Cómo mecanizar hierro fundido enfriado
1 Introducción al método de optimización 0.618
El método 0.618 es un método de optimización experimental de un solo factor. Se puede utilizar una hoja de papel con una escala para indicar el rango de parámetros que debe optimizarse. El parámetro optimizado se establece en el ángulo de desviación principal de la herramienta de torneado, que oscila entre 10° y 80°, como se muestra en la Figura 1(. a).
Primero, dibuje una línea en 0,618 de la longitud total de la tira de papel. Esta línea se refiere a la escala (53,26°), que es el primer ángulo de herramienta seleccionado (como se muestra en la Figura 1(a). ). Luego doble la tira de papel por la mitad y dibuje una línea simétrica a 53,26° (aquí es 36,74°). Este es el segundo ángulo seleccionado, como se muestra en la Figura 1(b). Experimente en dos ángulos respectivamente. Si 53,26° es mejor, corte la tira de papel a la izquierda de 36,74°, como se muestra en la Figura (c); de lo contrario, corte la tira de papel a la derecha de 53,26°. Vuelva a doblar la tira de papel por la mitad y dibuje otra línea en el punto simétrico de 53,26°. Este es 63,48°, que es el tercer ángulo seleccionado, como se muestra en la Figura 1(d). Después de completar el experimento a 63,48°, compárelo con 53,26°. Si el efecto a 53,26° es mejor, corte la tira de papel en el lado derecho de 63,48°, como se muestra en la Figura 1(e); tira en el lado izquierdo de 53,26° Corta las tiras.
Figura 1 Proceso de optimización del método 0.618
Continúe usando el mismo método con las partes restantes. Tome los puntos de simetría que se han probado para experimentos, comparaciones y compensaciones, y. Mantenga los puntos buenos, elimine las partes que no sean "píxeles malos". Tenga en cuenta que la longitud del papel que queda cada vez es igual a 0,618 veces la última longitud. De esta forma, experimenta y compara, experimenta y compara de nuevo, y acércate cada vez al ángulo adecuado. Con este método, se puede excluir el 38,2% del rango de prueba cada vez, lo que puede reducir en gran medida la cantidad de pruebas y encontrar rápidamente el punto óptimo.
El número de puntos de cada prueba también se puede calcular según la siguiente fórmula:
El primer punto de prueba: A1=(grande 1-pequeño 1)*0,618+pequeño 1
El segundo punto de prueba: A2 = 2 grande + 2 pequeño: el último valor de punto bueno
......
El primer punto de prueba: Ai = I grande + i pequeña: el último valor de punto bueno
Los resultados calculados mediante la fórmula anterior son todos decimales. Por conveniencia, el ángulo se puede redondear (en la producción real, el ángulo de la herramienta generalmente se redondea a un número entero).
2 Optimización del procesamiento de rollos de hierro fundido enfriado
Uso del equipo de torno C1660
Procesamiento de piezas de rollo de hierro fundido enfriado de φ730 × 4180 mm (peso bruto 14 t, peso neto 9 t) , como como se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Diagrama esquemático de las piezas del rodillo de hierro fundido enfriado
Material de la hoja de carburo YG8
Material de la barra de herramientas acero 45
Antes de la selección:
Velocidad de corte v=6,8 m/min, avance f=0,5~1,2 mm/r, profundidad de corte ap=1~1,5 mm, ángulo de deflexión principal de la herramienta K=75°, ángulo de inclinación γ =5° , ángulo de inclinación λ = 0 °, como se muestra en la Figura 3 (a).
Figura 3 Optimización de parámetros geométricos de herramientas de torneado delantero y trasero
Procesamiento según los parámetros anteriores, ya que existe una capa fría con una profundidad de >25 mm en la superficie de la Rollo en bruto de hierro fundido enfriado, la dureza de la capa enfriada es muy alta, por lo que el procesamiento es difícil (se requieren cuatro turnos para procesar solo un cuerpo de rodillo), la herramienta se desgasta rápidamente (la herramienta debe afilarse cada diez minutos), la eficiencia de producción es baja y la precisión es pobre. La razón principal es que el ángulo de desviación de la herramienta principal es demasiado grande y la punta de la herramienta es débil, la cantidad de corte es inapropiada, por lo que se utiliza una herramienta de filo ancho con un ancho de hoja de 15 mm y el ángulo de desviación principal K y. Se optimiza la cantidad de corte de la herramienta de torneado.
①Proceso de optimización:
Optimización del ángulo de declinación principal de la herramienta.
Dado que el ángulo de declinación principal de la herramienta no debe ser demasiado grande, se determina que el rango de optimización es de 0°~45°. Después de la comparación experimental, el punto ④ es mejor y el ángulo de declinación principal K=23°. Como se muestra en la Figura 4.
Figura 4: Proceso de optimización del ángulo de deflexión principal
2) Después de optimizar el ángulo de deflexión principal, se mejora la durabilidad de la herramienta, pero debido al gran ancho de contacto entre el corte borde y la pieza de trabajo, se producirá vibración durante el proceso. Para cambiar este estado, es necesario optimizar el ángulo de inclinación para no debilitar excesivamente la punta de la herramienta y el ángulo de inclinación no es muy grande, el rango óptimo. es de 0° a 15°, como se muestra en la Figura 5.
Figura 5: El ángulo de desviación principal no debe optimizarse demasiado.
Figura 5: Proceso de optimización del ángulo de inclinación
Después de la comparación experimental, el cuarto punto es mejor, por lo que el ángulo de inclinación λ=8°.
3) Para mejorar la eficiencia de producción, fije el ángulo de la herramienta y optimice la cantidad de corte:
- La velocidad del husillo preferida n, considerando el gran diámetro de la pieza de trabajo, la preferida El rango es: 1-13 r/min, como se muestra en la Figura 6.
Figura 6 Optimización de la velocidad del husillo
Después de la comparación experimental, el punto 4 es mejor, por lo que n=6r/min.
-Optimización de la cantidad de avance
Figura 6 Optimización de la velocidad del husillo
Después de la comparación experimental, el punto ④ es mejor, por lo que n=6r/min. p> -Optimización del avance f, teniendo en cuenta el uso de mecanizado de herramientas amplias (se han tomado medidas antivibración), el retroceso de la herramienta es relativamente pequeño, se puede utilizar un avance mayor y el rango de optimización se establece en 0 ~15 mm, como se muestra en la Figura 7.
Figura 7 Proceso de optimización de la cantidad de avance
Tabla 1 Comparación de parámetros antes y después de la optimización
Velocidad del husillo
(r / min ) Velocidad de avance
(r / min) min) Velocidad de avance
(mm/r) Ángulo de desviación principal
(°) Ángulo de inclinación p>
(°) Ángulo de caída
(°) Rugosidad del material de la pala
Durabilidad Ra
(min)
Antes de la optimización 3 0.5~1.2 75 5 0 YG8 25 12
Después de la prioridad 6 5 23 8 8 YG6X 12.5~6.3 120
Conclusión
Después de la prioridad, reducir el ángulo de deflexión principal de la herramienta (como se muestra en la Figura 3(b)), usando una herramienta de filo ancho, lo que en consecuencia aumenta la resistencia de la punta de la herramienta y la capacidad térmica para rectificar un ángulo de inclinación del borde de 8° para evitar vibraciones durante el procesamiento; al mismo tiempo, aumenta el ángulo de ataque de la herramienta de torneado, reduce el consumo de energía de la máquina herramienta y hace que el corte sea más liviano, todo lo cual favorece el aumento de la cantidad de corte. Se necesitan 96 horas para procesar la parte del cuerpo del rodillo frontal después de la optimización, y solo 4 horas después de la optimización. La eficiencia aumenta 19 veces y la durabilidad de la herramienta aumenta 9 veces. (Fin)