputer bed.

Gaya pemotongan adalah gaya pemotongan total F dekomposisi menjadi Fc dan FD, FD dekomposisi menjadi Fp dan Ff, hubungan mereka adalah Ff=FDsinkr; Fp=FDcoskr.

3. Daya Pemotongan Mesin Milling CNC.

Daya pemotongan merujuk pada daya yang disipasi oleh gaya pemotongan selama proses pemotongan, dinyatakan dalam pm, dan satuan adalah kW. Serta memutar lingkaran luar, ini adalah jumlah gaya pemutaran utama Fc dan daya konsumsi gaya pengiriman Ff. Karena konsumsi daya gaya pengiriman Ff mencakup proporsi kecil (hanya 1%5%), konsumsi daya Ff umumnya dapat diabaikan , dan Fp tidak melakukan pekerjaan, jadi kita mendapatkan rumus Pm=Fcυc×10, di mana Fc adalah gaya pemutaran utama (N); υc adalah kecepatan pemotongan (m/s).

Mempertimbangkan efisiensi transmisi mesin perkakas, rate motor PE mesin perkakas dapat diperoleh dari daya pemotongan Pm, yaitu, PE≥Pm/, di mana adalah efisiensi transmisi mesin perkakas, umumnya 0,75 hingga 0,85.

Faktor Utama yang Mempengaruhi Gaya Pemotongan Mesin Milling CNC

1. Pengaruh Material Benda Kerja Mesin Milling CNC.

Semakin tinggi kekuatan dan kekakuan material benda kerja, meskipun deformasi pemotongan sedikit berkurang, gaya pemotongan total tetap meningkat. Untuk material dengan kekuatan pemrosesan dan kekakuan yang serupa, plastisitas besar, dan faktor gesekan dengan alat juga besar, jadi gaya pemotongan meningkat; untuk material rapuh, karena deformasi plastis kecil, gesekan antara chip dan muka rake alat kecil, jadi gaya pemotongan kecil .

2. Pengaruh Jumlah Pemotongan Mesin Milling CNC

(1) Jumlah ap dan jumlah pengiriman f dari pisau belakang.

Saat f dan ap meningkat, area pemotongan meningkat dan gaya pemutaran utama juga meningkat, namun tingkat pengaruh keduanya berbeda. Dalam bubut, saat ap diperkalikan dua, gaya pemutaran utama sekitar diperkalikan dua; saat f diperkalikan dua, gaya pemutaran utama hanya meningkat 68% hingga 86%. Oleh karena itu, dalam proses pemotongan, jika Anda mempertimbangkan gaya pemutaran utama dan daya pemotongan, lebih menguntungkan untuk meningkatkan laju pengiriman daripada meningkatkan jumlah pisau belakang.

(2) Kecepatan pemotongan υc. Kurva pengaruh kecepatan pemotongan terhadap gaya pemotongan saat memroses baja 45 (ap=4mm, f=0,3mm/r) dengan alat bubut carbide semen YT15. Saat memotong logam plastik, di daerah built-up edge, pertumbuhan built-up edge dapat meningkatkan sudut rake aktual alat, mengurangi deformasi chip, dan mengurangi gaya pemotongan; sebaliknya, pengurangan built-up edge meningkatkan gaya pemotongan. Saat tidak ada built-up edge, seiring dengan meningkatnya kecepatan pemotongan υc, suhu pemotongan meningkat, gesekan muka rake berkurang, deformasi berkurang, dan gaya pemotongan berkurang. Oleh karena itu, pemotongan berkecepatan tinggi sering digunakan dalam produksi untuk meningkatkan produktivitas. Saat memotong logam rapuh, υc meningkat, dan gaya pemotongan sedikit berkurang.

3. Pengaruh Parameter Geometris Alat Mesin Milling CNC

(1) Sudut rake. Sudut rake memiliki pengaruh terbesar terhadap gaya pemotongan. Saat memotong logam plastik, sudut rake meningkat, yang dapat mengurangi deformasi tekanan dan gesekan material yang akan dipotong, pembuangan chip yang mulus, dan mengurangi gaya pemotongan total; saat memotong logam rapuh, sudut rake tidak berpengaruh terhadap gaya pemotongan. jelas.

(2) Chamfer negatif. Penggiling chamfer negatif pada tepi potong tajam dapat meningkatkan kekuatan tepi, sehingga meningkatkan umur alat, namun saat ini, deformasi logam yang dipotong meningkat, yang meningkatkan gaya pemotongan.

(3) Sudut masuk. Pengaruh sudut masuk terhadap gaya pemotongan terutama melalui perubahan ketebalan pemotongan dan panjang kurva busur ujung untuk mempengaruhi deformasi, yang kemudian mempengaruhi gaya pemotongan. Sudut masuk memiliki efek kecil pada gaya pemutaran utama Fc, tetapi memiliki efek yang signifikan pada rasio gaya belakang Fp dan gaya pengiriman Ff. F'D adalah dorongan balik benda kerja terhadap alat. Karena F'p=F'Dcoskr, F'f=F'dsinkr, meningkatkan sudut masuk kr akan meningkatkan gaya pengiriman F'f dan gaya belakang F' p berkurang. Saat membubut benda kerja ramping, sudut masuk yang lebih besar dapat dipilih untuk mengurangi atau mencegah deformasi lentur benda kerja.

4. Pengaruh Faktor Lainnya. Gesekan Antara Alat dan Material Benda Kerja

Dalam kondisi pemotongan yang sama, alat baja kecepatan tinggi memiliki gaya pemotongan terbesar, diikuti oleh alat carbide semen, dan alat keramik yang terkecil. Penggunaan cairan pemotongan dalam proses pemotongan dapat mengurangi gaya pemotongan, dan semakin tinggi performa pelumasan cairan pemotongan, semakin signifikan pengurangan gaya pemotongan. Semakin parah aus flank alat, semakin parah gesekan dan semakin besar gaya pemotongan.