3 segredos sobre usinagem de metais que ninguém vai te contar

O corte de metal é um método de remoção e conformação de material no processo de conformação de metal, e ainda ocupa uma grande proporção na fabricação mecânica atual.O corte de metal processo é um processo no qual a peça de trabalho e a ferramenta interagem.A ferramenta corta o excesso de metal da peça a ser processada e, sob a premissa de controlar a produtividade e o custo, a peça pode obter precisão geométrica, precisão dimensional e qualidade de superfície que atendam aos requisitos de projeto e processo.Para realizar este processo, deve haver um movimento relativo entre a peça de trabalho e a ferramenta, ou seja, o movimento de corte, que é fornecido pela máquina de corte de metal.Máquinas-ferramentas, acessórios, ferramentas e peças de trabalho constituem um sistema de processo de usinagem.Vários fenômenos e leis do processo de usinagem serão estudados no estado de movimento deste sistema.

●Introdução ao corte de metal

O corte de metal é um processo no qual ferramentas de corte são usadas para remover o excesso de material de uma peça de trabalho, para obter peças que atendam a requisitos como forma, precisão dimensional e qualidade da superfície.Três condições devem ser atendidas para a realização desse processo de corte: deve haver movimento relativo entre a peça e a ferramenta, ou seja, movimento de corte;o material da ferramenta deve ter um determinado desempenho de corte;a ferramenta deve ter parâmetros geométricos adequados, ou seja, o ângulo de corte.O processo de corte de metal é realizado por máquinas-ferramentas ou ferramentas manuais.Os principais métodos incluem torneamento, fresamento, aplainamento, esmerilhamento, perfuração, mandrilamento, processamento de engrenagens, traçagem, serragem, lima, raspagem, esmerilhamento, alargamento, Rosca macho, rosca luva, etc. Embora existam várias formas, eles têm fenômenos e leis em muitos aspectos.Esses fenômenos e leis são a base comum para aprender vários métodos de corte.

●Conteúdo do assunto

Visão geral

O conteúdo principal inclui formação e deformação de cavacos no corte de metal, força de corte e trabalho de corte, calor e temperatura de corte, mecanismo de desgaste e vida útil da ferramenta, vibração de corte e qualidade da superfície de usinagem.

Mecanismo de formação de cavacos

Do ponto de vista mecânico, de acordo com o modelo simplificado, o processo de formação de cavacos metálicos é semelhante ao de empurrar uma pilha de cartões para outras posições com uma ferramenta.O deslizamento mútuo entre as cardas significa que a deformação de cisalhamento da área de corte do metal passa por ela.Após esse tipo de deformação, quando os cavacos fluem da frente da ferramenta, ocorre mais deformação por atrito na interface entre a ferramenta e o cavaco.Geralmente, a espessura do cavaco é maior que a espessura de corte e o comprimento do cavaco é menor que o comprimento de corte.Este fenômeno é chamado de deformação do chip.A deformação por cisalhamento causada pelo metal sendo comprimido pela frente da ferramenta é uma característica do processo de corte de metal.Devido a diferentes materiais de peças, ferramentas e condições de corte, o grau de deformação do cavaco também é diferente, portanto, vários tipos de cavacos podem ser obtidos.

Tumor Construído

Ao cortar aço em geral ou outros materiais plásticos em velocidades baixas e médias, há atrito entre o cavaco e a frente da ferramenta.Se a camada fina no cavaco imediatamente na frente da ferramenta for separada da matriz do cavaco sob a ação de pressão e temperatura mais altas, mas for colada na frente da ferramenta e, em seguida, colada camada por camada, e uma cunha- o material de cavaco moldado que sofreu deformação severa tende a se acumular próximo à ponta da ferramenta, o que é chamado de aresta postiça.A dureza da aresta postiça é mais que o dobro da dureza do material de base e pode substituir a aresta de corte.A parte inferior da borda postiça é relativamente estável.Não há uma linha divisória óbvia entre o topo e a peça de trabalho e os cavacos.É fácil quebrar e cair.Alguns deles são retirados com os cavacos e alguns permanecem na superfície de processamento, o que torna a peça áspera.Portanto, devemos tentar evitar ou inibir a formação da aresta postiça durante o acabamento.A geração, crescimento e queda da aresta postiça é um processo dinâmico cíclico, que faz com que o ângulo de saída real e a profundidade de corte da ferramenta mudem de acordo, causando flutuações na força de corte e afetando a estabilidade do processamento.Em geral, quando a velocidade de corte é muito baixa ou muito alta porque não há condição necessária para produzir uma aresta postiça, nenhuma aresta postiça é gerada.

●Pontos técnicos

Força de corte

Ao cortar, a frente e a parte de trás da ferramenta estão sujeitas à força normal e à força de atrito.Essas forças formam uma força resultante F. No torneamento externo, a força de corte resultante F geralmente é decomposta em três forças componentes mutuamente perpendiculares: força tangencial F── É perpendicular à superfície da base da ferramenta na direção da velocidade de corte, geralmente chamada de força de corte principal;força radial F──em um plano paralelo à superfície de base, perpendicular à direção de alimentação, também chamada de empuxo;força axial F──in Em um plano paralelo ao plano de base e paralelo à direção de avanço, também é chamada de força de avanço.Em geral, F é o maior e F e F são pequenos.Devido às diferentes qualidades de retificação e condições de desgaste dos parâmetros geométricos da ferramenta e à mudança das condições de corte, a proporção de F e F para F varia em uma ampla faixa.

A força de corte real no processo de corte pode ser medida com um dinamômetro de força.Existem muitos tipos de dinamômetros, fio de resistência e dinamômetros de cristal piezoelétrico são mais comumente usados.Depois que o dinamômetro é calibrado, o tamanho de cada componente do processo de corte pode ser medido.

calor de corte

Ao cortar metal, o trabalho realizado pela deformação por cisalhamento dos cavacos e o trabalho realizado pelo atrito entre a frente e a parte de trás da ferramenta são todos convertidos em calor.Este calor é chamado de calor de corte.Ao usar fluido de corte, o calor de corte na ferramenta, peça de trabalho e cavacos é levado principalmente pelo fluido de corte;quando o fluido de corte não é usado, o calor de corte é levado ou transmitido principalmente pelos cavacos, peça de trabalho e ferramenta, dos quais o calor levado pelos cavacos é o maior, e o calor é transferido.Embora o calor da ferramenta seja pequeno, a temperatura na frente e atrás afeta o processo de corte e o desgaste da ferramenta, por isso é muito necessário entender a lei das mudanças de temperatura de corte.

Temperatura de corte

Durante o processo de corte, as temperaturas na zona de corte são diferentes, formando um campo de temperatura para a distribuição de temperatura dos cavacos e da peça.Este campo de temperatura afeta a deformação dos cavacos, o tamanho da aresta postiça, a qualidade da superfície usinada, a precisão da usinagem e o desgaste da ferramenta.Afeta o aumento da velocidade de corte.De um modo geral, o metal na zona de corte torna-se lascas depois de ser cortado e deformado e, em seguida, esfrega violentamente contra a frente da ferramenta.Portanto, o ponto mais alto de distribuição de temperatura no campo de temperatura não está na aresta com a maior pressão positiva, mas na frente. A parte superior está a alguma distância da aresta de corte.A distribuição de temperatura na área de corte deve ser medida pelo método de termopar manual ou método de medição de temperatura por infravermelho.A temperatura medida pelo método do termopar natural é apenas a temperatura média da zona de corte.

Desgaste da ferramenta

O desgaste da ferramenta durante o corte é um resultado abrangente dos efeitos físicos e químicos do calor de corte e do atrito mecânico.O desgaste da ferramenta se manifesta como bandas de desgaste, entalhes e lascas na parte de trás da ferramenta, desgaste em forma de meia-lua que geralmente aparece na frente e, às vezes, pontos de oxidação e desgaste tipo ranhura na parte de trás auxiliar.Quando esses desgastes se estendem até certo ponto, a ferramenta falhará e não poderá ser usada.Os fatores para o desgaste gradual das ferramentas geralmente incluem desgaste abrasivo, desgaste adesivo, desgaste por difusão, desgaste oxidativo, desgaste por trinca térmica e deformação plástica.Sob diferentes condições de corte, especialmente em diferentes velocidades de corte, a ferramenta é afetada por um ou mais dos mecanismos de desgaste mencionados acima.Por exemplo, em velocidades de corte mais baixas, as ferramentas geralmente são danificadas devido ao desgaste abrasivo ou adesivo;em velocidades mais altas, é provável que ocorra desgaste por difusão, desgaste oxidativo e deformação plástica.

Vida útil da ferramenta

O tempo de corte decorrido antes que a ferramenta comece a cortar e atinja o critério de vida útil da ferramenta é chamado de vida útil da ferramenta.O critério de vida da ferramenta geralmente usa um valor predeterminado de desgaste da ferramenta.A ocorrência de um determinado fenômeno também pode ser usada como critério, como intensificação da vibração, a rugosidade da superfície usinada é deteriorada, quebra de cavacos e lascamento não são bons.Depois de atingir a vida útil da ferramenta, a ferramenta deve ser reafiada, indexada ou descartada.A soma da vida útil da ferramenta antes de ser descartada é chamada de vida útil total da ferramenta.

Na produção, a vida útil da ferramenta e a cota de horas de trabalho propostas são frequentemente determinadas de acordo com as condições de processamento de acordo com o princípio do menor custo de produção ou da maior produtividade.

Maquinabilidade

Isso se refere a quão fácil é para uma peça ser cortada em produtos qualificados.De acordo com os objetos e requisitos específicos de processamento, pode ser usado como critérios como a duração da vida útil da ferramenta, a qualidade da superfície processada, o nível de taxa de remoção de metal, o tamanho do poder de corte e a dificuldade de lasca quebra.Na produção e na pesquisa experimental, é frequentemente usado como um indicador da usinabilidade de um determinado material.Seu significado é: quando a vida útil da ferramenta é de minutos, a velocidade de corte permitida para cortar o material.Quanto maior, melhor a processabilidade e geralmente leva 60, 30, 20 ou 10 minutos.

Qualidade da superfície de processamento

Geralmente incluem rugosidade da superfície, endurecimento da tensão residual, trincas na superfície e alterações na microestrutura metalográfica.Existem muitos fatores que afetam a qualidade da superfície usinada no corte.Por exemplo, o raio da aresta de corte da ferramenta e a aresta postiça são os principais fatores que afetam a rugosidade da superfície;o raio cego da aresta de corte da ferramenta e as condições de desgaste e corte são os fatores que afetam a rugosidade da superfície.Os principais fatores de encruamento e tensões residuais.Portanto, na produção, a qualidade da superfície usinada geralmente é melhorada pela alteração da geometria da ferramenta e pela seleção de condições de corte razoáveis.

Vibração de corte

Durante o processo de corte, vibrações mecânicas como vibração livre, vibração forçada ou vibração autoexcitada são frequentemente geradas entre a ferramenta e a peça de trabalho.A vibração livre é causada por alguns choques repentinos nas peças da máquina-ferramenta e será gradualmente atenuada.A vibração forçada é causada pela força de interferência alternada contínua dentro ou fora da máquina-ferramenta, e sua influência no corte depende do tamanho e da frequência da força de interferência.A vibração auto-excitada é a vibração inicial causada pela força de interferência repentina entre a ferramenta e a peça de trabalho, que altera o ângulo de inclinação, o ângulo de folga e a velocidade de corte da ferramenta, bem como o acoplamento de vibração, etc., e obtém o período da energia de estado estacionário.A energia da ação sexual promove e mantém a vibração.Geralmente, várias vibrações auto-excitadas primitivas podem ser geradas de acordo com as condições de corte, e as marcas de trepidação deixadas na superfície usinada produzirão vibrações auto-excitadas regenerativas mais comuns.As várias vibrações mencionadas acima geralmente afetam a qualidade da superfície da ferramenta adicionada, reduzem a vida útil da máquina-ferramenta e da ferramenta, reduzem a produtividade e causam ruído, que é extremamente prejudicial e deve ser eliminado ou reduzido.

Controle de Chip

Refere-se ao controle da forma e comprimento dos cavacos.Ao controlar o raio de ondulação e a direção de descarga dos cavacos, os cavacos colidem com a peça de trabalho ou a ferramenta, e o raio de ondulação dos cavacos é forçado a aumentar, e a tensão nos cavacos aumenta gradualmente até que o raio de ondulação do quebrado os chips podem ser alterados alterando o raio de ondulação do chip.Espessura, canais de cavacos ou quebra-cavacos são retificados na frente da ferramenta para controle, e sua direção de descarga é controlada principalmente pela seleção de um ângulo de posição razoável e inclinação da lâmina.As pessoas modernas têm sido capazes de usar codificação de dois ou três dígitos para representar a forma de vários chips, e geralmente acredita-se que chips de curva curta são formas razoáveis ​​de quebrar cavacos.

fluido de corte

Também chamado de fluido lubrificante de resfriamento, é usado para reduzir o atrito durante o processo de corte e diminuir a temperatura de corte para melhorar a vida útil da ferramenta, a qualidade do processamento e a eficiência da produção.Os fluidos de corte comumente usados ​​incluem óleo de corte, emulsão e fluido de corte químico.