Turning використовує токарний верстат для видалення матеріалу з зовнішньої сторони, що обертається, при цьому нудно видаляє матеріал з внутрішньої сторони обертової заготовки.#base
Поворот - це процес видалення матеріалу із зовнішнього діаметра обертової заготовки за допомогою токарного верстата.Одноточкові різаки вирізають метал із заготовки в (в ідеалі) короткі різкі стружки, які легко видалити.
Токарник ЧПУ з постійним керуванням швидкості різання дозволяє оператору вибрати швидкість різання, а потім машина автоматично регулює оберти, коли ріжучий інструмент проходить різні діаметри вздовж зовнішнього контуру заготовки.Сучасні верстатки також доступні в конфігураціях по одній башті та подвійних баштах: поодинокі башти мають горизонтальну та вертикальну осі, а подвійні башти мають пару горизонтальних і вертикальних осей на башту.
Ранні токарні інструменти являли собою суцільні прямокутні деталі, виготовлені зі швидкорізальної сталі, з передніми та зазорними кутами на одному кінці.Коли інструмент затуплюється, слюсар заточує його на болгарці для повторного використання.Інструменти HSS все ще поширені на старих токарних верстатах, але карбідні інструменти стали більш популярними, особливо в одиночній формі одиночної точки.Карбід має кращу стійкість до зносу та твердість, що збільшує продуктивність та термін роботи інструменту, але він дорожчий і потребує досвіду для репр ".
Точіння — це поєднання лінійного (інструмент) і обертального (заготівля) руху.Тому швидкість різання визначається як відстань обертання (записується як SFM - поверхнева стопа в хвилину - або SMM - квадратний метр на хвилину - рух точки на поверхні частини за одну хвилину).Подача (виражена в дюймах або міліметрах на обороту) - це лінійна відстань, яку проїжджає інструмент вздовж або поперек поверхні заготовки.Подача також іноді виражається як лінійна відстань (дюйми/хв або мм/хв), яку інструмент проходить за одну хвилину.
Вимоги до швидкості подачі змінюються залежно від мети операції.Наприклад, при чорновій обробці висока подача часто краща для максимізації швидкості зняття металу, але потрібна висока жорсткість деталі та потужність машини.У той же час чистове точіння може сповільнити швидкість подачі для досягнення шорсткості поверхні, зазначеної на кресленні деталі.
Ефективність ріжучого інструменту багато в чому залежить від кута інструменту відносно заготовки.Терміни, визначені в цьому розділі, застосовуються до вставок різання та зазору, а також застосовуються до одиночних точкових інструментів.
Верхній кут граблі (також відомий як задній кут граблі) - це кут, утворений між кутом вставки та лінією, перпендикулярною до заготовки, коли переглядається збоку, спереду та задньої частини інструменту.Верхній кут граблі є позитивним, коли верхній кут граблі нахиляється від температури різання в хвостовик;нейтральний, коли лінія у верхній частині вставки паралельна верхівці хвостовика;і нейтральний, коли він нахилений від точки різання.Він вищий за власник інструменту, верхній кут граблі негативний..Леза та ручки також поділяються на позитивні та негативні кути.Пластини з позитивним нахилом мають скошені боки та відповідні тримачі з позитивними та бічними передніми кутами.Негативні вставки квадратні відносно верхньої частини леза та підходять до ручок із негативними верхнім і бічним передніми кутами.Верхній кут граблі унікальний тим, що він залежить від геометрії вставки: позитивно наземні або сформовані чіплери можуть змінити ефективний кут верхньої вершини від негативного до позитивного.Кути верхнього граблі також, як правило, більші для більш м'яких, більш пластичних матеріалів для заготовки, які потребують великих позитивних кутів зсуву, тоді як складніші, більш жорсткі матеріали найкраще вирізані з нейтральною або негативною геометрією.
Кут бічного граблі, утворений між кінцевою обличчям леза та лінією, перпендикулярною до заготовки, як видно з кінця обличчя.Ці кути є позитивними, коли вони кутіли від ріжучої кромки, нейтральні, коли вони перпендикулярні до ріжучої кромки, і негативні, коли вони кута вгору.Можлива товщина інструменту залежить від кута бічного граблі, менші кути дозволяють використовувати більш товсті інструменти, що збільшують міцність, але потребують більш високих сил різання.Більші кути виробляють тонші мікросхеми та менші вимоги до різання, але поза максимальним рекомендованим кутом, ріжуча кромка слабшає, а передача тепла зменшується.
Кінцеве різання скоси утворюється між ріжучою кромкою леза в кінці інструменту та лінією, перпендикулярною до задньої частини ручки.Цей кут визначає зазор між ріжучим інструментом і готовою поверхнею заготовки.
Кінцеве рельєф розташоване нижче кінцевої ріжучої кромки і утворюється між кінцевою обличчям вставки та лінією, перпендикулярною до основи хвостовика.Навис наконечника дозволяє зробити кут рельєфу (утворений кінцем хвостовика, а лінія, перпендикулярна кореня хвостовика) більша, ніж кут рельєфу.
Кут бічного зазору описує кут під стороною ріжучої кромки.Він утворюється сторонами леза і лінією, перпендикулярною основою ручки.Як і у кінця боса, навіс дозволяє полегшити бічне полегшення (утворене стороною ручки, а лінія перпендикулярна основі ручки), щоб бути більшою, ніж полегшення.
Кут свинцю (також відомий як кут ріжучого краю або кут свинцю) утворюється між бічною ріжучою кромкою вставки та стороною тримача.Цей кут спрямовує інструмент на заготовку, і в міру його збільшення виробляється більш широка тонша мікросхема.Геометрія та стан матеріалу заготовки є основними факторами вибору кута свинцю ріжучого інструменту.Наприклад, інструменти з акцентуючим кутом спіралі можуть забезпечити значну продуктивність при різанні спірованих, розривних або загартованих поверхонь, не сильно впливаючи на край ріжучого інструменту.Оператори повинні збалансувати цю перевагу збільшеним відхиленням деталей і вібрацією, оскільки великі кути підйому створюють великі радіальні сили.Інструменти повороту нульового кроку забезпечують ширину мікросхеми, що дорівнює глибині розрізання в поворотних операціях, в той час як ріжучі інструменти з кутом взаємодії дозволяють ефективній глибині розрізу та відповідній ширині мікросхеми перевищувати фактичну глибину вирізання на заготовці.Більшість операцій повороту можуть бути ефективно виконані з діапазоном кута підходу від 10 до 30 градусів (метрична система повертає кут з 90 градусів до протилежного, що робить ідеальний діапазон кута підходу від 80 до 60 градусів).
І наконечник, і сторони повинні мати достатнє полегшення та полегшення, щоб дозволити інструменту ввести розріз.Якщо зазору немає, стружка не утворюється, але якщо зазору недостатньо, інструмент буде тертися та виділяти тепло.Одноточкові токарні інструменти також вимагають торцевої та бокової рельєфу для входу в розріз.
При повороті заготовка піддається тангенціальній, радіальній та осьовій ріжучій силі.Найбільший вплив на споживання енергії здійснюється тангенціальними силами;осьові сили (подають) натискають частину в поздовжньому напрямку;і променеві (глибина вирізаних), як правило, підштовхують заготовку та власник інструменту."Сила різання" - це сума цих трьох сил.Для нульового кута висоти вони знаходяться у співвідношенні 4: 2: 1 (тангенціальний: осьовий: радіальний).Зі збільшенням кута свинцю осьова сила зменшується і збільшується радіальна сила різання.
Тип хвостовика, кутовий радіус та форма вставки також мають великий вплив на потенційну максимальну ефективну довжину ріжучої вставки.Деякі комбінації радіуса та власника вставки можуть вимагати розмірної компенсації, щоб повною мірою скористатися ріжучою кромкою.
Якість поверхні при поворотних операціях залежить від жорсткості інструменту, машини та заготовки.Після встановлення жорсткості залежність між подачею машини (в/об/мм/об.Профіль носа виражається з точки зору радіуса: певною мірою більший радіус означає кращу обробку поверхні, але занадто великий радіус може спричинити вібрацію.Для операцій з обробкою, що вимагають менше оптимального радіусу, для досягнення бажаного результату, можливо, потрібно зменшити швидкість подачі.
Після досягнення необхідного рівня потужності продуктивність збільшується з глибиною скорочення, подачі та швидкості.
Глибину різання найлегше збільшити, але поліпшення можливі лише за наявності достатнього матеріалу та сил.Подвоєння глибини скорочення збільшує продуктивність без підвищення температури різання, міцності на розрив або силу різання на кубічний дюйм або сантиметр (також відомий як специфічна сила різання).Це подвоює необхідну потужність, але термін експлуатації інструментів не скорочується, якщо інструмент відповідає вимогам до тангенціальної сили різання.
Змінити швидкість подачі також відносно легко.Подвоєння швидкості подачі подвоює товщину мікросхеми і збільшує (але не подвоюється) тангенціальні сили різання, температура різання та необхідна потужність.Ця зміна скорочує термін служби інструменту, але не вдвічі.Конкретна сила різання (сила різання, пов'язана з кількістю вилученого матеріалу) також зменшується зі збільшенням швидкості подачі.Зі збільшенням швидкості подачі додаткова сила, що діє на ріжучу кромку, може спричинити утворення ямочок на верхній поверхні граблі вставки через збільшення тепла та тертя, що утворюються під час різання.Оператори повинні ретельно стежити за цією змінною, щоб уникнути катастрофічного збоїв, коли мікросхеми стають сильнішими за леза.
Нерозумно збільшувати швидкість різання порівняно зі зміною глибини різання та швидкості подачі.Збільшення швидкості призвело до значного підвищення температури різання та зменшення зсувних і питомих зусиль різання.Подвоєння швидкості різання потребує додаткової потужності та скорочує термін служби інструменту більш ніж наполовину.Фактичне навантаження на верхній передок можна зменшити, але вищі температури різання все одно спричиняють утворення кратерів.
Вставка зносу - це загальний показник успіху або невдачі будь -якої операції повороту.Інші поширені показники включають неприйнятні мікросхеми та проблеми з заготовкою або машиною.Як правило, оператор повинен індексувати вставку до 0,030 дюйма (0,77 мм).Для закінчення операцій оператор повинен індексувати на відстані 0,015 дюйма (0,38 мм) або менше.
Тримачі змінних вставок із механічним затисканням відповідають дев’яти стандартам системи розпізнавання ISO та ANSI.
Перша буква в системі вказує метод прикріплення полотна.Переважають чотири загальні типи, але кожен тип містить кілька варіацій.
Вставки типу C Використовуйте верхній затискач для вставок, які не мають центрального отвору.Система повністю покладається на тертя і найкраще підходить для використання з позитивними вставками у середньому до легкого повороту та нудних додатків.
Вставки M утримують захисну прокладку порожнини вставки за допомогою кулачкового замка, який притискає вставку до стінки порожнини.Верхній затискач утримує задню частину пластини та запобігає її підйому, коли ріжуче навантаження прикладається до кінчика пластини.Пластини M особливо підходять для негативних пластин із центральними отворами при точінні середніх і важких умов.
Вставки S-типу Використовуйте звичайні гвинти Torx або Allen, але потребують лічильника або лічильника.Гвинти можуть заїдати при високих температурах, тому ця система найкраще підходить для легких і помірних токарних і розточувальних операцій.
Вставки P відповідають стандарту ISO для токарних ножів.Вставка притискається до стінки кишені поворотним важелем, який нахиляється при установці регулювального гвинта.Ці вставки найкраще підходять для негативних вставок граблі та отворів у застосуванні середнього та важкого повороту, але вони не заважають вставити підняття під час різання.
Друга частина використовує літери для позначення форми леза.Третя частина використовує літери для позначення комбінацій прямих або зміщених хвостовиків та кутів спіралі.
Четверта літера вказує на передній кут рукояті або задній кут леза.Для кута граблі, P - позитивний кут граблі, коли сума кута кінцевого зазору і кут клину менше 90 градусів;N — від’ємний передній кут, коли сума цих кутів перевищує 90 градусів;O — нейтральний передній кут, сума якого рівно 90 градусів.Точний кут зазору позначається однією з кількох букв.
П'ята - буква, що позначає руку з інструментом.R вказує на те, що це інструмент для правої руки, який ріже справа наліво, тоді як L відповідає інструменту для лівої руки, який ріже зліва направо.Інструменти N нейтральні і можуть різати в будь-якому напрямку.
Частини 6 і 7 описують відмінності між імперською та метричною системами вимірювання.В імперській системі ці секції відповідають двозначним числам, що позначають секцію дужки.Для квадратних шенків число - це сума шістнадцятого ширини та висоти (5/8 дюйма - це перехід від "0x" до "xx"), тоді як для прямокутних хвостовиків перше число використовується для представлення вісім з ширина.Чверть, друга цифра являє собою чверть висоти.У цій системі є кілька винятків, наприклад ручка 1¼” x 1½”, яка має позначення 91. Метрична система використовує два числа для висоти та ширини.(Який порядок.) Таким чином, прямокутне лезо висотою 15 мм і шириною 5 мм матиме число 1505.
Розділи VIII та IX також відрізняються між імперськими та метричними одиницями.В імператорській системі в розділі 8 займається вставки розміри, а розділ 9 стосується довжини обличчя та інструменту.Розмір леза визначається розміром вписаного кола з кроком одна восьма дюйма.Довжини кінця та інструменту позначені літерами: AG для прийнятних задніх та кінцевих розмірів інструментів, а MU (без O або Q) для прийнятних розмірів переднього та кінцевого інструменту.У метричній системі частина 8 відноситься до довжини інструменту, а частина 9 відноситься до розміру леза.Довжина інструменту вказується літерами, тоді як для прямокутних і паралелограмних розмірів пластин використовуються цифри, щоб вказати довжину найдовшої ріжучої кромки в міліметрах, ігноруючи десяткові знаки та одиничні цифри перед нулями.Інші форми використовують бічні довжини в міліметрах (діаметр круглого леза), а також ігнорують десятки та однозначні префікси з нулями.
Метрична система використовує десяту та кінцеву секцію, яка включає позиції для кваліфікованих дужок з допусками ± 0,08 мм для задньої та кінця (Q), передньої та задньої (F) та задньої, передньої та кінця (B).
Одноточкові інструменти доступні в різних стилях, розмірах і матеріалах.Суцільні одноточкові фрези можуть бути виготовлені зі швидкорізальної сталі, вуглецевої сталі, кобальтового сплаву або карбіду.Однак, коли промисловість перейшла на токарні інструменти з паяними наконечниками, вартість цих інструментів зробила їх майже неактуальними.
Підкреслені інструменти використовують тіло недорогого матеріалу та наконечник або порожній більш дорогий ріжучий матеріал, підкріплений до температури різання.Матеріали наконечників включають швидкорізальну сталь, карбід і кубічний нітрид бору.Ці інструменти доступні в розмірах від A до G, а офсетні стилі A, B, E, F і G можна використовувати як інструменти для правого або лівого різання.Для квадратних хвостовиків число, що стоїть після літери, вказує на висоту або ширину ножа в шістнадцятих дюйма.Для квадратних хвостовиків перше число - це сума ширини хвостовика в одному восьмому дюйма, а друге число - сума висоти хвостового за одну чверть дюйма.
Радіус наконечника паличих наконечників залежить від розміру хвостовика, а оператор повинен гарантувати, що розмір інструменту підходить для обробки вимог.
Розточування в основному використовується для обробки великих порожнистих отворів у виливках або пробивання отворів у поковках.Більшість інструментів подібні до традиційних зовнішніх токарних інструментів, але кут різання особливо важливий через проблеми з видаленням стружки.
Жорсткість також має вирішальне значення для нудної роботи.Діаметр отвору та необхідність додаткового зазору безпосередньо впливають на максимальний розмір розточувальної оправки.Фактичний звис сталевої бурової штанги в чотири рази перевищує діаметр хвостовика.Перевищення цієї межі може вплинути на швидкість видалення металу через втрату жорсткості та збільшення ймовірності вібрації.
Діаметр, модуль еластичності матеріалу, довжини та навантаження на промінь впливають на жорсткість і відхилення, діаметр, що має найбільший вплив, з подальшим довжиною.Збільшення діаметра стрижня або скорочення довжини значно збільшить жорсткість.
Модуль еластичності залежить від використовуваного матеріалу і не змінюється внаслідок термічної обробки.Сталь найменш стабільна при 30 000 000 psi, важкі метали стабільні при 45 000 000 psi, а карбіди стабільні при 90 000 000 psi.
Однак ці показники є високими з точки зору стабільності, а розточувальні штанги зі сталевим хвостовиком забезпечують задовільну продуктивність для більшості застосувань із співвідношенням L/D 4:1.Нудні батончики з вольфрамовим карбідним хвостовістю добре працюють у співвідношенні 6: 1 л/д.
Радіальні та осьові сили різання при розточуванні залежать від кута нахилу.Збільшення сили тяги при невеликому куті підйому особливо корисно для зменшення вібрації.Зі збільшенням кута переднього кута зростає радіальна сила, а також сила, перпендикулярна до напрямку різання, що призводить до вібрації.
Рекомендований кут підйому для контролю вібрації отвору - від 0 ° до 15 ° (імператорський. Метричний кут підйому - 90 ° до 75 °).Коли кут свинцю становить 15 градусів, сила радіального різання майже вдвічі більше, ніж коли кут свинцю становить 0 градусів.
Для більшості нудних операцій є кращі позитивні ріжучі інструменти, оскільки вони зменшують сили різання.Однак позитивні інструменти мають менший кут зазору, тому оператор повинен усвідомлювати можливість контакту між інструментом та заготовкою.Забезпечення достатнього зазору особливо важливо, коли нудні отвори невеликого діаметру.
Радіальні та тангенціальні сили в розточуванні збільшуються зі збільшенням радіуса носа, але на ці сили також впливає кут випередження.Глибина зрізання при нудному може змінити цю взаємозв'язок: якщо глибина зрізання більша або дорівнює радіусу кута, кут свинцю визначає радіальну силу.Якщо глибина різу менша за радіус кута, сама глибина різу збільшує радіальну силу.Ця проблема робить для операторів ще більш важливим використання радіуса носа, меншого за глибину різання.
Horn USA розробила систему швидкої зміни інструменту, яка значно скорочує налаштування та час зміни інструменту на токарних верстатах швейцарського стилю, у тому числі з внутрішньою охолоджуючою рідиною.
Дослідники UNCC впроваджують модуляцію на шляхи інструментів.Мета була розбиттям мікросхеми, але більш висока швидкість видалення металу була цікавою побічною ефектом.
Додаткові поворотні фрезерні осі на цих верстатах дозволяють обробляти багато типів складних деталей в одній установці, але ці верстати, як відомо, важко програмувати.Однак сучасне програмне забезпечення CAM значно спрощує завдання програмування.
Час публікації: 04 вересня 2023 р