La velocità di taglio è un parametro critico nelle operazioni di lavorazione, soprattutto quando si utilizza un mulino finale di compressione. Come fornitore di mulini a compressione di alta qualità, ho assistito in prima persona al profondo impatto che la velocità di taglio può avere sulla durata degli utensili. In questo blog, approfondiremo la relazione tra il taglio della velocità e la durata dello strumento di un mulino finale di compressione.
Comprensione dei mulini finali di compressione
Prima di discutere l'effetto della velocità di taglio, è essenziale capire cos'è un mulino finale di compressione. UNMulino finale di compressioneè uno strumento di taglio specializzato progettato per le operazioni di lavorazione. Presenta un design unico con flauti di taglio sia in alto che in basso. Il taglio dei flauti nella parte inferiore dell'utensile aiuta a sollevare le patatine, mentre i flauti che tagliano la parte superiore spingono le patatine. Questa combinazione riduce i problemi di evacuazione del chip e minimizza la lacrima, sia sulle superfici superiore che inferiore del pezzo, rendendola ideale per le applicazioni in cui la finitura superficiale è cruciale, come la lavorazione del legno e la lavorazione del materiale composito.
Le basi della velocità di taglio
La velocità di taglio, spesso indicata come V, è definita come la velocità con cui il tagliente dello strumento passa sopra il pezzo. Viene in genere misurato in piedi superficiali al minuto (SFM) o metri al minuto (m/min). La velocità di taglio è determinata dalla velocità di rotazione del mandrino (RPM) e dal diametro dello strumento di taglio. La formula per il calcolo della velocità di taglio è (v = \ pi dn/12) (in SFM, dove d è il diametro dell'utensile in pollici e n è la velocità del mandrino in giri/min) o (v = \ pi dn/1000) (in m/min, dove d è il diametro dell'utensile in millimetri e n è la velocità del spinse in RPM).
Impatto delle basse velocità di taglio sulla durata degli utensili
Quando la velocità di taglio è troppo bassa, possono verificarsi diversi effetti negativi che riducono la durata dello strumento di un mulino finale di compressione.
Costruito - Formazione di bordo verso l'alto
A basse velocità di taglio, il calore generato all'avanguardia è insufficiente per far scorrere le patatine senza intoppi. Ciò può portare alla formazione di un bordo costruttivo (bue). Una BUE è una massa di materiale del pezzo che aderisce al taglio dello strumento. Man mano che la Bue cresce, cambia la geometria del tagliente, causando forze di taglio irregolari e un aumento dell'usura dello strumento. Alla fine, la Bue può rompersi, prendendo con sé piccoli pezzi del materiale dell'utensile, che accelera l'usura degli strumenti e ne riduce la vita.
Aumento dell'attrito
Le basse velocità di taglio comportano anche un maggiore attrito tra lo strumento e il pezzo. L'avanguardia deve lavorare di più per rimuovere il materiale e questa forza extra genera più calore attraverso l'attrito. Il calore eccessivo può far ammorbidire il materiale dell'utensile, rendendolo più suscettibile all'usura e alla deformazione. Inoltre, l'aumento dell'attrito può portare a un fenomeno chiamato "sfregamento" anziché "taglio", che danneggia ulteriormente la superficie dell'utensile e ne riduce l'efficacia.
Impatto delle alte velocità di taglio sulla durata degli utensili
D'altra parte, l'uso di una velocità di taglio eccessivamente elevata può anche essere dannoso per la durata dell'utensile di un mulino finale di compressione.
Generazione di calore eccessiva
Uno dei problemi principali con alte velocità di taglio è la generazione di calore eccessivo. All'aumentare della velocità di taglio, la quantità di calore generata all'avanguardia aumenta esponenzialmente. Le alte temperature possono causare danni termici al materiale dell'utensile. Per i mulini per le estremità della compressione in carburo - che sono comunemente usati a causa della loro elevata durezza e resistenza all'usura, il calore eccessivo può portare a crescita del grano in carburo, perdita di durezza e persino cracker termici. Una volta che il materiale dell'utensile perde la sua durezza, si consuma rapidamente e l'autunno diventa opaco, riducendo la qualità del taglio e la durata della vita dello strumento.
Aumento del tasso di usura degli strumenti
Le alte velocità di taglio aumentano anche la velocità di usura meccanica sullo strumento. L'avanguardia vive abrasione più rapida in quanto entra in contatto con il materiale del pezzo a un ritmo più veloce. L'impatto ad alta velocità dei chip sull'utensile può causare scheggiature e sfaldamento del tagliente. Inoltre, l'aumento delle forze di taglio associate ad alte velocità di taglio può portare alla rottura dell'utensile, soprattutto se lo strumento non è adeguatamente supportato o se il materiale del pezzo è particolarmente duro o abrasivo.
Velocità di taglio ottimali per i mulini
Per massimizzare la durata dello strumento di un mulino finale di compressione, è fondamentale trovare la velocità di taglio ottimale. La velocità di taglio ottimale dipende da diversi fattori, tra cui il materiale del pezzo, il materiale dell'utensile, la profondità del taglio e la velocità di avanzamento.
Materiale del pezzo
Diversi materiali per lavoro richiedono velocità di taglio diverse. Ad esempio, quando si lavorano in legno tenue come pino o cedro, è possibile utilizzare una velocità di taglio relativamente più alta rispetto a legni duri come quercia o acero. I legni tenui sono meno densi e offrono meno resistenza al taglio, quindi lo strumento può rimuovere il materiale in modo più efficiente a velocità più elevate senza un'usura eccessiva. Al contrario, i legni duri sono più densi e richiedono una velocità di taglio più bassa per evitare di surriscaldare lo strumento e causare un'usura eccessiva.
Materiale dell'utensile
Il materiale del mulino finale di compressione svolge anche un ruolo significativo nel determinare la velocità di taglio ottimale. Gli strumenti in carburo - possono generalmente resistere a velocità di taglio più elevate rispetto agli strumenti di acciaio ad alta velocità (HSS). Il carburo ha un punto di fusione più elevato e una migliore resistenza al calore, permettendogli di mantenere la sua durezza e tagliare le prestazioni a temperature elevate. Pertanto, quando si utilizza un mulino di fine della compressione in carburo, è possibile selezionare una velocità di taglio più elevata rispetto a uno strumento HSS.
Profondità di taglio e velocità di alimentazione
La profondità del taglio e della velocità di avanzamento è anche correlata con la velocità di taglio. Una profondità maggiore di taglio e una velocità di avanzamento più elevata richiede generalmente una velocità di taglio più bassa per mantenere un processo di taglio stabile e impedire un'usura eccessiva degli utensili. Al contrario, una profondità più piccola di taglio e una velocità di avanzamento inferiore può consentire una velocità di taglio leggermente più alta.
Casi studio
Diamo un'occhiata ad alcuni casi di studio reali: il mondo per illustrare l'effetto della velocità di taglio sulla durata dello strumento di un mulino finale di compressione.
Caso 1: applicazione di lavorazione del legno
Un negozio di lavorazione del legno utilizzava un mulino di compressione per i pannelli di quercia a macchina. Inizialmente, hanno fissato la velocità di taglio troppo bassa. Hanno notato che lo strumento stava rapidamente diventando noioso e la finitura superficiale dei pannelli era scarsa. Dopo aver analizzato la situazione, hanno aumentato la velocità di taglio al livello raccomandato per la quercia. Di conseguenza, la durata dello strumento è aumentata di quasi il 30%e la finitura superficiale dei pannelli è migliorata in modo significativo.
Caso 2: lavorazione del materiale composito
In un'applicazione di lavorazione del materiale composito, un produttore utilizzava un mulino di fine compressione a una velocità di taglio estremamente elevata. Lo strumento si rompeva frequentemente e la qualità del taglio era incoerente. Riducendo la velocità di taglio a un livello più appropriato in base alle proprietà del materiale composito, la durata dello strumento è aumentata di oltre il 50%e la qualità delle parti lavorate è migliorata.
Altri fattori che influenzano la durata dello strumento in combinazione con la velocità di taglio
È importante notare che il taglio della velocità non agisce da sola nel determinare la durata dello strumento di un mulino finale di compressione. Altri fattori come la geometria degli strumenti, l'utilizzo del liquido di raffreddamento e le proprietà del materiale del pezzo interagiscono anche con la velocità di taglio.
Geometria dell'utensile
La geometria del mulino finale di compressione, incluso il numero di flauti, angolo di elica e angolo di rastrello, può influenzare il modo in cui lo strumento funziona a diverse velocità di taglio. Ad esempio, uno strumento con un angolo di elica più elevato può fornire una migliore evacuazione del chip a velocità di taglio più elevate, che può aiutare a ridurre la generazione di calore e l'usura dello strumento.
Utilizzo del refrigerante
L'uso di un refrigerante può migliorare significativamente la durata dello strumento se utilizzato insieme alla velocità di taglio appropriata. I refrigeranti aiutano a dissipare il calore, ridurre l'attrito e scaricare le patatine. Tuttavia, è necessario considerare anche il tipo di refrigerante e il metodo di applicazione. Ad esempio, il liquido di raffreddamento delle inondazioni può essere più efficace per le operazioni di lavorazione ad alta velocità, mentre il refrigerante della nebbia può essere sufficiente per applicazioni a velocità inferiore.
Proprietà del materiale del pezzo
La durezza, la resistenza e la struttura del grano del materiale del pezzo possono influenzare la velocità di taglio ottimale e la durata degli utensili. Ad esempio, i materiali con un'elevata durezza richiedono una velocità di taglio più basse per evitare un'usura eccessiva degli utensili, mentre i materiali con una struttura fibrosa possono richiedere una velocità di taglio specifica per prevenire la lacerazione e migliorare la finitura superficiale.
Conclusione
In conclusione, la velocità di taglio ha un profondo effetto sulla durata dello strumento di un mulino finale di compressione. Sia le velocità di taglio basse che quelle possono portare a una riduzione della durata dello strumento a causa di fattori come la formazione di bordo costruita, l'eccessiva generazione di calore e l'aumento dei tassi di usura. Trovare la velocità di taglio ottimale in base al materiale del pezzo, al materiale degli utensili, alla profondità di taglio e alla velocità di alimentazione è fondamentale per massimizzare la durata degli strumenti e ottenere tagli di qualità elevati.
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Riferimenti
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Ingegneria e tecnologia di produzione. Pearson Prentice Hall.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., & Knight, WA (2011). Progettazione del prodotto per la produzione e l'assemblaggio. CRC Press.
- Stephenson, DA e Agapiou, JS (2006). Teoria e pratica del taglio dei metalli. CRC Press.
