Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Режимы резания при точении

Режимы резания при точении

Эффективная работа режущего инструмента заключается в выборе наиболее выгодного режима, при котором происходит обработка со значительной производительностью и наименьшей себестоимостью.

Обычно при точении режимы резания обоснованы такими параметрами как: глубина резания, обозначаемая буквой t и измеряемой в миллиметрах ( мм ); рабочей подачей S измеряемой в миллиметрах на оборот ( мм/об ), а также, что очень важно, скоростью резания v ( м/мин ).

Основные элементы режимов

Режим резания при токарной обработке – это комплекс параметров работы металлорежущего станка, направленный на достижение оптимальных результатов. К ним относятся следующие элементы: глубина, подача, частота и скорость вращения шпинделя.

Глубина – это толщина металла, снимаемая резцом за один проход (t, мм). Зависит от заданных показателей чистоты и соответствующей шероховатости. При черновом точении t = 0,5-2 мм, при чистовом — t = 0,1-0,5 мм.

Подача – расстояние перемещения инструмента в продольном, поперечном или прямолинейном направлении относительно одного оборота обрабатываемой детали (S, мм/об). Важными параметрами для ее определения являются геометрические и качественные характеристики токарного резца.

Частота вращения шпинделя – количество оборотов главной оси, к которой крепится заготовка, осуществляемое за период времени (n, об/с).

Скорость – ширина прохода за одну секунду с соответствием заданной глубины и качества, обеспеченная частотой (v, м/с).

Сила точения – показатель расходуемой мощности (P, Н).

Частота, скорость и сила – важнейшие взаимосвязанные элементы режима резания при токарной обработке, которые задают и оптимизационные показатели отделки конкретного объекта, и темп работы всего станка.

Движение подачи при токарной обработке.

Про движение подачи вы наверное уже поняли. ДА это перемещение режущего инструмента который закреплен в резцедержателе (для данного эскиза). Крепление резцов может быть и другим, но об этом позже . Для осуществления подачи на токарном станке используется специальная кинематическая схема шестерен. Если это простое точение то тут не важна синхронизация вращения обрабатываемой заготовки и режущего инструмента, но если вы решите нарезать резьбу то тут все будет по другому. Об этом поговорим в следующих статьях. Если не хотите пропустить их то подписывайтесь на обновления моего блога .

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Формулы для расчета движения подачи на токарном станке выглядит по разному,ведь это может быть как подача на оборот так и минутная подача.

p, blockquote 15,0,0,1,0 —>

Подача на оборот — это расстояние которое проходит режущий инструмент в нашем случае резец за один оборот обрабатываемой детали. В зависимости от вида обработки определение может быть другим. Например при фрезеровании — это расстояние на которое перемещается заготовка относительно фрезы за один ее оборот.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Минутная подача — это расстояние которое проходит резец за одну минуту (что и логично из названия).

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Скорость резания и подача. Заключение.

И так можно подвести итог. Сегодня мы с вами узнали про главные движения при токарной обработке такие как скорость резания и подача. Я не ставлю своей целью загрузить вас массой формул и тягомотных определений их вы можете найти в различных книгах про машиностроение и резание металлов, я хочу вам разъяснить основные понятия человеческим и понятным языком. Думаю у нас все получится .

На сегодня все. До скорой встречи друзья!

p, blockquote 19,0,0,0,0 —> p, blockquote 20,0,0,0,1 —>

Точение как способ обработки

Токарное дело представляет собой обработку с целью придания цилиндрической поверхности с помощью инструмента при вращении отливки и продвижении резца. Это традиционный довольно простой способ отделки в точении.

В современной металлообработке изучены методы совершенствования этого процесса в ходе глубокого познания факторов влияния на него.

Точение представляется как совмещение двух комбинированных движений. Во-первых, это верчение заготовки и, во-вторых, передвижение инструмента. По подбору инструментария, расчету рабочего режима, программированию отделки процесс точения относится к разряду простых процедур. Но форма и материал деталей, тип процесса, условия его выполнения, требования к качеству исполнения, стоимость – этот ракурс разнообразен.

Точение как способ обработки

Токарное дело представляет собой обработку с целью придания цилиндрической поверхности с помощью инструмента при вращении отливки и продвижении резца. Это традиционный довольно простой способ отделки в точении.

В современной металлообработке изучены методы совершенствования этого процесса в ходе глубокого познания факторов влияния на него.

Точение представляется как совмещение двух комбинированных движений. Во-первых, это верчение заготовки и, во-вторых, передвижение инструмента. По подбору инструментария, расчету рабочего режима, программированию отделки процесс точения относится к разряду простых процедур. Но форма и материал деталей, тип процесса, условия его выполнения, требования к качеству исполнения, стоимость – этот ракурс разнообразен.

Читать еще:  Самодельные ножи из аустенитной нержавейки методом холодной ковки

Влияние скорости токарной обработки на шероховатость поверхности

В отличии от одноосного нагружения испытуемых стальных образцов на разрывных машинах и определения характера разрушения (определения доли хрупкого или вязкого разрушения) по фрактограмам, даже сверхвысокое увеличение фрагментов обработанной резанием поверхности не позволяет дать однозначный ответ, поскольку радиус закругления вершины резца отчасти «сглаживает» на обработанной поверхности заготовки фрагменты разрушения металла активной частью главной режущей кромкой.

При помощи электронного микроскопа Versa 3D удалось провести визуальное наблюдение и сравнение зон деформаций под обработанной поверхностью на различных скоростях резания при токарной обработке (рис. 2 – 5).

Рис. 2. Зона деформации под обработанной поверхностью на скорости резания V=10 м/мин (увеличение 25000 раз). Rа = 6 мкм

На рисунках 2 – 4 чётко просматривается тонкие прослойки деформированного слоя металла размером в несколько микрометров, с уменьшающейся степенью деформации зёрен по мере углубления в матричный слой. Деформационное состояние этого тонкого слоя металла в зоне А на участке 3 формирует «деформационную» составляющую высоты микронеровности обработанной поверхности. Свой вклад в интегральное значение Rz или Ra вносит геометрия инструмента, состояние его рабочих поверхностей, уровень вибрации, условия резания. Технические возможности микроскопа Versa 3D позволяют оценить выборочно степень деформации зёрен стали под обработанной поверхностью.

Рис. 3. Зона деформации под обработанной поверхностью на скорости резания V=30 м/мин (увеличение 25000 раз). Rа = 2 мкм

Для примера её количественное значение для данных условий эксперимента, полученное путем измерения недеформированных зёрен в матричном слое металла с размером зерна в зоне деформации, лежит в интервале 5 – 10 единиц. Размеры зёрен проставлены на рисунках справа.

В результате визуального анализа снимков (рисунки 2 – 4) зон деформации стали 14Х17Н2 под обработанной поверхностью на различных скоростях резания при токарной обработке можно сделать следующие выводы.

Первое. Для данных режимов обработки (t = 1 мм, S = 0,11 мм/об) и трёх значениях скорости резания просматривается различная глубина зоны деформации. При скорости резания 10 м/мин (рис. 2) она составляет 4,22 мкм, на скорости резания 30 м/мин () её значение равно 2,741 мкм, на скорости резания 40 м/мин – 3,186 мкм (рис. 4).

Второе. Значения глубины зоны деформации стали под обработанной поверхностью, измеренной в одном и том же сечении, повторяют характер изменения величины шероховатости поверхности детали (см. «Как скорость резания токарного станка влияет на шероховатость поверхности детали«, рис. 2.) от скорости резания.

Рис. 4. Зона деформации под обработанной поверхностью на скорости резания V=40 м/мин (увеличение 25000 раз). Rа = 3 мкм.

В свою очередь, глубина зоны деформации под обработанной поверхностью на различных скоростях резания является следствием воздействия различного уровня нормальных и касательных напряжений. В таком случае, следует ожидать, что характер изменения сил резания в исследуемом диапазоне скоростей должен соответствовать виду зависимости шероховатости поверхности детали от скорости резания при токарной обработке. Эксперименты по измерению составляющих силы резания при обработке стали 14Х17Н2 резцом ТТ7К12 в диапазоне скоростей 10 – 100 м/мин ( t=1 мм, S=0,11 мм/об ) подтвердили эти предположения (см. «Сила резания при токарной обработке нержавеющей стали«, рис. 3).

Рассматривая особенности контактных процессов при токарной обработке коррозионностойких сталей с механизмом формирования высоты микронеровностей обработанной поверхности в низком скоростном диапазоне (10 – 30 м/мин) следует предположить, что деформационная составляющая высоты микронеровностей (механизм лезвийного разрушения металла при резании) взаимосвязана с глубиной деформированного слоя под обработанной поверхностью и величиной касательных напряжений на участке 3 режущего лезвия (см. «Шероховатость обработки поверхностей на токарном станке,» зона А, рис. 3), т.е. со значением составляющих силы резания Py и Px.

Механизм формирования микронеровностей во втором (высоком) скоростном диапазоне (30 – 100 м/мин) связан с увеличивающейся теплопроводностью этих сталей, точнее с изменением отношения λи/λст. Это отношение определяет долю (процентное отношение) хрупкого или вязкого разрушения в предложенной модели механизма формирования высоты микронеровности (см. «Шероховатость обработки поверхностей на токарном станке«, зона А, рис. 2) во взаимосвязи с температурной прочностью сталей. На рис. 5 приведены зависимости коэффициента теплопроводности и прочности стали 14Х17Н2 от температуры по данным справочника “Марочник сталей и сплавов” Зубченко А.С.

Рис. 5. Зависимость коэффициента теплопроводности и прочности стали 14Х17Н2 от температуры по данным справочника “Марочник сталей и сплавов” Зубченко А.С.

Характер графических зависимостей (рис. 5) объясняет увеличение параметра шероховатости поверхности детали при увеличении скорости резания от 30 м/мин до 100 м/мин во втором диапазоне, что на первый взгляд кажется «парадоксом». Это не парадокс, а особенность изменения коэффициента теплопроводности коррозионностойких сталей от температуры. В момент увеличения скорости резания при токарной обработке во втором скоростном диапазоне увеличивается температура в зоне резания, но одновременно с этим, по причине увеличения коэффициента теплопроводности, увеличивается отток тепла из зоны резания, (см. «Шероховатость обработки поверхностей на токарном станке«, зона А, рис. 3), что способствует повышению температурной прочности стали и увеличивает долю хрупкого разрушения в механизме формирования микронеровности обработанной поверхности.

Читать еще:  GMAW: распространенные проблемы и способы решения

Это согласуется с металловедческим аспектом Гуляева А.П. “Металловедение”, об изменении температурного интервала характера разрушения (порога хладноломкости нержавеющих сталей, имеющих объёмноцентрированную кубическую или гексогональную решётку, когда вязкое разрушение при высокой температуре сменяется хрупким.

Параметры режущего инструмента

Для закрепления резца в любом токарном станке используется державка, а обеспечивает процесс разрезания металлических заготовок рабочая головка. На режущей части инструмента токарного оборудования различают три типа поверхности:

  • передняя, которая служит для схода стружечных отходов в процессе обработки;
  • основная задняя;
  • вторичная задняя.

Обе последние поверхности развернуты лицевой стороной к болванке, которая обрабатывается на оборудовании. Основные поверхности между собой так ж пересекаются с образованием режущей кромки инструмента. Есть аналогичная вспомогательная кромка, которая образована на пересечении передней поверхности и вспомогательной задней.

Наиболее важными параметрами резцов для токарной работы являются их углы. Именно они определяют расположение непосредственно остальных поверхностей инструмента. Параметры углов зависят от:

  • условия работы резца;
  • материалов, из которых он изготовлен;
  • разных характеристик того материала, который подвергается обработке.

Вид фрезы: 1 или 2 лезвия?

В производстве рекламы чаще всего используются 1 и 2-заходные, реже 3-заходные фрезы. Четырех и с большим количеством лезвий фрезы не могут снимать толстую стружку в мягких материалах, и как правило, не используются. Основная их проблема при фрезеровании мягких материалов — это «запекание» в полостях фрезы. 1-заходные фрезы благоприятствуют лучшему выводу стружки за счет более просторного желоба фрезы. Специальные фрезы для алюминия имеют большой желоб. Особенно имеют преимущества при обработке мягкого алюминия, наряду с отполированным резцом, покрытие с Titan-Nitrid (TiN).

Выбор «идеального» типа фрезы всегда зависит от обрабатываемого материала:

При фрезеровке «мягких» материалов: мягких пластмасс (ПВХ, плексиглас, пенопласты), деревянных материалов (древесина, волокнистая плита, фанера, ДСП), мягких сортов алюминия и сэндвичей (алюминий / пластмассы) в выигрыше острые 1-заходные фрезы. Так как здесь проблема более скорого затупления предпочтительнее чем опасность засорения и поломки фрезы.
Для жестких пластмасс пригодны острые 2-заходные, с профилем рыбьего хвоста.
При обработке более жестких металлов таких как латунь можно рекомендовать 2-заходные фрезы с плоской заточкой.
При фрезеровке крайне жесткой конструкционной стали или совсем высококачественной стали, используют трех-четырех заходные фрезы.

Однозаходная фреза в поперечном разрезе
Один нож оставляет большое открытое пространство
для вывода стружки

Трехзаходная фреза в поперечном разрезе
Три лезвия существенно уменьшают пространство
для вывода стружки

Различия между фрезой и гравером
Многие используют понятие «Фреза» и „Гравер“ как синонимы. Тем не менее, речь идет о двух разных инструментах.
Гравер — это простой инструмент, разделенный пополам цилиндр, с последующей задней шлифовкой.
Форма может быть различна; наиболее распространены треугольные . В противоположность фрезам у них нет спиралевидного желоба для отвода стружки.

Материал фрез: HSS или твердосплавные ?
В рекламной технике преимущественно используются фрезы из твердого сплава.
Твердый сплав (HM) — дорогой, искусственный продукт, который агломерируется из мельчайших порошков (например, Wolfram-Carbid). В процесс агломерации сразу создается форма фрезы и в последствии не изменяется, (только затачивается). Твердый сплав крайне жесткий и износостойкий, однако, восприимчив к вибрациям и ударам. Важно при использовании фрез HM иметь стабильный, возможно более тяжелый и массивный станок, шпиндель с точным вращением и высококачественные цанги зажима. Фрезеруемый материал должен быть жестко и неподвижно зафиксирован на станке.
Быстрорежущая сталь (HSS) используется прежде всего, там, где твердый сплав слишком чувствителен: при фрезерной обработке нержавеющей листовой стали, на шатких машинах, или в случаях, когда жесткость фиксации недостаточно обеспечена. HSS значительно быстрее снашивается, но угроза преждевременной поломки меньше, по причине ее вязкости.
Жизнь HSS фрезы с покрытием значительно увеличивается. Например, для нитрида титана (TiN) срок службы увеличивается в шесть раз.
Titan-Nitrid существенно жестче чем HSS, а также жестче чем HM. С Titan-Nitrid покрытием инструменты HM служат также дольше, хотя различие в твердости незначительное.
Более значительно покрытие отражается на число оборотов и подачу. Ее можно увеличивать и укорачивать таким образом время обработки. При фрезеровке алюминия TiN предотвращает внушающее страх запекание алюминия во фрезе. Покрытие действует как тефлон в сковороде (стружка скользит)

Читать еще:  Текст книги «Слесарное дело: Практическое пособие для слесаря»

Число оборотов и оптимальная подача

Принципиально считается: Чем выше скорость резания (vc = p * d * n), тем более гладкой будет поверхность. Однако, затупление фрезы тоже растет с увеличением скорости разания.

Процедура расчета:

1. Число оборотов n:
Выберите скорость разания vc из таблицы. (Если скорость резания материала сильно варьируется, уточните в справочниках).
На основании данных вычислите число оборотов шпинделя

n [U/min] = (vc [m/min] *1000) / (3.14 * d [mm])

2. Подача f:
Выберите рекомендованную подачу на каждый зуб (коэффициент fz) с использованием той же таблицы и отсюда вычислите подачу:

f [mm/min] = n * fz * z
fz = подача на 1 зуб
z = количества лезвий

Пример:
Вы хотите фрезеровать 2-заходной фрезой, диаметром 3 мм жесткий алюминий. Из таблицы Вы находите: vc = 100. 200 м / мин. Из этого Вы рассчитываете:

Макс. число оборотов: n = (200 * 1000) / (3.14 * 3) = 200 000 / 9.42 = 21.230 U/min
Соответствующая подача: f = 21230 * 0.04 * 2 = 1698 mm/min

Высокая скорость подачи — особенно в металлах — требует стабильной и бесшумной машины. Кроме того, глубина паза не должна быть слишком большой (около 1 * d 1).
Для менее стабильных машин или при повышеной глубине фрезеровки режим расчитывается следующим образом:

Макс. число оборотов:
n = (200 * 1000) / (3.14 * 3) = 200 000 / 9.42 = 21.230 U/min (как выше)
Миним. число оборотов: n = (100 * 1000) / (3.14 * 3) = 100 000 / 9.42 = 10.615 U/min
Соответствующая подача (минимальная): f = 10615 * 0.04 * 2 = 849 mm/min

Вы комбинируете n=21230 U / min и f = 849 mm/min.

Основные элементы режимов

Режим резания при токарной обработке – это комплекс параметров работы металлорежущего станка, направленный на достижение оптимальных результатов. К ним относятся следующие элементы: глубина, подача, частота и скорость вращения шпинделя.

Глубина – это толщина металла, снимаемая резцом за один проход (t, мм). Зависит от заданных показателей чистоты и соответствующей шероховатости. При черновом точении t = 0,5-2 мм, при чистовом — t = 0,1-0,5 мм.

Подача – расстояние перемещения инструмента в продольном, поперечном или прямолинейном направлении относительно одного оборота обрабатываемой детали (S, мм/об). Важными параметрами для ее определения являются геометрические и качественные характеристики токарного резца.

Частота вращения шпинделя – количество оборотов главной оси, к которой крепится заготовка, осуществляемое за период времени (n, об/с).

Скорость – ширина прохода за одну секунду с соответствием заданной глубины и качества, обеспеченная частотой (v, м/с).

Сила точения – показатель расходуемой мощности (P, Н).

Частота, скорость и сила – важнейшие взаимосвязанные элементы режима резания при токарной обработке, которые задают и оптимизационные показатели отделки конкретного объекта, и темп работы всего станка.

Сверление

На токарном станке обрабатывается большое количество самых разнообразных деталей. Почти на каждой из них имеются отверстия различного предназначения. В одних случаях сверление отверстий предусмотрено конструкторской мыслью для создания сборочной единицы, узла. Другие варианты сверления обеспечивают решение функциональных задач.

Режущей частью (сверлом) вращающегося механизма можно получить отверстия определенных параметров (глубины, диаметра, сечения). Этот рабочий момент проводится с конкретной задачей:

  • подготовить отверстия для резьбы, для растачивания,
  • технологические отверстия для расположения электропровода, крепежных ингредиентов,
  • для закладки взрывчатки при горнодобывающих мероприятиях,
  • как метод разрушения конструкций.

В зависимости от цели и назначения отверстия делают на токарном станке на площадке сплошного материала или обрабатываются, доводятся до конечных параметров уже имеющиеся отверстия. Станок, производящий операцию сверления характеризуется показателями:

  • производительностью,
  • качеством и безопасностью отделки,
  • условиями работы,
  • точностью выполнения функции.

Чтобы успешно заниматься режимами работы станков с программным управлением, необходим компьютер, способный определять нужные данные:

  • нижнюю градацию предельно допустимых оборотов в 1 минуту,
  • данные по классификации режущих механизмов – всевозможных фрезерных инструментов (торцевых, червячных, конических и др.),
  • сообщения о прочности исходных материалов на изгиб,
  • своевременное уведомление о степени износа,
  • информацию о состоянии стружки (утончении),
  • вероятность произведения расчета мощности в нескольких режимах.

Применение современного оборудования позволяет сделать надежные расчеты и работать в нужных режимах с высокой отдачей, хорошим коэффициентом полезного действия.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector