Tehnologia de siguranță a sculelor de tăiere

Tehnologia de frezare de mare viteză este utilizată pe scară largă în industria auto, aeronavelor și a producției de matrițe. Deoarece forța centrifugă suportată de fiecare parte a sculei de tăiere atunci când freza se rotește cu viteză mare a depășit cu mult efectul forței de tăiere în sine și a devenit sarcina principală a sculei de tăiere și când forța centrifugă atinge un anumit nivel , va cauza deformarea sau chiar ruperea sculei de tăiere. Prin urmare, cercetările privind tehnologia de siguranță a frezelor de mare viteză sunt de mare importanță pentru dezvoltarea tehnologiei de frezare de mare viteză.

La începutul anilor 1990, Germania a început să studieze tehnologia de siguranță a frezelor de mare viteză și a formulat proiectul de standard DIN6589-1 „Cerințe de siguranță pentru freze de mare viteză”, care stipulează metodele și standardele de testare pentru defecțiune. de freze de mare viteză și, din punct de vedere tehnic, prezintă opinii orientative cu privire la proiectarea, fabricarea și utilizarea frezelor de mare viteză și stipulează o metoda unificată de inspecție a siguranței. Acest proiect de standard a devenit un document de ghidare pentru siguranța frezelor de mare viteză în diferite țări.

1. Forme de eroare de siguranță și metode de testare ale frezelor de mare viteză

The draft standard stipulates the speed limit of high-speed cutting. After exceeding this speed, the centrifugal force will become the main load of the milling cutter, and safety technology must be adopted. In the relationship diagram between tool diameter and high-speed cutting range, the area above the curve is the high-speed cutting range that the milling cutter must undergo safety inspection as specified in the standard: for single-piece tools (integral or welded tools) with a diameter of d1≤32mm, the cutting speed exceeds 10000m/mm for the high-speed cutting range; for assembled machine-clamped tools with a diameter of d1>32 mm, domeniul de tăiere de mare viteză este zona de deasupra segmentului de linie BC. Există două forme de defecțiune de siguranță a frezelor de mare viteză: deformare și ruptură. Metodele de testare de siguranță pentru diferite tipuri de freze sunt, de asemenea, diferite. Pentru frezele indexabile prinse de mașină, există două metode de testare de siguranță: o metodă este testarea la 1,6 ori viteza maximă de funcționare, iar deformarea permanentă a sculei sau deplasarea pieselor nu depășește 0. 05mm; cealaltă metodă este de a testa de 2 ori viteza maximă de operare, iar unealta nu se rupe (inclusiv șuruburile care prind lama fiind tăiate, lama sau alte componente de prindere fiind aruncate, spargerea corpului tăietorului etc. .). Pentru frezele integrale, acestea trebuie testate la 2 ori viteza maximă de funcționare fără a se îndoi sau rupe.

2. Model de calcul al rezistenței frezei de mare viteză

Cheia dacă un cuțit de mare viteză eșuează sub acțiunea forței centrifuge constă în faptul că corpul tăietorului este suficient de puternic și dacă piesele clemei mașinii sunt fixate în mod fiabil. Când forța centrifugă este utilizată ca sarcină principală pentru a calcula rezistența corpului tăietorului, datorită complexității formei tăietorului, rezultatul calculat de teoria mecanicii clasice are o eroare mare și adesea nu poate îndeplini cerințele de proiectare de siguranță. Pentru a analiza calitativ și cantitativ solicitarea și deformarea structurii tăietorului sub acțiunea forței centrifuge în timpul etapei de proiectare a frezei, metoda elementelor finite poate fi utilizată pentru a calcula mărimea tensiunii la diferite viteze, pentru a simula procesul de defecțiune și pentru a îmbunătăți schema de proiectare. Modelul de calcul cu elemente finite al frezei de mare viteză include corpul tăietorului, locașul corpului tăietorului, lama și șurubul de strângere. În primul rând, se calculează deformația elastică a corpului tăietorului (inclusiv masa pieselor, cum ar fi șuruburile și lamele), apoi se analizează în detaliu locașul separat al tăietorului. Deformația elastică obținută a corpului tăietorului se adaugă la separarea scaunului tăietorului ca o condiție limită; apoi scaunul tăietorului, lama, șurubul și perechea de frecare fără masă formează un model al sistemului de prindere a lamei și se efectuează analiza fiabilității de prindere. Modelul cu elemente finite poate simula înclinarea, alunecarea și rotația lamei în suportul sculei și deformarea șurubului atunci când este prins și poate calcula deplasarea lamei și forța șurubului la viteze diferite.