Byggt á margra ára hagnýtri kembileitarreynslu á staðnum, sem byrjar á meginreglum málmverkfæraskurðar, ásamt þáttum eins og verkfæraefni, skurðarbreytum, þurrkubrún, leiðandi horn, vinnsluaðferð og samsett verkfæri, eru sex hagræðingaraðferðir kynntar. draga úr niðurskurðarkostnaði. Tilgangur að bæta framleiðslu skilvirkni.
01
Formáli
Hröð þróun framleiðsluiðnaðar lands míns hefur skapað gríðarlegan efnahagslegan ávinning fyrir landið okkar og jafnvel heiminn. Eftir því sem samkeppni á markaði verður sífellt harðari, hafa kostnaðarlækkun og hagræðingaraukning orðið að vandamálum sem hvert fyrirtæki verður að horfast í augu við. Til þess að draga úr kostnaði á áhrifaríkan hátt og auka skilvirkni er nauðsynlegt að greina samsetningu framleiðslukostnaðar. Framleiðslukostnaður samanstendur af þremur hlutum: bein efni, bein vinnuafli og framleiðslukostnaður. Með bein efni er átt við vinnuhluti í framleiðsluferlinu, sem eru unnar í hálfunnar vörur eða fullunnar vörur og verður notkunarvirði þeirra í kjölfarið annað notkunargildi. Með beinu vinnuafli er átt við þann mannauð sem neytt er í framleiðsluferlinu, sem hægt er að reikna með launum, velferðarkostnaði o.s.frv. Með framleiðslukostnaði er átt við aðstöðu eins og verksmiðjur, vélar, farartæki og tæki, efni og hjálparefni sem notuð eru í framleiðsluferlinu. Hluti af neyslu þeirra er innifalinn í kostnaði með afskriftum og hinn hlutinn er vegna viðhalds, fastur kostnaður, efnisnotkun véla og hjálparefnisnotkun er innifalin í kostnaði. Þessi grein fínstillir nokkrar aðferðir við notkun verkfæra til að draga úr kostnaði við verkfæranotkun og bæta vinnsluskilvirkni og ná þannig fram áhrifum þess að spara notkunarkostnað véla.
02
Breyttu verkfæraefni til að bæta vinnslu skilvirkni
Algengt notað verkfæri eru eftirfarandi: háhraðastál, karbíð, keramik, CBN og PCD. CBN og PCD hafa meiri hörku, hæsta slitþol og efni þeirra eru tiltölulega brothætt. Háhraðastál hefur bestu hörku en hörku þess er mjög lítil og slitþol er lélegt.
Háhraðastál er hákolefnisblendi stál. Helstu málmblöndur eru wolfram, króm, mólýbden, kóbalt, vanadín og ál osfrv., og inniheldur mikið magn af karbíðum. Háhraða stálskurðarverkfæri hafa mikla hörku og tiltölulega litla hörku. Kostirnir eru þeir að þeir eru ódýrir, hafa mikla mýkt og geta unnið nánast öll efni. Þau voru aðalefnin sem notuð voru í snemma skurðarverkfæri. Ókostirnir eru þeir að þeir krefjast meiri kröfur til rekstraraðila og krefjast handavinnu. Skerpa og skurðarhraði sem háhraða stálefni þolir er mjög lítill. Til dæmis er vinnustykkisefnið 45 stál, hörku er 250HBW, skurðarhraði er 30 ~ 60m/mín og skurðarvirkni er lítil.
Sem stendur er algengasta verkfæraefnið húðað karbíð. Hörku og hitaþol húðaðra karbítverkfæra eru betri en háhraða stálverkfæra. Það þolir hærri skurðarhraða, með skurðarhraða á bilinu 100 til 300m/mín[1].
Tökum ytri hring beygja stálhluta sem dæmi, ef karbítbeygjuverkfæri eru notuð til að skipta um háhraða stálbeygjuverkfæri, er hægt að auka skurðarhraðann úr 50m/mín í 180m/mín, og skilvirknin eykst um meira en 3 sinnum, og karbítverkfæri eru einnig með hærri skurðarverkfæri. lífið. Ekki þarf að brýna karbítbeygjuverkfæri með útskiptanlegum hnífum, skipta bara um blaðið og stjórnandinn þarf ekki að hafa skerpakunnáttu.
Til viðbótar við háhraða stál- og karbítskurðarverkfæri eru einnig til keramik, CBN og PCD. Þessi þrjú efni hafa hærri skurðarhraða - meira en 1000m/mín, en notkunarsvið þeirra er takmarkað. Keramik og CBN eru venjulega notuð til að vinna úr steypujárni og stálvinnustykki með mikla hörku yfir 50HRC. PCD er venjulega notað til að vinna ál, plast, tré og karbíð, en getur ekki unnið úr steypujárni [2].
Með því að taka álfelgur sem dæmi, er skurðarhraði háhraða stálfresara 120 ~ 300m/mín. Ráðlagður skurðarhraði á Mapal karbíðfræsum HP615 efni er 700m/mín, en hægt er að nota fræsur úr PCD efni. Skurðarhraði er 1500 ~ 2000m / mín.
03
Áhrif skurðarbreyta á endingartíma verkfæra og framleiðsluhagkvæmni
Til þess að bæta vinnsluskilvirkni og endingartíma verkfæra er nauðsynlegt að ákvarða hvort skurðarbreyturnar séu sanngjarnar og greina áhrif hverrar skurðarbreytu á endingu og skilvirkni verkfæra. Skurðarbreytur innihalda skurðhraða (línulegur hraði), fóðurhraði og afturskurðarmagn, einnig þekkt sem skurðarhlutirnir þrír.
3.1 Skurðarhraði vc
Sambandið á milli skurðarhraða vc og snældahraða er vc=πDn/1000, þar sem D er virkt þvermál verkfæris/vinnustykkis (eining: mm), og n er hraða verkfæra (eining: r/mín. ). Þegar skurðarhraði er of mikill mun slit á hliðum aukast og yfirborðsgæði vinnustykkisins versna. Þegar skurðarhraði er mjög hár mun innleggið einnig gangast undir plastaflögun. Áhrifaferill skurðarhraða á endingu verkfæra er sýndur á mynd 1.
mynd
Mynd 1 Áhrifaferill skurðarhraða á endingu verkfæra
3.2 Fóðurhraði vf
Útreikningsformúlan fyrir hraða hraða er vf=fZZnn, fZ er straumur verkfæra (eining er mm/z), Zn er fjöldi virkra skurðbrúna (eining er einingar), n er hraði véla (eining er t/mín). Ef fóðrunarhraðinn er of mikill verða flögurnar stjórnlausar og gæði yfirborðs sem unnið er með rýrna. Skurðarkrafturinn er mikill og flögurnar munu hafa áhrif á verkfærið eða vélað yfirborðið. Áhrifaferill fóðurhraða á endingu verkfæra er sýndur á mynd 2.
mynd
Mynd 2 Áhrifaferill fóðurhraða á endingu verkfæra
3.3 Magn bakhnífs ca
Afturskurðarmagnið vísar til mismunsins á óskornu yfirborði og skornu yfirborði. Áhrifaferill bakskurðarmagns á endingartíma verkfæra er sýnd á mynd 3.
mynd
Mynd 3 Áhrifaferill bakskurðarmagns á endingu verkfæra
Meðal skurðarþáttanna þriggja hafa skurðarhraði, straumhraði og magn afturvirks öll áhrif á endingu verkfæra. Áhrif bakskurðarmagnsins eru minnst, fóðurhraðinn hefur meiri áhrif en afturskurðarmagnið og skurðarhraðinn hefur mest áhrif á endingu blaðsins.
Til þess að fá sem mestan endingartíma verkfæra er stefna hagræðingarfæribreytanna: hámarka baktengingu til að fækka verkfærum; hámarka fóðurhraða til að stytta skurðartímann; draga úr skurðarhraðanum til að fá sem besta endingu verkfæra.
Til að bæta hagkvæmni við grófvinnslu geturðu byrjað á því að hámarka magn afturskurðar. Ef það eru margar verkfæraleiðir skaltu auka magn afturskurðar og minnka verkfæraleiðina, eða auka magn afturskurðar, draga úr skurðarhraða og bæta endingu verkfæra. , auka fóðurhraða og tryggja vinnslu skilvirkni.
3.4 Dæmi um notkun
Flansinn sem framleiddur er af bílahlutavinnsluverksmiðju er sýndur á mynd 4. Núverandi vinnslulausn er óhagkvæm og þarf að fínstilla ýmsar skurðarbreytur til að bæta endingu verkfæra og framleiðslu skilvirkni.
mynd
Mynd 4 Flans
Fínstilltu vinnsluáætlunina með því að auka magn afturskurðar, draga úr verkfæraleiðum og draga úr skurðarhraða. Fyrir hagræðingu voru verkfæraleiðirnar margar og óskipulegar, en eftir hagræðingu voru verkfæraleiðirnar skýrar eins og sést á myndum 5 og 6. Færibreytur fyrir og eftir hagræðingu eru sýndar í töflu 1. Eftir hagræðingu hefur endingartími verkfæra verið aukinn. úr 15 hlutum í 31 hluta.
mynd
Mynd 5 Fínstilling á framhlið verkfæra
mynd
Mynd 6 Bjartsýni verkfæraslóð
Tafla 1 Færibreytur fyrir og eftir hagræðingu
mynd
Sá þáttur sem mælir skurðafköst blaðsins er skurðarhraði. CNC kerfið les snúningshraðann. Margir forritarar taka aðeins tillit til hraðans þegar þeir hanna forrit og hunsa þvermálsstuðulinn. Hins vegar, í raunverulegri vinnslu, hefur þvermálsstuðullinn einnig meiri áhrif. Sé tekið beygju sem dæmi, þegar þvermál vinnustykkisins D er 50 mm og hraðinn n er 1000r/mín., þá er línulegi hraðinn vc=157m/mín. Þegar þvermál vinnustykkisins D er 100 mm og vélarhraði n er 1000r/mín., þá er línulegi hraði vc=314m/mín.
Samkvæmt verkfærasýninu er skurðarhraði 314m/mín mjög hár, nálægt þeim mörkum sem karbítblaðið þolir. Hár skurðarhraði getur flýtt fyrir slitferli tólsins og dregið úr endingartíma tólsins.
Af þessu má sjá að fyrir sama verkfærahraða, mismunandi þvermál vinnustykkis og skurðarhraða verkfæra, þegar endingartími verkfæra er of lítill, er hægt að athuga hvort það stafar af of mikilli skurðarhraða.
04
Áhrif þurrkubrúnarinnar á skilvirkni skurðar
Þurrkublaðið hefur oddshorn sem samanstendur af 3 til 9 bogum með mismunandi radíus og bogadíus getur náð meira en 900 mm. Sambandið á milli áhaldaflaka, fóðurmagns og yfirborðsgæða er
Rmax＝fn²/8r(1)
Rmax (þurrkunarbrún)=Rmax/² (2)
Í formúlunni er fn fóðurmagnið (mm/r); r er flakaradíus verkfæraoddsins (mm); Rmax er hæðarmunurinn á milli topps og lægðar á skurðfletinum (mm).
Þessi aðferð er hentug til að klára að beygja eða leiðinlegt. Þurrkuverkfærið sjálft hefur ekki hraðfóðrun. Hins vegar, samkvæmt fyrri formúlunni, má álykta að eiginleikar þurrkutólsins séu: þegar vinnslubreyturnar eru þær sömu, er hægt að auka yfirborðsgæði þurrkutólsins um 1 sinnum; þegar yfirborðsgæði eru þau sömu er hægt að auka fóðurhraða þurrkutólsins um 1 sinni. .
Þegar sömu yfirborðsgæða er krafist er hægt að nota hærri fóðurhraða þegar þurrkuverkfæri eru notuð.
Ef vinnsla á endaflötum úttaksskeljarins er tekin sem dæmi um aukna skilvirkni, er efnið í vinnustykkinu QT500 og þarf yfirborðsgrófleikagildið Ra Minna en eða jafnt og 1,6μm. Til að bæta hringrásartímann var notað þurrkublað. Á þeirri forsendu að uppfylla sömu kröfur um ójöfnur yfirborðs var fóðurhraði aukinn úr 0,36 mm/r í 0,5 mm/r. Mælt yfirborðsgróft gildi Ra=1.33μm og endingartími blaðsins var sá sami. Hinar ýmsu vinnslubreytur með venjulegum snúningsinnleggjum og þurrkuinnleggjum eru sýndar í töflu 2. Endahlið úttaksskeljarins eftir hagræðingu er sýnd á mynd 7.
Tafla 2 Ýmsar vinnslufæribreytur venjulegra snúningsinnleggja og þurrkuinnleggja
mynd
mynd
Mynd 7 Bjartsýni úttaksskeljarendahliðar
05
Áhrif aðalbeygjuhorns á skilvirkni skurðar
Fóðrun á tönn var nefnd í fyrri stutta kynningu á hugtakinu fóðurhraði. Sumar tegundir verkfærasýni mæla með hámarksflísþykkt hex sem skurðarbreytu í stað fóðurs á tönn. Vegna þess að það sem ákvarðar fóðurmagnið er hámarks flísþykkt sexkant og fremsta hornið Kr á verkfærinu. Umreikningsformúlan er hex=fzsinKr.
Þegar aðalbeygjuhornið er 90 gráður, fz=sex, er hámarksflísþykkt verkfærisins sú sama og straumurinn á hverja tönn. Þegar aðalbeygjuhornið minnkar er hægt að auka fóðurhraðann.
Með því að taka ferhyrndar axlafresuna (sjá mynd 8) sem dæmi, þá er fjöldi tanna ZN á 90 gráðu ferningaaxlafresunni 5 flúrur, n=1000r/mín, hex=0.2mm , fz=0.2mm/z, straumhraði véla vf =0.2×5×1000=1000 (mm/mín).
mynd
a) Skýringarmynd uppbyggingar á ferningaaxlarfræsi
mynd
b) Líkamlegir hlutir
Mynd 8 90 gráðu ferningur öxl fræsari
45 gráðu fremstu hornfræsari (sjá mynd 9) ZN hefur 5 horn, n=1000r/mín, hex=0.2mm, fz=hex /sin45 gráður {{8} }.282mm/z, síðan straumhraði vélbúnaðarins vf=0.282× 5×1000=1410 (mm/mín).
mynd
a) Uppbyggingarskýringarmynd af yfirborðsfræsi
mynd
b) Líkamlegir hlutir
Mynd 9 45 gráðu ferningur öxl fræsari
10 gráðu fremstu hornfræsari (sjá mynd 10) ZN hefur 5 brúnir, n=1000r/mín, hex=0.2mm, fz= hex/sin10 gráður {{8} }.156mm/z, síðan straumhraði vélbúnaðarins vf=1.156× 5×1000=5780 (mm/mín).
mynd
a) Merki
mynd
b) Líkamlegir hlutir
Mynd 10 10 gráðu ferningur öxl fræsari
Til að draga saman, við sama snúningshraða sömu tegundar blaðs, því minna sem aðalbeygjuhornið er, því hærra er mötunarhraðinn sem hægt er að nota. Það er athyglisvert að 90 gráðu ferningur öxl fræsari ber aðallega geislamyndaða kraft og áskrafturinn nálgast núll. Þegar aðalbeygjuhornið minnkar, að teknu 10 gráðu aðalbeygjuhornsfræsaranum sem dæmi, ber það aðallega áskraft. Radialkrafturinn er mjög lítill. Því minna sem aðalbeygjuhornið er, því meiri titringstilhneiging og því meira afl sem neytt er.
06
Áhrif vinnsluaðferða á skilvirkni skurðar
Skurðarverkfæraleiðin hefur einnig mikil áhrif á skilvirkni vinnslunnar. Sem dæmi má nefna að nýlega vinsæl, kraftmikil mölunaraðferð er skilvirk túkoidal mölunaraðferð með miklu bakskurðarrúmmáli og lítilli skurðarbreidd. Munurinn frá hefðbundinni túkoidal mölun er sá að kraftmikla mölunarferlið fylgir nákvæmlega sexkantinum með stöðugri flísþykkt. Hefur hátt málmfjarlægingarhlutfall. Þar sem kraftmikil mölun getur tryggt stöðugan skurðarkraft við klippingu verkfæra er vinnsluhraði hratt og stöðugt.
Tekið er fræsun á ytri útlínu lokans sem dæmi til að sýna áhrif vinnsluaðferða á skilvirkni skurðar. Vinnustykkið er úr ryðfríu stáli. Erfiðleikarnir eru þeir að hlutfallið milli lengdar og þvermáls tækisins nær 4 sinnum þvermálinu, sem veldur titringi við vinnslu. Upprunalega áætlunin notaði skiptanlegar ferkantaða axlafresur, sem leiddi til mikils skurðar titrings vegna stórs stærðarhlutfalls. Ekki hægt að vinna venjulega. Bjartsýni til að nota karbíð endafræsa, stóra skurðargetu, lítil skurðarbreidd og kraftmikil mölunaraðferð. Eftirlíkingin af kraftmikilli mölunarleið er sýnd á mynd 11 og samanburðarfæribreyturnar eru sýndar í töflu 3.
mynd
Mynd 11 Eftirlíking af kraftmiklum milliverkfærum
Tafla 3 Samanburður við færibreytur
mynd
07
Bættu vinnslu skilvirkni með samsettum verkfærum
Fyrir vörur í miklu magni eru samsett verkfæri venjulega notuð til að bæta framleiðsluhagkvæmni, svo sem skurðarborar, samsett borunarverkfæri (sjá mynd 12) o.s.frv.
mynd
Mynd 12 Samsett leiðindaverkfæri
Samsett verkfæri nota eitt tól til að vinna úr mörgum vinnuskrefum, sem bætir vinnsluskilvirkni og sparar skiptatíma margra verkfæra. Samsett skurðarverkfæri hafa einnig marga galla. Stærsti gallinn er sá að þeir eru ekki alhliða. Skurðarverkfærin eru aðeins hönnuð fyrir ákveðið vinnustykki og ekki hægt að nota það almennt með öðrum vinnuhlutum [3].
08
Niðurstaða
Þessi grein veitir sex leiðir til að hámarka skurðarverkfæri, sem geta veitt leiðbeiningar til að bæta framleiðslu skilvirkni og draga úr kostnaði. Hagræðingaraðferðin ætti að vera sveigjanleg og þarf að gera hana á hagnýtum grunni. Fyrir hagræðingu er nauðsynlegt að greina flöskuhálsferlið, hagræða tólið á markvissan hátt og átta sig á lykilatriðum til að leysa vandamálið í samræmi við sérstakar framleiðsluaðstæður.
