I. Principis i factors d'influència del fresat en pendent ascendent i del fresat convencional en fresadores CNC
(A) Principis i influències relacionades del fresat en ascens
Durant el procés de mecanitzat d'una fresadora CNC, el fresat en pujada és un mètode de fresat específic. Quan la direcció de rotació de la peça on la fresa entra en contacte amb la peça és la mateixa que la direcció d'avanç de la peça, s'anomena fresat en pujada. Aquest mètode de fresat està estretament relacionat amb les característiques de l'estructura mecànica de la fresadora, especialment el joc entre la femella i el cargol. En el cas del fresat en pujada, com que la força del component de fresat horitzontal canviarà i hi haurà un joc entre el cargol i la femella, això farà que la taula de treball i el cargol es moguin cap a l'esquerra i la dreta. Aquest moviment periòdic és un problema important al qual s'enfronta el fresat en pujada, que fa que el moviment de la taula de treball sigui extremadament inestable. El dany a l'eina de tall causat per aquest moviment inestable és evident i és fàcil causar danys a les dents de l'eina de tall.
Durant el procés de mecanitzat d'una fresadora CNC, el fresat en pujada és un mètode de fresat específic. Quan la direcció de rotació de la peça on la fresa entra en contacte amb la peça és la mateixa que la direcció d'avanç de la peça, s'anomena fresat en pujada. Aquest mètode de fresat està estretament relacionat amb les característiques de l'estructura mecànica de la fresadora, especialment el joc entre la femella i el cargol. En el cas del fresat en pujada, com que la força del component de fresat horitzontal canviarà i hi haurà un joc entre el cargol i la femella, això farà que la taula de treball i el cargol es moguin cap a l'esquerra i la dreta. Aquest moviment periòdic és un problema important al qual s'enfronta el fresat en pujada, que fa que el moviment de la taula de treball sigui extremadament inestable. El dany a l'eina de tall causat per aquest moviment inestable és evident i és fàcil causar danys a les dents de l'eina de tall.
Tanmateix, el fresat en pendent també té els seus avantatges únics. La direcció de la força del component de fresat vertical durant el fresat en pendent és pressionar la peça sobre la taula de treball. En aquest cas, els fenòmens de lliscament i fricció entre les dents de l'eina de tall i la superfície mecanitzada són relativament petits. Això és de gran importància per al procés de mecanitzat. En primer lloc, és beneficiós reduir el desgast de les dents de l'eina de tall. La reducció del desgast de les dents de l'eina de tall significa que es pot allargar la vida útil de l'eina de tall, reduint el cost de mecanitzat. En segon lloc, aquesta fricció relativament petita pot reduir el fenomen d'enduriment per deformació. L'enduriment per deformació augmentarà la duresa del material de la peça, cosa que no és propícia per als processos de mecanitzat posteriors. La reducció de l'enduriment per deformació ajuda a garantir la qualitat del mecanitzat de la peça. A més, el fresat en pendent també pot reduir la rugositat superficial, fent que la superfície de la peça mecanitzada sigui més suau, cosa que és molt avantatjosa per mecanitzar peces amb alts requisits de qualitat superficial.
Cal tenir en compte que l'aplicació del fresat en pujada té certes limitacions condicionals. Quan la separació entre el cargol i la femella de la taula de treball es pot ajustar a menys de 0,03 mm, els avantatges del fresat en pujada es poden exercir millor perquè el problema del moviment es pot controlar eficaçment en aquest moment. A més, a l'hora de fresar peces primes i llargues, el fresat en pujada també és una millor opció. Les peces primes i llargues requereixen condicions de mecanitzat més estables durant el procés de mecanitzat. La força del component vertical del fresat en pujada ajuda a fixar la peça i a reduir problemes com la deformació durant el procés de mecanitzat.
(B) Principis i influències relacionades del mòlt convencional
El fresat convencional és el contrari del fresat ascendent. Quan la direcció de rotació de la peça on la fresa entra en contacte amb la peça és diferent de l'avanç de la peça, s'anomena fresat convencional. Durant el fresat convencional, la direcció de la força del component de fresat vertical és aixecar la peça, cosa que farà que la distància de lliscament entre les dents de l'eina de tall i la superfície mecanitzada augmenti i que la fricció augmenti. Aquesta fricció relativament gran comportarà una sèrie de problemes, com ara augmentar el desgast de l'eina de tall i fer que el fenomen d'enduriment per deformació de la superfície mecanitzada sigui més greu. L'enduriment per deformació de la superfície mecanitzada augmentarà la duresa superficial, reduirà la tenacitat del material i pot afectar la precisió i la qualitat superficial dels processos de mecanitzat posteriors.
El fresat convencional és el contrari del fresat ascendent. Quan la direcció de rotació de la peça on la fresa entra en contacte amb la peça és diferent de l'avanç de la peça, s'anomena fresat convencional. Durant el fresat convencional, la direcció de la força del component de fresat vertical és aixecar la peça, cosa que farà que la distància de lliscament entre les dents de l'eina de tall i la superfície mecanitzada augmenti i que la fricció augmenti. Aquesta fricció relativament gran comportarà una sèrie de problemes, com ara augmentar el desgast de l'eina de tall i fer que el fenomen d'enduriment per deformació de la superfície mecanitzada sigui més greu. L'enduriment per deformació de la superfície mecanitzada augmentarà la duresa superficial, reduirà la tenacitat del material i pot afectar la precisió i la qualitat superficial dels processos de mecanitzat posteriors.
Tanmateix, el fresat convencional també té els seus propis avantatges. La direcció de la força del component de fresat horitzontal durant el fresat convencional és oposada a la direcció del moviment d'avanç de la peça. Aquesta característica ajuda al cargol i la femella a encaixar fermament. En aquest cas, el moviment de la taula de treball és relativament estable. Quan es fresen peces amb una duresa desigual, com ara peces de fosa i forja, on hi pot haver pells dures a la superfície i altres situacions complexes, l'estabilitat del fresat convencional pot reduir el desgast de les dents de l'eina de tall. Perquè en mecanitzar aquestes peces, l'eina de tall ha de suportar forces de tall relativament grans i condicions de tall complexes. Si el moviment de la taula de treball és inestable, agreujarà el dany a l'eina de tall, i el fresat convencional pot alleujar aquesta situació fins a cert punt.
II. Anàlisi detallada de les característiques del fresat en pendent ascendent i del fresat convencional en fresadores CNC
(A) Anàlisi en profunditat de les característiques del fresat en ascens
- Canvis en el gruix de tall i el procés de tall
Durant el fresat en pendent ascendent, el gruix de tall de cada dent de l'eina de tall mostra un patró d'augment gradual de petit a gran. Quan la dent de l'eina de tall entra en contacte amb la peça de treball, el gruix de tall és zero. Això significa que la dent de l'eina de tall llisca sobre la superfície de tall deixada per la dent anterior de l'eina de tall en l'etapa inicial. Només quan la dent de l'eina de tall llisca una certa distància sobre aquesta superfície de tall i el gruix de tall arriba a un cert valor, la dent de l'eina de tall realment comença a tallar. Aquesta manera de canviar el gruix de tall és significativament diferent de la del fresat convencional. En les mateixes condicions de tall, aquest mètode d'inici de tall únic té un impacte important en el desgast de l'eina de tall. Com que la dent de l'eina de tall té un procés de lliscament abans de començar a tallar, l'impacte sobre la vora de tall de l'eina de tall és relativament petit, cosa que és beneficiosa per protegir l'eina de tall. - Trajectòria de tall i desgast de l'eina
En comparació amb el fresat convencional, el recorregut que recorren les dents de l'eina de tall sobre la peça durant el fresat per pujada és més curt. Això es deu al fet que el mètode de tall del fresat per pujada fa que el recorregut de contacte entre l'eina de tall i la peça sigui més directe. En aquestes circumstàncies, sota les mateixes condicions de tall, el desgast de l'eina de tall quan s'utilitza el fresat per pujada és relativament petit. Tanmateix, cal tenir en compte que el fresat per pujada no és adequat per a totes les peces. Com que les dents de l'eina de tall comencen a tallar des de la superfície de la peça cada vegada, si hi ha una pell dura a la superfície de la peça, com ara algunes peces després de la fosa o la forja sense tractament, el fresat per pujada no és apropiat. Com que la duresa de la pell dura és relativament alta, tindrà un impacte relativament gran sobre les dents de l'eina de tall, accelerarà el desgast de l'eina de tall i fins i tot pot danyar l'eina de tall. - Deformació de tall i consum d'energia
El gruix mitjà de tall durant el fresat per pujada és gran, cosa que fa que la deformació del tall sigui relativament petita. Una petita deformació de tall significa que la distribució de la tensió i la deformació del material de la peça durant el procés de tall és més uniforme, cosa que redueix els problemes de mecanitzat causats per la concentració d'tensió local. Al mateix temps, en comparació amb el fresat convencional, el consum d'energia del fresat per pujada és menor. Això es deu al fet que la distribució de la força de tall entre l'eina de tall i la peça durant el fresat per pujada és més raonable, cosa que redueix les pèrdues d'energia innecessàries i millora l'eficiència del mecanitzat. En entorns de producció o mecanitzat a gran escala amb requisits de consum d'energia, aquesta característica del fresat per pujada té una importància econòmica important.
(B) Anàlisi en profunditat de les característiques del mòlt convencional
- Estabilitat del moviment de la taula de treball
Durant el fresat convencional, com que la direcció de la força de tall horitzontal exercida per la fresa sobre la peça és oposada a la direcció del moviment d'avanç de la peça, el cargol i la femella de la taula de treball sempre poden mantenir un costat de la rosca en contacte proper. Aquesta característica garanteix l'estabilitat relativa del moviment de la taula de treball. Durant el procés de mecanitzat, el moviment estable de la taula de treball és un dels factors clau que garanteixen la precisió del mecanitzat. En comparació amb el fresat ascendent, durant el fresat ascendent, com que la direcció de la força de fresat horitzontal és la mateixa que la direcció del moviment d'avanç de la peça, quan la força exercida per les dents de l'eina de tall sobre la peça és relativament gran, a causa de l'existència de folgança entre el cargol i la femella de la taula de treball, la taula de treball es mourà amunt i avall. Aquest moviment no només interromp l'estabilitat del procés de tall, afecta la qualitat del mecanitzat de la peça, sinó que també pot danyar greument l'eina de tall. Per tant, en alguns escenaris de mecanitzat amb alts requisits de precisió del mecanitzat i requisits estrictes de protecció de l'eina, l'avantatge d'estabilitat del fresat convencional el converteix en una opció més adequada. - Qualitat de la superfície mecanitzada
Durant el fresat convencional, la fricció entre les dents de l'eina de tall i la peça és relativament gran, la qual cosa és una característica destacada del fresat convencional. La fricció relativament gran farà que el fenomen d'enduriment per deformació de la superfície mecanitzada sigui més greu. L'enduriment per deformació de la superfície mecanitzada augmentarà la duresa superficial, reduirà la tenacitat del material i pot afectar la precisió i la qualitat superficial dels processos de mecanitzat posteriors. Per exemple, en alguns mecanitzats de peces que requereixen un rectificat posterior o un muntatge d'alta precisió, la superfície dura en fred després del fresat convencional pot requerir processos de tractament addicionals per eliminar la capa dura en fred per complir els requisits de mecanitzat. Tanmateix, en alguns casos específics, com ara quan hi ha un cert requisit per a la duresa superficial de la peça o el procés de mecanitzat posterior no és sensible a la capa dura en fred de la superfície, també es pot utilitzar aquesta característica del fresat convencional.
III. Estratègies de selecció de fresat ascendent i fresat convencional en mecanitzat real
En el mecanitzat real de fresadores CNC, la selecció entre fresat per desnivell o fresat convencional ha de tenir en compte múltiples factors de manera exhaustiva. En primer lloc, cal tenir en compte les característiques del material de la peça. Si la duresa del material de la peça és relativament alta i hi ha una capa dura a la superfície, com ara algunes peces de fosa i forja, el fresat convencional pot ser una millor opció, ja que el fresat convencional pot reduir el desgast de l'eina de tall fins a cert punt i garantir l'estabilitat del procés de mecanitzat. Tanmateix, si la duresa del material de la peça és uniforme i hi ha un alt requisit de qualitat superficial, com ara en el mecanitzat d'algunes peces mecàniques de precisió, el fresat per desnivell té més avantatges. Pot reduir eficaçment la rugositat superficial i millorar la qualitat superficial de la peça.
En el mecanitzat real de fresadores CNC, la selecció entre fresat per desnivell o fresat convencional ha de tenir en compte múltiples factors de manera exhaustiva. En primer lloc, cal tenir en compte les característiques del material de la peça. Si la duresa del material de la peça és relativament alta i hi ha una capa dura a la superfície, com ara algunes peces de fosa i forja, el fresat convencional pot ser una millor opció, ja que el fresat convencional pot reduir el desgast de l'eina de tall fins a cert punt i garantir l'estabilitat del procés de mecanitzat. Tanmateix, si la duresa del material de la peça és uniforme i hi ha un alt requisit de qualitat superficial, com ara en el mecanitzat d'algunes peces mecàniques de precisió, el fresat per desnivell té més avantatges. Pot reduir eficaçment la rugositat superficial i millorar la qualitat superficial de la peça.
La forma i la mida de la peça també són consideracions importants. Per a peces primes i llargues, el fresat en pendent ajuda a reduir la deformació de la peça durant el procés de mecanitzat, ja que la força del component vertical del fresat en pendent pot pressionar millor la peça sobre la taula de treball. Per a algunes peces amb formes complexes i grans mides, cal tenir en compte exhaustivament l'estabilitat del moviment de la taula de treball i el desgast de l'eina de tall. Si el requisit d'estabilitat del moviment de la taula de treball durant el procés de mecanitzat és relativament alt, el fresat convencional pot ser una opció més adequada; si es presta més atenció a la reducció del desgast de l'eina de tall i a la millora de l'eficiència del mecanitzat, i en les condicions que compleixen els requisits de mecanitzat, es pot considerar el fresat en pendent.
A més, el rendiment mecànic de la fresadora en si també afectarà la selecció del fresat en escalada i el fresat convencional. Si la folgança entre el cargol i la femella de la fresadora es pot ajustar amb precisió a un valor relativament petit, com ara inferior a 0,03 mm, es poden exercir millor els avantatges del fresat en escalada. Tanmateix, si la precisió mecànica de la fresadora és limitada i el problema de folgança no es pot controlar eficaçment, el fresat convencional pot ser una opció més segura per evitar problemes de qualitat del mecanitzat i danys a l'eina causats pel moviment de la taula de treball. En conclusió, en el mecanitzat de la fresadora CNC, el mètode de fresat adequat de fresat en escalada o fresat convencional s'ha de seleccionar raonablement segons els requisits específics de mecanitzat i les condicions de l'equip per aconseguir el millor efecte de mecanitzat.