Влияние параметров обработки на шероховатость поверхности в процессе фрезерования.
Проведен ряд экспериментов, направленных на определение характеристик качества поверхности в процессе фрезерования. Целью являлось получение понимания влияния скорости вращения шпинделя, скорости резания и глубины резания на шероховатость поверхности, а также построение модели множественной регрессии.
Такое понимание может дать представление о проблемах контроля качества обрабатываемых поверхностей, когда параметры процесса корректируются для получения определенного качества поверхности.
Модель, включающая влияние скорости вращения шпинделя, скорости резания и глубины резания, а также любых двойных переменных взаимодействий, предсказывала значения шероховатости поверхности с точностью до 12%.
Обрезка металла является одним из наиболее значимых производственных процессов в области удаления материала.
Резка металла - удаление металлической стружки с заготовки для получения готового изделия с требуемыми характеристиками размера, формы и шероховатости поверхности.
Обязательной целью науки резки металла является решение практических задач, связанных с эффективным и точным удалением металла из заготовки. Было признано, что надежные количественные прогнозы различных технологических показателей эффективности, предпочтительно в форме уравнений, необходимы для разработки стратегий оптимизации при выборе условий резки при планировании технологических процессов.
Прогресс в разработке моделей, основанных на теории резания, еще не достиг поставленной цели; наиболее важные показатели эффективности резания, такие как срок службы инструмента, сила резания, шероховатость обрабатываемой поверхности, потребление энергии и т.д., должны быть определены с помощью экспериментальных исследований. Поэтому дальнейшее совершенствование и оптимизация технологической и экономической эффективности обрабатывающих операций зависит от наличия хорошо отработанной экспериментальной методологии.
Можно задаться логическим вопросом: действительно ли необходимо совершенствовать методологию экспериментального исследования резки металла?
Как показали опросы, режущий инструмент выбирается менее, чем в 50% случаев, инструмент используется при номинальной скорости резания в 58% случаев. И только 38% инструментов используются до полного истечения срока их службы. Выбранные скорости резки намного ниже оптимальных экономических скоростей.
Спрос на высококачественное и полностью автоматизированное производство привлекает внимание к состоянию поверхности изделия, особенно к шероховатости обрабатываемой поверхности из-за ее влияния на внешний вид, функцию и надежность изделия.
По этим причинам важно поддерживать равномерные допуски и качество поверхности. Кроме того, качество обрабатываемой поверхности полезно для диагностики стабильности процесса обработки, когда ухудшение качества поверхности может указывать на неоднородность материала заготовки, прогрессирующий износ инструмента, вибрацию режущего инструмента и т.д.
Ускоренное применение автоматизированного производства (CAM) для обработки деталей с использованием станков с CNC ориентировано на создание надежных систем обработки данных оборудования, обеспечивающих оптимальное производство с использованием дорогостоящего оборудования.
Эти компьютеризированные системы обработки данных подразделяются на два основных типа, а именно:
- система баз данных,
- система математических моделей.
Система баз данных использует сбор и хранение больших объемов данных экспериментов, а математические модели пытаются предсказать оптимальные условия.
Среди нескольких промышленных процессов обработки фрезерование является фундаментальной операцией обработки.
Фрезерование торцевых поверхностей является наиболее распространенной операцией по удалению металла. Он широко используется в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую и автомобильную, где качество является важным фактором при производстве щелей и штампов.
Качество поверхности играет очень важную роль в производительности фрезерования, так как качественная фрезерованная поверхность значительно повышает усталостную прочность, коррозионную стойкость и долговечность.
Шероховатость поверхности также влияет на некоторые функциональные характеристики деталей, такие как износ, теплопередача, способность удерживать смазку, покрытие или сопротивление усталости. Поэтому, как правило, определяется желаемая чистовая поверхность и подбираются соответствующие процессы для достижения требуемого качества.
На конечную шероховатость поверхности при окончательном фрезеровании влияют несколько факторов.
Такие факторы, как скорость вращения шпинделя, подача и глубина резания, которые управляют процессом резки, можно настроить заранее. Однако такие факторы, как геометрия инструмента, износ инструмента и образование стружки, а также свойства материала, как инструмента, так и заготовки, не поддаются контролю.
Перед фрезерованием необходимо разработать методы прогнозирования шероховатости поверхности продукта, чтобы оценить надежность параметров обработки, таких как скорость подачи или скорость вращения шпинделя, для поддержания требуемой шероховатости поверхности и повышения качества продукта.
Важно также, чтобы техника прогнозирования была точной и надежной. Исследователи в этой области пытаются разработать модели, которые могут предсказать качество поверхности металла для различных условий обработки, таких как скорость, подача, глубина резания и т.д.
Надежные модели не только упростят планирование и контроль производственного процесса, но и помогут оптимизировать обрабатываемость материалов.