La differenza tra la tecnologia di lavorazione della foratura tradizionale e quella della fresatura a spirale

La differenza tra la tecnologia di lavorazione della foratura tradizionale e quella della fresatura a spirale
Come nuovo metodo di lavorazione dei fori, la tecnologia di fresatura a spirale presenta i vantaggi di un processo di taglio regolare, una piccola forza di taglio sull'utensile e una lavorazione una tantum per soddisfare i requisiti di precisione. Questa tecnologia è diventata uno dei punti caldi e delle difficoltà nella ricerca sulla lavorazione dei materiali in patria e all'estero. Quindi, qual è la differenza tra la perforazione tradizionale e la tecnologia di lavorazione della fresatura a spirale?

Tecnologia di perforazione tradizionale

La lavorazione tradizionale della perforazione presenta le seguenti caratteristiche principali:

Innanzitutto, nel processo di foratura tradizionale, la velocità lineare del centro del mandrino è 0, ovvero il centro del trapano non partecipa al taglio e il materiale nell'area centrale del pezzo deve fare affidamento interamente sulla spinta verso il basso del trapano per spremerlo e rimuoverlo. Pertanto, la forza in direzione Z sopportata dal trapano è molto grande. Quando si elaborano materiali difficili da lavorare come le leghe di titanio, è inevitabile una rapida usura e un guasto dell'utensile.

In secondo luogo, il processo di foratura tradizionale è un processo di taglio continuo. La lama è sempre a contatto con il pezzo in lavorazione. La temperatura della superficie di contatto è molto alta durante il taglio e la conduttività termica delle leghe di titanio è scarsa. Il processo di taglio continuo fa sì che la temperatura si accumuli continuamente, il che accelera anche l'usura e il guasto dell'utensile, con conseguente diminuzione della qualità della superficie lavorata.

In terzo luogo, il metodo di rimozione dei trucioli della perforazione tradizionale è anche una causa di guasto dell'utensile. Durante il processo di perforazione, i trucioli vengono scaricati dalla fessura del trapano e la velocità di rimozione dei trucioli è lenta. Il calore di taglio viene principalmente portato via dai trucioli. Quando il calore di taglio non può essere evacuato in tempo, una grande quantità di calore di taglio rimane sul pezzo in lavorazione e sull'utensile, il che accelererà l'usura e il guasto dell'utensile.

Inoltre, quando i trucioli sono a diretto contatto con la superficie del foro lavorato, la superficie lavorata verrà graffiata. Ovviamente, questo metodo di rimozione dei trucioli influisce sulla qualità della superficie del foro. In generale, la qualità della lavorazione di perforazione tradizionale non può soddisfare i requisiti di precisione dell'industria manifatturiera aeronautica e si deve fare affidamento su altri processi per garantire la qualità della superficie del foro, riducendo così l'efficienza del lavoro e aumentando i costi di lavorazione. Dal punto di vista della fattibilità tecnica e dell'economia, la tecnologia di perforazione tradizionale non è più applicabile all'industria manifatturiera aeronautica.

Processo di fresatura a spirale

Rispetto alla tradizionale lavorazione di foratura, la fresatura a spirale utilizza un metodo di lavorazione completamente diverso. Il processo di fresatura a spirale è composto da due movimenti: la "rotazione" del mandrino e la "rivoluzione" del mandrino attorno al centro del foro. Questa speciale modalità di movimento determina i vantaggi della fresatura a spirale.

Innanzitutto, la traiettoria del centro dell'utensile è una linea a spirale anziché una linea retta, ovvero il centro dell'utensile non coincide più con il centro del foro lavorato, che è un processo di lavorazione eccentrico. Il diametro dell'utensile è diverso dal diametro del foro, il che rompe la limitazione di un utensile che elabora lo stesso foro di diametro nella tecnologia di perforazione tradizionale e realizza l'elaborazione di una serie di fori di diametro con un singolo utensile di diametro. Ciò non solo migliora l'efficienza di lavorazione, ma riduce anche notevolmente il numero e i tipi di utensili immagazzinati, riducendo i costi di lavorazione.

In secondo luogo, il processo di fresatura a spirale è un processo di fresatura intermittente, che favorisce la dissipazione del calore dell'utensile, riducendo così il rischio di usura e guasti dell'utensile dovuti all'accumulo di temperatura. Ancora più importante, rispetto alla perforazione tradizionale, il processo di fresatura a spirale ha apportato grandi miglioramenti nell'uso del refrigerante. L'intero processo di fresatura può essere raffreddato tramite micro-lubrificazione o persino raffreddamento ad aria, che è un processo ecologico e rispettoso dell'ambiente.

In terzo luogo, il metodo di lavorazione eccentrico consente uno spazio sufficiente per lo scarico dei trucioli dalla scanalatura del foro e il metodo di rimozione dei trucioli non è più il fattore principale che influenza la qualità del foro. Si può vedere che questa tecnologia ha un ampio spazio di sviluppo e buone prospettive di mercato, ma come nuovo metodo di lavorazione, il suo meccanismo di lavorazione necessita di ulteriori ricerche e discussioni.

Vantaggi della fresatura a spirale

(1) Migliorare la qualità dei fori lavorati e la durata degli utensili

Rispetto alla tradizionale tecnologia di foratura, la fresatura a spirale migliora notevolmente la qualità e la resistenza dei fori; la fresatura a spirale è un taglio intermittente e la minore forza di fresatura rende i fori lavorati privi di sbavature; il diametro dell'utensile è più piccolo del foro, quindi i trucioli possono essere scaricati senza problemi, il che riduce notevolmente il valore di rugosità della superficie del foro; durante la lavorazione di materiali compositi, elimina la delaminazione, la spellatura e la scarsa qualità della superficie del foro causata dall'ottundimento della punta dell'utensile nella foratura tradizionale.

La capacità di taglio del centro degli utensili di perforazione tradizionali è bassa, si accumula facilmente calore e si usura rapidamente; la durata dell'utensile è generalmente bassa; la fresatura a spirale migliora significativamente la durata dell'utensile grazie alla minore forza di fresatura.

(2) Ridurre il ciclo di sviluppo e risparmiare sui costi di elaborazione.

Nella produzione di aeromobili o di altri macchinari pesanti, l'impiego della tecnologia di fresatura a spirale ridurrà notevolmente il ciclo di sviluppo e i costi.

L'applicazione della tecnologia di fresatura a spirale può utilizzare lo stesso utensile per elaborare fori di diametri diversi e forme complesse. Grazie alla superiorità del suo metodo di elaborazione, può risparmiare lavori tradizionali come svasatura e alesatura. Ciò significa che i tipi e i modelli di utensili per l'elaborazione dei fori continueranno a diminuire in futuro. Dal punto di vista dell'intero ciclo di sviluppo, l'uso della tecnologia a spirale può ridurre molti processi (come sbavatura, alesatura e pulizia del refrigerante per diversi fori dopo lo smontaggio e il montaggio), accorciando notevolmente il ciclo di elaborazione.

(3) Elevato grado di automazione.

Raggiungere un grado di automazione più elevato è anche un modo per ridurre i costi di lavorazione. Poiché la forza di fresatura del processo di fresatura a spirale è bassa, questa tecnologia può essere applicata ai dispositivi robotici industriali. Poiché i dispositivi robotici industriali sono relativamente deboli e la forza assiale della foratura tradizionale è troppo grande, la foratura tradizionale non può essere applicata a tali dispositivi.

(4) Promuovere l'uso di nuovi materiali.

L'uso di nuovi materiali nelle parti di aeromobili è un'evidente tendenza di sviluppo. Nuovi materiali come leghe di titanio e materiali compositi sono stati ampiamente utilizzati. Lo sviluppo e l'uso di nuovi materiali richiedono un adeguato supporto tecnologico di lavorazione. In termini di lavorazione dei fori, la ricerca mostra che la tecnologia di fresatura a spirale presenta notevoli vantaggi rispetto alla tradizionale tecnologia di foratura.

Il processo di fresatura a spirale richiede un solo utensile per elaborare fori di diametri diversi e di alta qualità, il che non solo riduce i tempi di cambio utensile, ma consente anche di risparmiare sui processi di finitura, migliorando notevolmente l'efficienza del lavoro. In considerazione dei vantaggi della tecnologia di fresatura a spirale, le principali aziende, in particolare molte aziende nei settori dell'aviazione e degli stampi, hanno iniziato ad applicarla alla produzione effettiva. Con la promozione e l'applicazione di questa tecnologia, gli utensili di perforazione tradizionali verranno gradualmente eliminati e nuovi dispositivi di fresatura appariranno sempre di più nelle officine di lavorazione meccanica.