Kawiarnia 

Tak zwana prędkość cięcia. Elementy trybu cięcia i warstwy cięcia. Wymagania stawiane nowoczesnym tokarkom

Parfenyeva I.E. TECHNOLOGIA MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH. M.: Instruktaż, 2009

3. Klasyfikacja i charakterystyka ruchu skrawającego. Tryby cięcia. Jakość obrabianej powierzchni Parametry procesu skrawania. ogólna charakterystyka metoda toczenia.

3.1. Klasyfikacja i charakterystyka ruchu skrawającego

Aby wyciąć warstwę metalu z przedmiotu obrabianego, konieczne jest nadanie względnych ruchów narzędziu tnącemu i przedmiotowi obrabianemu. Te względne ruchy zapewniają części robocze maszyn, w których osadza się i zabezpiecza przedmiot obrabiany i narzędzie.

Ruchy części roboczych obrabiarek dzielą się na ruchy robocze lub tnące, ruchy instalacyjne i pomocnicze.

Ruchy robocze lub tnące- są to ruchy zapewniające odcięcie warstwy metalu od przedmiotu obrabianego. Należą do nich główny ruch tnący i ruch posuwowy.

Za główny ruch tnący weź ruch, który determinuje szybkość odkształcania metalu i oddzielania wiórów. Za ruch paszowy przyjąć ruch zapewniający ciągłość wcinania krawędzi tnącej narzędzia w materiał przedmiotu obrabianego. Ruchy te mogą mieć charakter ciągły lub przerywany - obrotowy, translacyjny, posuwisto-zwrotny. Prędkość głównego ruchu jest oznaczona literą V, prędkość ruchu posuwu (ilość posuwu) - S.

Ruchy instalacyjne– ruchy zapewniające względne położenie narzędzia i przedmiotu obrabianego w celu wycięcia z niego określonej warstwy materiału.

Ruchy pomocnicze– ruchy części roboczych obrabiarek niezwiązane bezpośrednio z procesem skrawania. Przykładami są: szybkie ruchy ciał roboczych, przełączanie prędkości skrawania i posuwów itp.

Do dowolnego procesu cięcia, jaki możesz stworzyć schemat przetwarzania. Schemat umownie wskazuje obrabiany przedmiot, jego montaż i mocowanie na maszynie, mocowanie i położenie narzędzia względem przedmiotu obrabianego, a także ruchy skrawania. Narzędzie jest pokazane w pozycji odpowiadającej zakończeniu obróbki powierzchni przedmiotu obrabianego. Obrobiona powierzchnia jest zaznaczona na schemacie grubymi liniami. Pokaż charakter ruchów tnących.

Wyróżnia się przedmiot obrabiany: obrobiona powierzchnia 1, z którego odcięta jest warstwa metalu; obrabiana powierzchnia 3, z którego metal został już wycięty; powierzchnia cięcia 2, utworzone w trakcie obróbki przez główną krawędź skrawającą narzędzia.

Ryc.1. Schematy obróbki detali poprzez toczenie i wiercenie

3.2. Tryby cięcia

Głównymi elementami trybu cięcia są: prędkość cięcia V, karmić S i głębokość cięcia T. Rozważmy elementy trybu skrawania na przykładzie toczenia.

Ryc.2. Elementy trybu cięcia i geometrii ciętej warstwy

Prędkość cięcia V to odległość przebyta przez punkt krawędzi tnącej narzędzia względem przedmiotu obrabianego w kierunku ruchu głównego w jednostce czasu. Prędkość skrawania ma wymiar m/min lub m/s.

Podczas toczenia prędkość skrawania jest równa:

M/min

Gdzie D zag– największa średnica obrabianej powierzchni przedmiotu, mm; N– prędkość obrotowa przedmiotu na minutę.

Zgłaszając S wywołać ścieżkę punktu krawędzi tnącej narzędzia względem przedmiotu obrabianego w kierunku ruchu posuwu w jednym obrocie lub jednym skoku przedmiotu obrabianego lub narzędzia.

Karmić w zależności od metoda technologiczna przetwarzanie ma następujące wymiary:

mm/obr – do toczenia i wiercenia;

mm/obr., mm/min, mm/ząb – do frezowania;

mm/dwusuwowy – do szlifowania i strugania.

W zależności od kierunku ruchu wyróżnia się posuwy: podłużne S pr, poprzeczny S, pionowy S w, skłonny S n, okrągły S kr, styczny St itd.

Głębokość cięcia T nazywana odległością między obrobioną i obrobioną powierzchnią przedmiotu obrabianego, mierzoną prostopadle do tej ostatniej. Głębokość skrawania odnosi się do jednego skoku roboczego narzędzia w stosunku do obrabianej powierzchni. Głębokość skrawania ma wymiar mm. Podczas toczenia powierzchni cylindrycznej głębokość skrawania określa się według wzoru:

Gdzie D– średnica obrobionej powierzchni cylindrycznej przedmiotu, mm.

Głębokość cięcia zawsze prostopadle kierunek ruchu paszy. Podczas wycinania końca głębokość cięcia to ilość przeciętej warstwy mierzona prostopadle do obrobionego końca. Podczas krojenia i krojenia głębokość cięcia jest równa szerokości rowka utworzonego przez nóż.

Głębokość skrawania i posuw to wielkości technologiczne w jakich się pracuje warunki produkcyjne(podczas racjonowania). Dla badań teoretycznych istotne są wymiary geometryczne ciętej warstwy: szerokość, grubość i powierzchnia ciętej warstwy.

Szerokość ciętej warstwy I " B" to odległość w mm pomiędzy obrobionymi i obrobionymi powierzchniami, mierzona wzdłuż powierzchni skrawania.

gdzie jest główny kąt planu.

Grubość ciętej warstwy « A" to odległość w mm pomiędzy dwoma kolejnymi położeniami powierzchni skrawania na obrót przedmiotu obrabianego, mierzona prostopadle do szerokości ciętej warstwy

Kwadrat wyciąć warstwę” F"jest równe

mm2.

Nazywa się to polem przekroju poprzecznego ciętej warstwy nominalny. Rzeczywista powierzchnia ciętej warstwy będzie mniejsza niż nominalna ze względu na grzbiety pozostawione przez frez na obrabianej powierzchni. Wysokość i kształt pozostałych grzbietów wpływa na chropowatość obrabianej powierzchni.

3.3. Jakość powierzchni

Jakość obrobionej powierzchni zależy od właściwości geometrycznych i fizycznych warstwy wierzchniej. Charakterystyka geometryczna powierzchni daje wyobrażenie o błędach obróbka. Błędy te obejmują:

· makrogeometria powierzchni charakteryzująca się błędami kształtu, takimi jak wypukłość lub wklęsłość powierzchni płaskich oraz zbieżność, beczkowata, siodłowa, owalność i fasetowanie powierzchni cylindrycznych;

  • mikrogeometria powierzchni (chropowatość);
  • falistość.

Właściwości fizyczne warstwy wierzchniej różnią się od właściwości fizycznych materiału podstawowego. Wyjaśnia to fakt, że podczas cięcia narażona jest warstwa wierzchnia wysokie temperatury oraz znaczne siły powodujące odkształcenia sprężyste i plastyczne. Grubość odkształconej warstwy wynosi około 50 000 Ao podczas szlifowania i 15 000 Ao podczas polerowania (Ao = 10-7 mm). Zatem nawet przy obróbce wykańczającej, takiej jak szlifowanie, warstwa wierzchnia o grubości większej niż 5 mikronów różni się od metalu nieszlachetnego.

Chropowatość powierzchni określa czas normalnej pracy części i maszyn. Stopień chropowatości powierzchni określa odporność na zużycie powierzchni par trących, odporność antykorozyjną części maszyn i stabilność pasowań.

Im bardziej szorstka jest obrabiana część, tym mniejsza jest jej odporność na zużycie. Obecność mikrochropowatości powoduje koncentrację naprężeń w zagłębieniach grzbietów, co prowadzi do pojawienia się pęknięć i zmniejszenia wytrzymałości części (szczególnie tych pracujących pod obciążeniem zmiennym).

Chropowatość części po obróbce ma znaczący wpływ na odporność na korozję. Ogniska korozji tworzą się głównie w zagłębieniach. Im czystsza jest powierzchnia, tym wyższa jest jej odporność na korozję.

Chropowatość wpływa na stabilność podestów ruchomych i stałych. Znaczna chropowatość zmienia obliczoną wartość szczeliny lub interferencji.

Wysokość nierówności na obrabianej powierzchni uzależniona jest od posuwu, geometrii frezu (promień frezu na czubku, kąt główny i pomocniczy w prowadzeniu oraz ). Ponadto wysokość nierówności zależy od obrabianego materiału, prędkości skrawania, narostu na krawędzi, zużycia ostrza, wibracji itp.

Na całkowitą wysokość nierówności składa się obliczona (teoretyczna) część chropowatości oraz chropowatość wynikająca z czynników technologicznych.

Podczas obróbki frezem, dla którego promień wierzchołka = 0, teoretyczna wysokość nierówności jest równa

Gdzie S– posuw, mm/obr.; , - kąty planu głównego i pomocniczego, stopnie.

Na :

Zależność ma charakter przybliżony, gdyż nie uwzględnia wpływu czynników technologicznych. Wysokość chropowatości wzrasta wraz ze wzrostem posuwu, a także kątów i maleje wraz ze wzrostem promienia.

Wpływ czynników technologicznych na chropowatość powierzchni:

1. Prędkość cięcia. W zakresie prędkości skrawania, gdzie narost ma największą wartość, uzyskuje się największą chropowatość. Zatem dla stali o średniej twardości największą chropowatość powierzchni uzyskuje się w przedziale 15-30 m/min.

2.Głębokość skrawania nie wpływa bezpośrednio na wysokość mikrochropowatości.

3. Im wyższa lepkość obrabianego materiału, tym większa wysokość chropowatości.

4.Zastosowanie chłodziwa zmniejsza wielkość nierówności.

Na chropowatość obrabianej powierzchni wpływa chropowatość krawędzi skrawającej narzędzia. Jest kopiowany i bezpośrednio przenoszony na obrabianą powierzchnię.

3.4. Parametry procesu cięcia

Parametry procesu skrawania to zmienne wykorzystywane do opisu i analizy procesu skrawania. Należą do nich wiele rozmiarów obrabianej powierzchni (liniowa, kątowa), wiele parametrów chropowatości; główny czas poświęcony bezpośrednio na cięcie To, żywotność narzędzia T, efektywna moc cięcia, prędkość cięcia, parametry geometryczne frezów itp.

Podstawowy czas obróbki technologicznej To– jest to czas poświęcony bezpośrednio na proces zmiany kształtu, wielkości i chropowatości obrabianej powierzchni przedmiotu.

Do skręcania

gdzie jest ścieżką narzędzia tnącego względem przedmiotu obrabianego w kierunku posuwu; l– długość obrabianej powierzchni, mm; – wielkość dosuwu () i wybiegu frezu (1–2), mm;

I– ilość skoków roboczych frezu potrzebnych do usunięcia materiału pozostałego do obróbki;

N– prędkość obrotowa przedmiotu obrabianego, obr/min;

S– posuw, mm/obr.to – główny (technologiczny) czas poświęcony na skrawanie;

T V - czas pomocniczy niezbędne do montażu i demontażu części, zmierzenia jej, sterowania maszyną itp.;

T o- czas konserwacji maszyny i stanowiska pracy, odnoszący się do jednej części;

T P- czas przerw na odpoczynek i potrzeby przyrodnicze, również klasyfikowany jako jeden szczegół.

Poszczególne składniki wymiaru czasu pracy ustalane są na podstawie danych normatywnych i referencyjnych.

Przypisane są elementy trybu cięcia w następujący sposób:

1. Najpierw wybierz głębokość cięcia. W tym przypadku dążą do usunięcia całego naddatku na obróbkę w jednym przejściu narzędzia skrawającego. Jeżeli ze względów technologicznych konieczne jest wykonanie dwóch przejść, wówczas przy pierwszym przejściu usuwa się 80% naddatku, przy drugim 20%;

2. wybierz ilość paszy. Zaleca się przypisanie najwyższego dopuszczalnego posuwu, biorąc pod uwagę wymagania dotyczące dokładności i chropowatości obrabianej powierzchni, a także właściwości skrawnych materiału narzędzia, mocy maszyny i innych czynników;

3. określić prędkość skrawania za pomocą wzorów empirycznych. Na przykład do toczenia

Gdzie CV- współczynnik zależny od materiałów obrabianych i narzędziowych oraz warunków skrawania;

T– żywotność ostrza w minutach;

M- wskaźnik względnego oporu;

XV, YV– wskaźniki stopni.

4. Na podstawie znalezionej prędkości określa się liczbę obrotów wrzeciona maszyny i wybiera się najbliższy mniejszy zgodnie z paszportem maszyny

Toczenie jest jedną z wielofunkcyjnych metod obróbki części różne rodzaje. Służy do obróbki wykańczającej i zgrubnej wyrobów podczas ich naprawy lub wytwarzania. Staranne podejście do doboru warunków skrawania zapewnia znaczny wzrost produktywności tego procesu.

Co to jest

Tryb cięcia najczęściej odnosi się do cech, które można znaleźć na podstawie obliczeń. Są to głębokość, szybkość i serwis. Te wartości są bardzo ważne. Bez nich po prostu niemożliwe jest jakościowe obrócenie jakiejkolwiek części.

Przy obliczaniu trybów pracy brane są pod uwagę również inne cechy wykonywanych manipulacji pracą:

  • dopuszczalne dodatki;
  • waga przedmiotu obrabianego;
  • prędkość wrzeciona maszyny.

W razie potrzeby bierze się pod uwagę wiele innych cech tych elementów, które wpływają na obróbkę części.

Charakterystyka trybów pracy

Obliczenia operacji cięcia przeprowadza się za pomocą specjalnego odniesienia i dokumenty regulacyjne, które są włączone ten moment jest ich całkiem sporo. Konieczne jest dokładne przestudiowanie przedstawionych tabel i wybranie w nich odpowiednich wartości. Prawidłowo wykonane obliczenia gwarantują wysoką wydajność trybu obróbki części aplikowanej i zapewniają osiągnięcie najlepszego wyniku.

Ale ta metoda obliczeń nie zawsze jest skuteczna, szczególnie w warunkach produkcyjnych, gdy niewłaściwe jest spędzanie dużej ilości czasu na studiowaniu tabel z ogromną liczbą wartości. Ustalono, że wszystkie wartości trybów skrawania są ze sobą powiązane. Jeśli zmienisz jedną wartość, naturalne jest, że wszystkie pozostałe cechy przetwarzania ulegną zmianie.

Dlatego bardzo często specjaliści wolą stosować metody obliczeniowe lub analityczne do określania warunków skrawania. Aby określić wszystkie niezbędne standardy, stosuje się specjalne wzory empiryczne. Aby obliczenia tą metodą były absolutnie dokładne, należy znać następujące parametry tokarki:

  • Prędkość wrzeciona;
  • ilości paszy;
  • moc.

NA nowoczesna produkcja aby wykonać takie obliczenia, użyj specjalnego oprogramowanie. Specjalista musi jedynie wprowadzić znane dane, po czym komputer wygeneruje obliczone wartości. Zastosowanie programów obliczeniowych znacznie ułatwia pracę specjalistów i zwiększa efektywność produkcji.

Schemat obliczeń

Przed wykonaniem obliczeń operacji skrawania należy określić, jaki rodzaj narzędzia skrawającego będzie zastosowany w danej operacji w tym przypadku. Podczas toczenia lub obróbki ściernej delikatnych materiałów wybiera się sprzęt o minimalnej wydajności. Należy pamiętać, że podczas pracy część zwykle nagrzewa się dość mocno. Jeśli prędkość przetwarzania jest bardzo duża, może się zdeformować i sprawić, że nie będzie nadawał się do użytku.

Należy wziąć pod uwagę, jaki rodzaj obróbki zostanie przeprowadzony - wykańczający lub zgrubny. W pierwszym przypadku dobierane są parametry pracy, które zapewnią maksymalną dokładność. Eksperci zwracają również uwagę na grubość ciętej warstwy. W zależności od tej cechy dobiera się liczbę penetracji w celu wykonania przycinania za pomocą specjalnego sprzętu.

Głębokość

Głębokość jest jednym z najważniejszych parametrów zapewniających jakość wytwarzanych detali. Określa grubość ciętej warstwy w jednym przejściu. Podczas przycinania końca średnicę części przyjmuje się jako głębokość.

Uwzględniana jest liczba przejść, którą określają dodatki przetwórcze:

Zmiana obrabianej średnicy

  • 60% do szorstkiego;
  • 20–30% do półwykończenia;
  • 10–20% do wykończenia.

Aby określić głębokość skrawania przedmiotów cylindrycznych, stosuje się następujący wzór:

k=(D-d)/2, Gdzie Do– głębokość cięcia, D– średnica początkowa, D– uzyskana średnica.

Przy określaniu warunków skrawania podczas pracy z częściami płaskimi zamiast średnic używana jest długość. Ogólnie przyjmuje się, że podczas obróbki zgrubnej głębokość powinna być większa niż 2 mm, półwykańczająca - 1-2 mm, wykańczająca - mniejsza niż 1 mm. Parametr ten zależy od wymagań jakościowych części. Im niższa klasa dokładności, tym więcej przejść należy wykonać, aby uzyskać wymagane właściwości wyrobów.

Okres pełnienia obowiązków

Posuw odnosi się do wielkości ruchu frezu na obrót przedmiotu obrabianego. Podczas obróbki zgrubnej parametr ten może przyjmować maksymalne możliwe wartości. Na końcowym etapie pracy wartość posuwu określa się biorąc pod uwagę jakość chropowatości. Ta cecha zależy od głębokości cięcia i wymiarów obrabianego przedmiotu. Im mniejszy rozmiar, tym jest on niższy. Jeżeli grubość ciętej warstwy jest duża, dobierane są minimalne parametry posuwu.

Aby ułatwić pracę specjalistom, opracowano specjalne stoły. Tam wskazane są wartości paszy różne warunki tryb cięcia. Aby dokonać dokładnych obliczeń, czasami konieczna jest znajomość rozmiaru uchwytu noża.

Jeżeli cięcie odbywa się przy znacznych obciążeniach udarowych, wartości z tabeli należy pomnożyć przez współczynnik 0,85. Przy pracy ze stalą konstrukcyjną żaroodporną posuw nie powinien przekraczać 1 mm/obr.

Prędkość

Prędkość cięcia– to jeden z najważniejszych wskaźników, który ustala się na etapie obliczeń przed wykonaniem głównej pracy. Jego wartości zależą od wykonanych operacji. Zazwyczaj cięcie końcowe odbywa się z najwyższą możliwą prędkością. Wiercenie czy toczenie mają zupełnie inne wymagania co do tego parametru pracy. Dlatego, aby sprawnie wykonywać powierzone zadania, należy wiedzieć, że:

  • rodzaj wykonanej operacji hydraulicznej;
  • rodzaj używanego narzędzie tokarskie;
  • materiał, z którego wykonany jest przedmiot obrabiany.

W toczeniu tradycyjnym prędkość określa się, mnożąc średnicę przedmiotu obrabianego przez jego liczbę obrotów na minutę i przez π. Wynikową wartość należy podzielić przez 1000. Prędkość cięcia można również określić za pomocą standardowych tabel dla trybów cięcia.

Sprawdzenie wybranych charakterystyk użytkowych

Po określeniu głębokości, posuwu i prędkości należy je sprawdzić. Uzyskane parametry pracy nie powinny przekraczać wartości standardowych wskazanych w paszporcie tokarki obsługującej.

Konieczne jest określenie mocy sprzętu. Aby to zrobić, siłę skrawania mnoży się przez jej prędkość i dzieli przez 1000. Otrzymaną wartość porównuje się z wartością wskazaną w paszporcie maszyny. Jeżeli parametry obliczone ze wzorów są większe, należy dostosować głębokość, posuw i prędkość, aby uniknąć uszkodzenia sprzętu i narzędzi.

Jakiego narzędzia tnącego użyć

Produkcja części na takich maszynach odbywa się za pomocą specjalnych narzędzi tokarskich. Muszą zapewnić, co następuje:

  • wysokiej jakości obróbka części wraz z uzyskaniem pożądany kształt i rozmiary;
  • osiągnięcie Wysoka jakość obrobiona powierzchnia;
  • wysoka produktywność przy minimalnych kosztach energii;
  • produktywność w produkcji;
  • łatwość konserwacji;
  • minimalne zużycie drogich materiałów do ich produkcji.

Frezy tokarskie są klasyfikowane według różnych parametrów. W zależności od rodzaju wykonywanej pracy, mogą one ciąć, przepuszczać, kształtować, nacinać itp. Frezy wykonywane są z różnych materiałów - diamentów, wolframu, tytanu-wolframu i innych. W zależności od konstrukcji narzędzia te mogą być solidne, prefabrykowane lub kombinowane.

Wyboru konkretnego rodzaju narzędzia dokonuje się biorąc pod uwagę tryby wykonywanych operacji roboczych, twardość przedmiotu obrabianego, parametry geometryczne część tnąca i inne cechy.

Wybór trybu skrawania (głębokość skrawania, posuw i prędkość skrawania) determinuje wydajność pracy, jakość i koszt wytworzenia obrabianych części.

Tokarz musi mieć możliwość prawidłowego wyboru trybów cięcia w oparciu o najlepiej wykorzystać właściwości skrawające noża i moc maszyny przy zapewnieniu określonej dokładności i czystości obróbki.

1. Głębokość skrawania

Naddatek na obróbkę można usunąć w jednym lub kilku przejściach; Bardziej opłaca się pracować przy jak najmniejszej liczbie przejść. Cały naddatek należy usunąć w jednym przejściu, jeśli pozwala na to moc i wytrzymałość maszyny, a także wytrzymałość frezu i sztywność obrabianego przedmiotu. Jeżeli naddatek na obróbkę jest duży, a obrobiona powierzchnia musi być precyzyjna i czysta, naddatek należy rozłożyć na dwa przejścia, pozostawiając 0,5-1 mm na stronę lub 1-2 mm średnicy na wykończenie.

2. Karmić

Aby uzyskać jak największą produktywność należy pracować z możliwie dużymi posuwami.

Ilość posuwu podczas obróbki zgrubnej jest ograniczona sztywnością części, wytrzymałością frezu i słabymi ogniwami mechanizmu posuwu maszyny.

Wielkość posuwu przy obróbce półwykańczającej i wykańczającej zależy od wymagań dotyczących czystości obrabianej powierzchni i dokładności części. Przybliżone posuwy dla toczenia półwykańczającego przedstawiono w tabeli. 4. Podczas pracy frezami W. Kolesowa (patrz rys. 62) podczas obróbki półwykańczającej, a w niektórych przypadkach wykańczającej stali, posuw może być bardzo duży - około 1,5-3 mm/obr. Zalecane wartości paszy podczas obróbki metali według metody V. Kolesova podano w tabeli. 5.

Tabela 4

Przeciętny serwis na podłodze dokładne toczenie stać się

Tabela 5

Zalecane posuwy przy obróbce metali
według metody V. A. Kolesova (według danych Uralmashplant)
Notatka: Mniejsze wartości posuwu podawane są dla materiałów trwalszych, większe dla mniej wytrzymałych.

3. Prędkość cięcia

Prędkość skrawania zależy głównie od obrabianego materiału, trwałości materiału i narzędzia, głębokości skrawania, posuwu i chłodzenia.

Bazując na doświadczeniach tokarek wysokoobrotowych w wiodących fabrykach oraz badaniach laboratoryjnych, opracowano specjalne tabele, z których można dobrać wymaganą prędkość skrawania przy obróbce frezami węglikowymi.

Jako przykład w tabeli. W Tabeli 6 przedstawiono zalecane prędkości skrawania dla różnych głębokości skrawania i posuwów przy toczeniu wzdłużnym konstrukcyjnych stali węglowych i stopowych o wytrzymałości na rozciąganie sigmab = 75 kg/mm² przy użyciu frezów węglikowych T15K6.

Prędkości skrawania podane w tabeli. 6, przeznaczony dla określone warunki ciąć Umożliwiają toczenie stali σ b = 75 kg/mm² przy użyciu frezów węglikowych T15K6 o kącie przystawienia φ = 45° i trwałości ostrza T = 90 min.

W warunkach innych niż wskazane w tabeli. 6, dane tabelaryczne dotyczące prędkości skrawania należy pomnożyć przez odpowiednie współczynniki podane poniżej.

Współczynniki uwzględniające wytrzymałość obrabianego materiału:
Współczynniki uwzględniające trwałość frezu: Współczynniki uwzględniające gatunek twardego stopu:

Tabela 6

Tryby cięcia
przy toczeniu stali konstrukcyjnych i stopowych
wytrzymałość na rozciąganieσb = 75 kg/mm²
frezy z płytkami T15K6


4. Wymagania stawiane nowoczesnym tokarkom

Tokarki przeznaczone do toczenia z dużą wydajnością stawiają wyższe wymagania niż tokarki konwencjonalne.

Podczas pracy duże prędkości skrawania istnieje niebezpieczeństwo wystąpienia drgań na skutek niewystarczającej sztywności maszyn, obecności nadmiernych luzów w łożyskach wrzeciona i ruchomych przegubach suportu, niewyważenia poszczególnych szybko obracających się części maszyny, uchwytu lub przedmiotu obrabianego.

Dlatego też, aby maszyna mogła pracować cicho i bez wibracji, jej poszczególne części (wrzeciono, podpora, konik) muszą posiadać odpowiednią sztywność, a części wirujące muszą być starannie wyważone.

Moc tokarki do cięcia z dużą prędkością musi być większa, ponieważ im wyższa prędkość skrawania, tym większa wymagana moc silnika elektrycznego.

Wymagania te spełniają maszyny produkowane przez krajowy przemysł obrabiarkowy, np. szczegółowo zbadana przez nas tokarka do gwintowania 1A62, maszyna 1K62 itp.

Jednak do cięcia o dużej wydajności w niektórych przypadkach można zastosować tokarki starego modelu dostępne w fabrykach, z pewnymi modyfikacjami ich głównych podzespołów.

Ten rodzaj modyfikacji maszyny nazywa się modernizacja.

Konwersja istniejących maszyn do wysokowydajnego cięcia w niektórych przypadkach sprowadza się głównie do zwiększenia prędkości obrotowej wrzeciona i wymiany istniejącego silnika elektrycznego na mocniejszy; w innych przypadkach wymagane są bardziej złożone przeróbki, na przykład konieczna jest zmiana konstrukcji sprzęgła ciernego, napędu głównego, dodanie urządzeń do wymuszonego smarowania wrzeciona, wzmocnienie poszczególnych części maszyny itp.

Zwiększanie prędkości wrzeciona jest jednym z powszechnie stosowanych środków przy przebudowie obrabiarek na obróbkę z dużymi prędkościami i osiąga się je poprzez zmianę średnic istniejących kół pasowych. Jednocześnie silnik elektryczny zostaje zastąpiony mocniejszym. Przekładnię pasową z silnika elektrycznego na maszynę zastępuje się paskiem klinowym (patrz ryc. 2, b). Przekładnia ta pozwala uzyskać wymaganą zwiększoną moc i wyższe przełożenie bez zmiany szerokości koła pasowego.

Maszyny przekazane do obróbki wysokoobrotowej należy dokładnie sprawdzić i w razie potrzeby naprawić. Podczas napraw należy zwrócić uwagę na łożyska wrzeciennika, sprzęgło cierne, zacisk itp. Łożyska wrzeciona należy dokładnie wyregulować, a szczeliny w ruchomych częściach zacisku eliminować poprzez dokręcenie klinów. Sprzęgło cierne należy sprawdzić i w razie potrzeby odpowiednio wzmocnić. Maszyna powinna być zawsze dobrze nasmarowana, zwłaszcza jej skrzynia biegów.

Bezpieczny montaż maszyny na fundamencie jest warunek konieczny aby uniknąć wibracji, szczególnie w przypadku maszyn z niewyważonymi częściami wirującymi.

Pytania kontrolne 1. Wyjaśnij procedurę wyboru głębokości skrawania i posuwu.
2. Dobierz prędkość skrawania przy toczeniu stali konstrukcyjnej σ b = 75 kg/mm² na głębokości skrawania t - 3 mm frezem węglikowym T15K6, korzystając z tabeli. 6, przyjmując posuw s = 0,2 mm/obr.
3. Dobrać prędkość skrawania przy toczeniu σ b = 50-60 kg/mm² na głębokości skrawania t = 2 mm frezem węglikowym T5K10 z posuwem s = 0,25 mm/obr.
4. Wybrać prędkość skrawania przy toczeniu stali stopowej σ b = 100 kg/mm² na głębokości skrawania t = 1 mm frezem węglikowym T30K4 z posuwem s = 0,15 mm/obr. i trwałością ostrza 30 minut.
5. Jakie podstawowe wymagania należy spełnić? tokarka do cięcia z dużą prędkością?
6. Co nazywa się modernizacją maszyn?
7. Wymienić główne sposoby modernizacji istniejących maszyn do szybkiego cięcia.

Tryb skrawania odnosi się do kombinacji głębokości skrawania, posuwu, prędkości skrawania i trwałości narzędzia.

Elementy trybu skrawania ustawia się w następującej kolejności: najpierw określa się maksymalną możliwą głębokość skrawania (dopuszczalną przez technologię obróbki); na podstawie wybranej głębokości określa się maksymalny posuw (dopuszczalny przez technologię obróbki); Na podstawie wybranej głębokości i posuwu, przy określonym okresie trwałości narzędzia, ustalana jest dopuszczalna prędkość skrawania. Następnie sprawdzane są wybrane elementy trybu cięcia. Posuw jest kontrolowany przez siłę mechanizmów maszyny, prędkość - przez zgodność mocy cięcia z mocą maszyny.

Głębokość skrawania zależy głównie od naddatku pozostałego do obróbki. Jeśli nie ma ograniczeń co do dokładności i szorstkości obróbki, cały naddatek zostaje odcięty jednym skokiem roboczym. Jeżeli warunki techniczne nie pozwalają na obróbkę w jednym suwie roboczym, naddatek dzieli się na skoki robocze zgrubne i wykańczające. Zgrubne ruchy robocze wykonywane są z maksymalną głębokością skrawania, natomiast na ruchy wykańczające pozostawia się minimalny naddatek, zapewniający wykonanie części o zadanej chropowatości i tolerancji.

Okres pełnienia obowiązków. Aby zwiększyć wydajność pracy, zaleca się pracę z najwyższą możliwą paszą. Wielkość posuwu jest ogólnie ograniczona momentem obrotowym maszyny, wytrzymałością słabego ogniwa mechanizmu posuwu, sztywnością przedmiotu obrabianego, wytrzymałością narzędzia i wymaganiami dotyczącymi chropowatości powierzchni przedmiotu obrabianego. Wartości pasz w praktyce są zwykle pobierane z podręczników.

Prędkość cięcia. Po określeniu głębokości skrawania i posuwu określana jest prędkość skrawania.

Prędkość wrzeciona P(w obr./min.) maszyny określa się na podstawie wzoru

Obliczona prędkość obrotowa jest dostosowywana z uwzględnieniem rzeczywistej prędkości obrotowej maszyny. Na podstawie rzeczywistej prędkości obrotowej obliczana jest rzeczywista prędkość skrawania. Rzeczywista prędkość obrotowa maszyny nie powinna różnić się od obliczonej o więcej niż 5%.

Sprawdzanie wybranych elementów trybu cięcia

Kontrola prędkości. Prędkość sprawdzana jest na podstawie mocy maszyny. Może się okazać, że moc tej maszyny nie będzie wystarczająca do obróbki wybranych podstawowych elementów trybu cięcia. Szacunkowa moc silnika maszyny N rez musi być mniejsza lub co najmniej równa mocy silnika elektrycznego maszyny N ul, tj. N rez N ul .

Jeśli okaże się, że moc maszyny nie jest wystarczająca, należy zmniejszyć akceptowaną prędkość.

Kontrola paszy. Podczas obróbki zgrubnej przypisany posuw należy sprawdzić na podstawie wytrzymałości części mechanizmu posuwu maszyny. Określana jest składowa osiowa siły skrawania R X po zaakceptowanym serwisie. Musi być mniejsza lub co najmniej równa największej sile, na jaką pozwala wytrzymałość mechanizmu maszyny P ul, co jest wskazane w paszporcie maszyny producenta, tj. R X R ul. Jeśli R X R ul , konieczne jest zmniejszenie paszy.

§ 14. Informacje o materiałach instrumentalnych. Wymagania dla nich

Na koniec przeszłości. i na początku tego stulecia procesy usuwania wiórów w przemyśle metalowym były na bardzo niskim poziomie rozwoju. Głównym materiałem narzędziowym była stal węglowa, która ma niską odporność na zużycie i niewystarczającą zdolność wytrzymywania obciążeń termicznych. Podczas procesu skrawania krawędź skrawająca narzędzia, wykonana ze stali narzędziowej o zawartości węgla 1,2% i hartowanej do twardości 66 HRC, wytrzymywała temperatury w zakresie 200-250°C i umożliwiała obróbkę z prędkościami skrawania 10- 15 m/min.

Nieco później pojawiły się stale narzędziowe z dodatkami chromu, wolframu, molibdenu, wanadu itp., które umożliwiły pracę z prędkościami 20-25 m/min. Frezy wykonane ze stali węglowych i stopowych wykonane są w jednym kawałku, z jednego kawałka metalu.

W pierwszych dwóch dekadach XX wieku odkryto stal szybkotnącą (1906), która przy zawartości wolframu około 19% mogła pracować w temperaturach do 650°C. Stale szybkotnące pozwalają na prędkości skrawania 2-3 razy wyższe niż te, które są możliwe przy użyciu narzędzi wykonanych z węglowych stali narzędziowych.

Dalsze eksperymenty z materiałami o dużej zawartości kobaltu (Co), chromu (Cr) i wolframu (W) doprowadziły do ​​wytworzenia stopu tych metali – stellitu (1915) o temperaturze granicznej 800°C.

Te dwa nowe materiały stanowiły ogromny postęp w dziedzinie obróbki skrawaniem. Toczenie walca stalowego o średnicy 100 mm i długości 500 mm za pomocą noża ze stali narzędziowej wymagało 100 minut czasu pracy maszyny. Stal szybkotnąca umożliwiła skrócenie tego czasu do 26 minut, a frezy stellitowe do 15 minut.

W 1920 roku po raz pierwszy wyprodukowano twardy stop metalowo-ceramiczny. Odkrycie to miało odegrać najważniejszą rolę w rozwoju narzędzi skrawających. W latach trzydziestych XX wieku twarde stopy metalowo-ceramiczne znalazły szerokie zastosowanie w obróbce metali. Już pierwsze narzędzia wykonane z twardych stopów pozwoliły skrócić czas obróbki standardowego walca do 6 minut. Obecnie ten materiał narzędziowy zajmuje dominującą pozycję w dziedzinie obróbki skrawaniem metali.

Stopy twarde zachowują stosunkowo wysoką twardość po podgrzaniu do temperatur 800-900°C i umożliwiają obróbkę przy dużych prędkościach skrawania. Przy odpowiednich parametrach geometrycznych narzędzia prędkość skrawania osiąga 500 m/min przy obróbce stali gatunku 45 i 2700 m/min przy obróbce aluminium. Narzędzia węglikowe można stosować do obróbki części wykonanych ze stali hartowanych (HRC do 67) i trudnoskrawalnych.

Stopy twarde produkowane są w postaci płyt o znormalizowanym kształcie i rozmiarze oraz w postaci kolumn pełnych lub pustych. Ważnym wydarzeniem w branży narzędziowej było stworzenie w połowie lat 50., w oparciu o zasadę „nieostrzenia”, instrumentów z obrotowymi płytkami nieostrzącymi.

Gdy zużyje się jedna krawędź skrawająca, płyta nie jest wyjmowana do ponownego szlifowania, lecz obracana, a nowa krawędź skrawająca kontynuuje cięcie. W latach 50. pojawił się mineralny materiał ceramiczny. Jego produkcja jest bardzo podobna do procesu wytwarzania twardych stopów metalowo-ceramicznych. Podstawą materiałów mineralno-ceramicznych jest bardzo często korund (tlenek glinu Al 2 O 3). Ceramika mineralna nie znalazła jednak szerokiego zastosowania. Głównym powodem jest niewystarczająca siła.

W latach 1969-1973 pojawiły się płyty obrotowe z powłoką, których istotą jest nałożenie warstwy odpornego na zużycie węglika na trwałą bazę węglikową. Pierwsze wkładki węglikowe miały warstwę węglika tytanu o grubości 4-5 mikronów. Zastosowanie powłoki zwiększyło żywotność płyt o około 300%. Tę znaczącą poprawę można wytłumaczyć faktem, że nałożona warstwa pełni funkcję bariery dyfuzyjnej, która charakteryzuje się dużą stabilnością chemiczną w podwyższonych temperaturach.

W 1976 roku powstały płyty podwójnie powlekane (typ GG015) przy użyciu tlenku glinu. Warstwa zewnętrzna o grubości 1 mikrona wykonana jest z tlenku glinu, a warstwa pośrednia o grubości 6 mikronów wykonana jest z węglika tytanu.

Tego typu płytki węglikowe z dwuwarstwowym pokryciem charakteryzują się doskonałymi właściwościami skrawania w wysokich, średnich i niskich warunkach skrawania przy obróbce stali i żeliwa w temperaturach do 1300°C.

Wśród materiałów narzędziowych szczególne miejsce zajmują diamenty, będące materiałami najtwardszymi i najbardziej odpornymi na zużycie, a jednocześnie kruchymi i najdroższymi ze wszystkich materiałów.

W naszym kraju stworzono nową supertwardą substancję na bazie sześciennego azotku boru (substancji składającej się z atomów azotu i boru); materiał syntetyczny Elbor, który charakteryzuje się dużą twardością (do 9000 kgf/mm 2) i dużą odpornością na ciepło (1400 C). Elbor jest chemicznie obojętny w stosunku do materiałów zawierających węgiel i jest mocniejszy niż diament. Narzędzia wykonane z CBN charakteryzują się dużą odpornością na zużycie. CBN w postaci proszku stosuje się do produkcji ściernic i innych narzędzi ściernych, a CBN w postaci kolumn stosuje się do produkcji frezów.

Na ryc. 19 w formie przedstawiono rozwój materiałów narzędziowych

Ryż. 19. Schemat rozwoju materiałów instrumentalnych

wykres, na którym na osi odciętych naniesiono lata, a na osi rzędnych czas potrzebny do obrócenia tego samego wałka w różnych latach bieżącego stulecia. Jak widać z wykresu, czas obróbki wałka modelowego zmniejszył się ze 100 minut na początku XX wieku do 1 minuty w połowie lat siedemdziesiątych.

Wymagania dotyczące materiałów instrumentalnych. Materiały skrawające muszą spełniać następujące podstawowe wymagania:

wysoka twardość, znacznie przewyższająca twardość obrabianego metalu;

wysoka wytrzymałość mechaniczna - powierzchnia skrawająca narzędzia musi wytrzymywać duże naciski, bez kruchego pękania i zauważalnych odkształceń plastycznych;

wysoka odporność cieplna – materiał po podgrzaniu musi utrzymywać twardość wystarczającą do przeprowadzenia procesu cięcia;

wysoka odporność na zużycie - zdolność materiału do długotrwałej pracy w wysokich temperaturach.

Do produkcji narzędzi wykorzystuje się następujące grupy materiałów, które w różnym stopniu (w różnych warunkach) spełniają te wymagania: 1) stale węglowe narzędziowe; 2) stale stopowe narzędziowe; 3) stale szybkotnące; 4) twarde stopy metalowo-ceramiczne; 5) mineralne materiały ceramiczne; 6) diamenty; 7) materiały ścierne; 8) stale konstrukcyjne.

W tabeli Na rysunku 2 przedstawiono właściwości głównych materiałów narzędziowych, a na wykresie (rys. 20) przedstawiono ich twardość w zależności od temperatury skrawania.

Stale węglowe narzędziowe. Do produkcji narzędzi skrawających stosuje się gatunki stali węglowej: U7, U8, ..., U13, U7A, U8A, ..., U13A. Litera U wskazuje, że stal jest węglowa; liczby oznaczają średni procent węgla;

2. Właściwości podstawowych materiałów narzędziowych

Materiał instrumentalny

materiał

Twardość, HRA

Wytrzymałość na zginanie, N/m 10 7

Wytrzymałość na ściskanie N/m 10 7

Przewodność cieplna, W/m*K

Wytrzymałość cieplna. grad

Względny dopuszczalny współczynnik prędkości skrawania

Stal węglowa

Stal szybkotnąca

Twardy stop

Ceramika mineralna

Ryż. 20. Zależność twardości materiałów narzędziowych od temperatury

litera A wskazuje, że stal jest wysokiej jakości z minimalną (małą) zawartością szkodliwych zanieczyszczeń. Gatunki i ich skład podano w GOST 1435-54.

Narzędzie wykonane ze stali węglowej umożliwia obróbkę z prędkościami skrawania 10-15 m/min i temperaturami skrawania 200-250°C.

Narzędzia do obróbki metali i cięcia, które działają niskie prędkości. Dłuta wykonane są ze stali U9A, natomiast skrobaki i pilniki ze stali U13. Ze względu na to, że stal węglowa dobrze się szlifuje, do produkcji gwintowników niezbędnych do obróbki precyzyjnych gwintów o drobnych skokach wykorzystuje się stal U12A.

Stopowe stale narzędziowe. Stopowe stale narzędziowe różnią się od stali węglowych obecnością w nich pierwiastków stopowych - chromu, wolframu, molibdenu, wanadu, manganu, krzemu. Stale z takimi dodatkami nazywane są stopowymi stalami narzędziowymi. Stale stopowe wytrzymują temperatury ogrzewania 250-300°C i umożliwiają pracę z prędkością skrawania 20-25 m/min. Najpopularniejsze marki to ХВ5, ХВГ, 9ХС, ХГ. Rozwiertaki i frezy kształtowe wykonane są ze stali ХВ5. Duże przeciągacze wykonane są ze stali HVG charakteryzującej się dużą jednorodnością węglika. Wykonuje się z niego narzędzia o cienkich elementach skrawających - wiertła, rozwiertaki, gwintowniki, matryce, frezy palcowe o małych średnicach. Skład chemiczny grup i gatunków stali stopowych podano w GOST 5950-63.

Stale szybkotnące. Stale narzędziowe szybkotnące różnią się od stali stopowych dużą zawartością wolframu, wanadu, chromu i molibdenu. Stale szybkotnące mają wyższą twardość, wytrzymałość, odporność na zużycie i odporność na ciepło. Nie tracą swoich właściwości skrawających w temperaturach 550-600°C i pozwalają na pracę z prędkością skrawania 2,5-3 razy większą niż narzędzia wykonane ze stali węglowych i 1,5 razy większą niż narzędzia wykonane ze stali stopowych. Stale szybkotnące dzielą się na stale o normalnej produktywności (R18, R9 itp.) i stale o zwiększonej produktywności (R18F2K5, R9F2K5 itp.). Najszerzej stosowanymi stalami są P9 i P18. Twardość tych stali wynosi HRC 62-64. Stale szybkotnące o normalnej produktywności pozwalają na prędkości skrawania do 60 m/min, a stale szybkotnące do 100 m/min. Ze stali szybkotnących wykonujemy narzędzia wielu typów: frezy, wiertła, pogłębiacze, rozwiertaki, frezy cylindryczne, płyty grzejne, frezy, przeciągacze itp.

Stopy twarde. Do wykonania części tnącej narzędzia stosowane są twarde stopy metalowo-ceramiczne. Stopy metalowo-ceramiczne powstają w wyniku spiekania proszków węglików metali ogniotrwałych: wolframu, tytanu, tantalu i wiążącego je kobaltu. Stopy twarde charakteryzują się wysoką odpornością na ciepło (do 1000°C) i odpornością na zużycie. Pozwalają na pracę z prędkościami skrawania 3-4 razy większymi w porównaniu do narzędzi ze stali szybkotnącej. Stopy twarde produkowane są w postaci płyt o określonym kształcie i standardowych rozmiarach (GOST 2209-69).

Zakres zastosowania twardych stopów określa GOST 3882-74. Frezy wykonane są ze stopów węglika różne rodzaje, wiertła, pogłębiacze, rozwiertaki, frezy palcowe, płyty grzewcze, gwintowniki itp.

Mineralne materiały ceramiczne. Do produkcji części tnącej narzędzia stosuje się materiały mineralno-ceramiczne (mikrolit, terlikorund). Microlite, podobnie jak stopy twarde, wytwarzany jest poprzez spiekanie. Mineralne płyty ceramiczne charakteryzują się dużą twardością (HRA=91-93), dużą odpornością na ciepło (do 1200°C) i odpornością na zużycie. Wadami materiałów ceramicznych jest kruchość i zmniejszona wytrzymałość. Najwyższe właściwości skrawne posiada gatunek TsN-332.

Materiały ceramiczne stosowane są głównie do toczenia półwykańczającego i wykańczającego oraz do frezowania dokładnego i dokładnego za pomocą frezów palcowych z płytkami nie nadającymi się do szlifowania.

Diament. Diament jest najtwardszym ze wszystkich materiałów narzędziowych. Twardość diamentu jest 7 razy większa niż twardość węglika wolframu i 3,5 razy większa niż węglika tytanu. Diament ma wysoką przewodność cieplną i wysoką odporność na zużycie. Wadami diamentu są kruchość, niska temperatura krytyczna (700-750 °C) i wysoki koszt.

Diamenty mogą być naturalne lub syntetyczne. W naturze diamenty występują w postaci kryształów oraz przerośniętych ziaren kryształów i kryształów. Sztuczne (syntetyczne) diamenty otrzymuje się ze zwykłego grafitu poddając go działaniu wysokich temperatur i ciśnienia. Diamenty syntetyczne, takie jak „Carbonado” i „Ballas”, produkowane są w postaci kryształów i proszków. Ściernice diamentowe syntetyczne służą do ostrzenia i wykańczania narzędzi skrawających z węglików spiekanych.

Frezy, frezy palcowe i wiertła piórowe są wyposażone w diament. W narzędziach skrawających wykorzystuje się kryształy o masie od 931 do 0,75 karata (1 karat to 0,2 g).

Regularny azotek boru. Przemysł krajowy produkuje materiały syntetyczne do tych samych celów, co sztuczne diamenty. Należą do nich przede wszystkim sześcienny azotek boru. Jest to związek chemiczny boru i azotu. Technologia jego produkcji jest podobna do produkcji diamentów syntetycznych. Materiałem wyjściowym jest azotek boru, którego właściwości są podobne do grafitu. Przemysłowe gatunki sześciennego azotku boru „Elbor R”, „kompozyt”, „cubinit” charakteryzują się wysoką twardością, dużą pojemnością cieplną i wysoką odpornością na zużycie.

Gatunki Elbor R mają właściwości znacznie lepsze od ceramiki mineralnej i twardych stopów. Frezy CBN służą do toczenia wykończeniowego wykańczającego stali hartowanych (o twardości HRC45-60), żeliwa chromowo-niklowego. Frezy palcowe CBN umożliwiają obróbkę wykańczającą stali hartowanych i uzyskanie chropowatości powierzchni do Ra 1,25 mikrona.

Ostatnio opanowano produkcję dużych polikrystalicznych formacji azotku boru o średnicy 3-4 mm i długości 5-6 mm, które mają wysoką wytrzymałość. Wyposażenie frezów i frezów palcowych w tego typu polikryształy umożliwia obróbkę stali hartowanych o twardości do 50 HRC oraz żeliwa wysokowytrzymałego o parametrach chropowatości do Ra 0,50 µm.

Stale konstrukcyjne. Do produkcji oprawek, korpusów trzpieniowych i części do znakowania narzędzi kompozytowych stosuje się stale konstrukcyjne: St5" Stb, stale 40, 45, 50 itp.

Jedną z wielofunkcyjnych metod obróbki metalu jest toczenie. Służy do obróbki zgrubnej oraz podczas produkcji lub naprawy części. a efektywną pracę o wysokiej jakości osiąga się poprzez racjonalny dobór trybów cięcia.

Funkcje procesu

Toczenie odbywa się na specjalnych maszynach za pomocą frezów. Główne ruchy wykonuje wrzeciono, które zapewnia obrót przymocowanego do niego przedmiotu. Ruchy posuwowe realizowane są za pomocą narzędzia zamocowanego w suporcie.

Do głównych rodzajów charakterystycznych prac należą: toczenie czołowe i kształtowe, wytaczanie, obróbka wgłębień i rowków, przycinanie i cięcie, projektowanie gwintów. Każdemu z nich towarzyszą produktywne ruchy odpowiedniego sprzętu: frezy przelotowe i pchające, kształtowe, wytaczające, przycinające, tnące i gwintujące. Różnorodność typów maszyn pozwala na obróbkę małych i bardzo dużych obiektów, powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych, detali płaskich i objętościowych.

Podstawowe elementy trybów

Tryb skrawania podczas toczenia to zestaw parametrów pracy maszyna do cięcia metalu nastawione na osiągnięcie optymalnych rezultatów. Obejmują one następujące elementy: głębokość, posuw, częstotliwość i prędkość wrzeciona.

Głębokość to grubość metalu usuniętego przez frez w jednym przejściu (t, mm). Zależy od określonych wskaźników czystości i odpowiedniej chropowatości. Podczas toczenia zgrubnego t = 0,5-2 mm, podczas wykańczania - t = 0,1-0,5 mm.

Posuw - odległość, na jaką przemieszcza się narzędzie w kierunku wzdłużnym, poprzecznym lub liniowym w stosunku do jednego obrotu przedmiotu obrabianego (S, mm/obr). Ważnymi parametrami do jego określenia są cechy geometryczne i jakościowe

Częstotliwość obrotu wrzeciona to liczba obrotów osi głównej, do której zamocowany jest przedmiot obrabiany, wykonanych w czasie (n, obr/s).

Prędkość - szerokość przejścia w ciągu jednej sekundy przy zachowaniu zadanej głębokości i jakości, określona przez częstotliwość (v, m/s).

Siła skrętu jest wskaźnikiem zużycia energii (P, N).

Częstotliwość, prędkość i siła to najważniejsze ze sobą powiązane elementy trybu skrawania podczas toczenia, które wyznaczają zarówno wskaźniki optymalizacji wykończenia danego obiektu, jak i tempo pracy całej maszyny.

Wstępne dane

Z punktu widzenia systematyczne podejście proces toczenia można uznać za skoordynowane funkcjonowanie elementów złożonego systemu. Należą do nich: narzędzie, przedmiot obrabiany, czynnik ludzki. Zatem na skuteczność tego systemu wpływa wiele czynników. Każdy z nich jest brany pod uwagę, gdy konieczne jest obliczenie trybu skrawania podczas toczenia:

  • Charakterystyka parametryczna urządzenia, jego moc, rodzaj sterowania obrotami wrzeciona (stopniowe lub bezstopniowe).
  • Sposób mocowania przedmiotu obrabianego (za pomocą płyty czołowej, płyty czołowej i podtrzymki, dwóch podpórek).
  • Fizyczne i właściwości mechaniczne przetworzonego metalu. Pod uwagę brana jest jego przewodność cieplna, twardość i wytrzymałość, rodzaj wytwarzanych wiórów oraz charakter jego zachowania w stosunku do sprzętu.
  • Cechy geometryczne i mechaniczne frezu: wymiary naroży, uchwytu, promień wierzchołka, rozmiar, rodzaj i materiał krawędzi tnącej z odpowiednią przewodnością cieplną i pojemnością cieplną, ciągliwość, twardość, wytrzymałość.
  • Określone parametry powierzchni, w tym jej chropowatość i jakość.

Jeśli wszystkie cechy systemu zostaną wzięte pod uwagę i racjonalnie obliczone, stanie się to możliwe do osiągnięcia maksymalna wydajność jej praca.

Zmieniające się kryteria efektywności

Części wytwarzane metodą toczenia są najczęściej elementami krytycznych mechanizmów. Wymagania są spełniane przy uwzględnieniu trzech głównych kryteriów. Najważniejsze jest, aby każdego z nich wykonać jak najwięcej.

  • Zgodność pomiędzy materiałami noża i toczonego przedmiotu.
  • Optymalizacja posuwu, prędkości i głębokości między sobą, maksymalna produktywność i jakość wykończenia: minimalna chropowatość, precyzja kształtu, brak wad.
  • Minimalne koszty zasobów.

Procedura obliczania trybu skrawania podczas toczenia jest przeprowadzana z dużą dokładnością. Służy do tego kilka różnych systemów.

Metody obliczeniowe

Jak już wspomniano, tryb cięcia podczas toczenia wymaga uwzględnienia duża ilość różne czynniki i parametry. W procesie rozwoju technologii wiele umysłów naukowych opracowało kilka kompleksów mających na celu obliczenie optymalnych elementów trybów skrawania dla różnych warunków:

  • Matematyczny. Oznacza dokładne obliczenia przy użyciu istniejących wzorów empirycznych.
  • Graficznie-analityczny. Połączenie metod matematycznych i graficznych.
  • Tabelaryczny. Wybór wartości odpowiadających określonym warunkom pracy w specjalnych złożonych tabelach.
  • Maszyna. Korzystanie z oprogramowania.

Najodpowiedniejszy wybierany jest przez wykonawcę w zależności od powierzonych zadań i skali masowej procesu produkcyjnego.

Metoda matematyczna

Istnieją analitycznie obliczone formuły, bardziej i mniej złożone. O wyborze systemu decydują cechy i wymagana dokładność wyników obliczeń oraz sama technologia.

Głębokość oblicza się jako różnicę grubości przedmiotu przed obróbką (D) i po obróbce (d). Dla pracy wzdłużnej: t = (D - d): 2; a dla poprzecznych: t = D - d.

Dopuszczalną paszę ustala się etapami:

  • numery, które zapewniają wymagana jakość powierzchnie, S sher;
  • posuw biorąc pod uwagę charakterystykę narzędzia, S p;
  • wartość parametru uwzględniająca cechy mocowania części, część S.

Każdą liczbę oblicza się za pomocą odpowiednich wzorów. Jako rzeczywisty posuw wybiera się najmniejszy z uzyskanych S. Istnieje również ogólny wzór, który uwzględnia geometrię frezu, określone wymagania dotyczące głębokości i jakości toczenia.

  • S = (C s *R y *r u) ​​​​: (t x *φ z2), mm/obr;
  • gdzie C s jest charakterystyką parametryczną materiału;
  • R y - określona chropowatość, µm;
  • r u - promień na końcu narzędzia tokarskiego, mm;
  • t x - głębokość toczenia, mm;
  • φ z - kąt na końcu frezu.

Parametry prędkości obrotowej wrzeciona obliczane są według różnych zależności. Jeden z podstawowych:

v = (C v *K v): (T m *t x *S y), m/min, gdzie

  • C v jest złożonym współczynnikiem, który uogólnia materiał części, ostrza i warunki procesu;
  • K v - dodatkowy współczynnik charakteryzujący cechy toczenia;
  • T m - trwałość narzędzia, min;
  • t x - głębokość cięcia, mm;
  • S y - posuw, mm/obr.

W uproszczonych warunkach i ze względu na dostępność obliczeń prędkość toczenia przedmiotu obrabianego można wyznaczyć:

V = (π*D*n): 1000, m/min, gdzie

  • n - prędkość obrotowa wrzeciona maszyny, obr./min.

Wykorzystana moc sprzętu:

N = (P*v): (60*100), kW, gdzie

  • gdzie P jest siłą skrawania, N;
  • v - prędkość, m/min.

Podana metoda jest bardzo pracochłonna. Istnieje szeroka gama formuł o różnym stopniu złożoności. Najczęściej trudno jest dobrać te właściwe do obliczenia warunków skrawania podczas toczenia. Poniżej podano przykład najbardziej uniwersalnego z nich.

Metoda tabelaryczna

Istotą tej opcji jest to, że wskaźniki elementów znajdują się w tabelach normatywnych zgodnie z danymi źródłowymi. Istnieje lista podręczników, które podają wartości posuwów w zależności od charakterystyki parametrycznej narzędzia i przedmiotu obrabianego, geometrii ostrza i określonych wskaźników jakości powierzchni. Istnieją osobne normy, które zawierają maksymalne dopuszczalne limity dla różnych materiałów. Współczynniki początkowe niezbędne do obliczenia prędkości są również zawarte w specjalnych tabelach.

Technikę tę stosuje się oddzielnie lub jednocześnie z techniką analityczną. Jest wygodny i precyzyjny w użyciu dla prostoty produkcja seryjna części, w warsztatach indywidualnych i w domu. Pozwala działać wartości cyfrowe, przy minimalnym wysiłku i początkowych wskaźnikach.

Metody graficzno-analityczne i maszynowe

Metoda graficzna ma charakter pomocniczy i opiera się na obliczeniach matematycznych. Obliczone wyniki posuwu nanoszone są na wykres, na którym rysowane są linie maszyny i frezu oraz wyznaczane są z nich dodatkowe elementy. Ta metoda jest bardzo złożoną, złożoną procedurą, która jest niewygodna w przypadku masowej produkcji.

Metoda maszynowa to dokładna i niedroga opcja dla doświadczonych i początkujących tokarzy, przeznaczona do obliczania warunków skrawania podczas toczenia. Program podaje najdokładniejsze wartości zgodnie z określonymi danymi początkowymi. Muszą obejmować:

  • Współczynniki charakteryzujące materiał przedmiotu obrabianego.
  • Wskaźniki odpowiadające właściwościom metalu narzędziowego.
  • Parametry geometryczne narzędzi tokarskich.
  • Numeryczny opis maszyny i sposoby mocowania na niej przedmiotu obrabianego.
  • Właściwości parametryczne obrabianego obiektu.

Trudności mogą pojawić się już na etapie numerycznego opisu danych źródłowych. Ustawiając je prawidłowo, można szybko uzyskać kompleksowe i dokładne obliczenie warunków skrawania podczas toczenia. Program może zawierać nieścisłości, ale są one mniej istotne niż w przypadku ręcznej wersji matematycznej.

Tryb skrawania podczas toczenia jest ważną cechą konstrukcyjną, która determinuje jej wyniki. Narzędzia, chłodzenie i smary dobierane są jednocześnie z elementami. Całkowity racjonalny wybór tego kompleksu jest wskaźnikiem doświadczenia lub wytrwałości specjalisty.