Tecnologia de segurança de ferramentas de corte

A tecnologia de fresamento de alta velocidade é amplamente utilizada nas indústrias automotiva, aeronáutica e de fabricação de moldes. Como a força centrífuga suportada por cada parte da ferramenta de corte quando a fresa gira em alta velocidade excedeu em muito o efeito da própria força de corte e se tornou a carga principal da ferramenta de corte, e quando a força centrífuga atinge um certo nível , isso fará com que a ferramenta de corte se deforme ou até mesmo quebre. Portanto, a pesquisa sobre a tecnologia de segurança de fresas de alta velocidade é de grande importância para o desenvolvimento da tecnologia de fresagem de alta velocidade.

No início da década de 1990, a Alemanha começou a estudar a tecnologia de segurança de fresas de alta velocidade e formulou o projeto de norma DIN6589-1 "Requisitos de segurança para fresas de alta velocidade", que estipula os métodos de teste e padrões para falha de fresas de alta velocidade e apresenta tecnicamente opiniões orientadoras sobre o projeto, fabricação e uso de fresas de alta velocidade e estipula um método unificado de inspeção de segurança. Este projeto de norma tornou-se um documento orientador para a segurança de fresas de alta velocidade em vários países.

1. Formulários de falha de segurança e métodos de teste de fresas de alta velocidade

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, a faixa de corte em alta velocidade é a área acima do segmento de linha BC. Existem duas formas de falha de segurança em fresas de alta velocidade: deformação e ruptura. Os métodos de teste de segurança para diferentes tipos de fresas também são diferentes. Para fresas intercambiáveis ​​fixadas à máquina, existem dois métodos de teste de segurança: um método é testar a 1,6 vezes a velocidade máxima de operação e a deformação permanente da ferramenta ou o deslocamento das peças não excede 0. 05mm; o outro método é testar 2 vezes a velocidade máxima de operação e a ferramenta não quebra (incluindo os parafusos que prendem a lâmina sendo cortada, a lâmina ou outros componentes de fixação sendo jogados fora, o rompimento do corpo do cortador, etc. .). Para fresas integrais, elas devem ser testadas a 2 vezes a velocidade máxima de operação sem entortar ou quebrar.

2. Modelo de cálculo de resistência da fresa de alta velocidade

A chave para saber se um cortador de alta velocidade falha sob a ação da força centrífuga está em saber se o corpo do cortador é forte o suficiente e se as peças do grampo da máquina estão fixadas de forma confiável. Quando a força centrífuga é usada como carga principal para calcular a resistência do corpo da fresa, devido à complexidade do formato da fresa, o resultado calculado pela teoria da mecânica clássica apresenta um grande erro e muitas vezes não pode atender aos requisitos do projeto de segurança. A fim de analisar qualitativa e quantitativamente a tensão e a deformação da estrutura da fresa sob a ação da força centrífuga durante a fase de projeto da fresa, o método dos elementos finitos pode ser usado para calcular a magnitude da tensão em diferentes velocidades, simular o processo de falha e melhorar o esquema de projeto. O modelo de cálculo de elementos finitos da fresa de alta velocidade inclui o corpo da fresa, a sede do corpo da fresa, a lâmina e o parafuso de fixação. Primeiro, a deformação elástica do corpo da fresa (incluindo a massa de peças como parafusos e lâminas) é calculada e, em seguida, o assento da fresa separado é analisado detalhadamente. A deformação elástica obtida do corpo da fresa é adicionada à separação da sede da fresa como condição limite; então, o assento do cortador, a lâmina, o parafuso e o par de fricção sem massa formam um modelo do sistema de fixação da lâmina, e a análise de confiabilidade da fixação é realizada. O modelo de elementos finitos pode simular a inclinação, deslizamento e rotação da lâmina no porta-ferramenta e a deformação do parafuso quando fixado, e pode calcular o deslocamento da lâmina e a força do parafuso em diferentes velocidades.