Подача при токарной обработке: Режимы резания при токарной обработке: расчет и выбор

Режимы и расчеты резания при токарной обработке чугуна и стали

Токарная обработка считается самой распространённой слесарной операцией. Точение является многофункциональным способом черновой и чистовой отделки заготовок. Эффективность техпроцесса, оптимальная себестоимость и высокое качество деталей обеспечивается за счёт оптимизации работы в целом и путём рационального подбора режимов обработки.

Что такое режимы резания?

Под этим термином принято понимать комплекс элементов и критериев, которые определяют условия выполнения токарной операции. Технологический маршрут обработки деталей состоит из нескольких переходов. Для каждого из них необходимо подобрать тип оборудования и оснастки, определить режимы обработки, выполнить чертёж и установить размеры. Все эти расчёты выполняются в целях минимизации затрат на обработку и обеспечения максимального качества. Если расчёты выполнены неправильно, увеличивается вероятность поломки режущего инструмента во время обработки или повреждения детали, что влечёт за собой убытки.

Глубина, подача, скорость – это основные критерии, без определения которых невозможно добиться качественной обработки. Кроме того, в расчёты могут быть включены припуски, масса заготовки, частота вращения шпинделя и прочие элементы, оказывающие влияние на процесс точения. При расчётах необходимо обеспечить наиболее производительный и экономически целесообразный способ обработки по показателям точности и шероховатости.

Расчет режимов резания при токарной обработке можно производить несколькими способами:

• аналитическим;
• табличным;
• с использованием специальных программ.

Самый простой и точный – аналитический, который выполняется с использованием эмпирических формул. Аналитический метод позволяет выполнить точные расчёты на основании паспортных характеристик токарного станка или другого обрабатывающего агрегата. К таким характеристикам относятся мощность двигателя, частота вращения шпинделя, величина подачи. Специалисту просто необходимо включить требуемые показатели в формулы. Если точных характеристик нет, можно выполнить приблизительный расчёт на основании табличных данных.

Второй способ – табличный, при котором оптимальные режимы рассчитываются на основании справочных и нормативных документов. Такие расчёты гарантируют подбор оптимальных критериев для всех этапов обработки, что позволяет обеспечить максимальную эффективность операции. Но есть у табличного способа и недостатки: специалисту необходимо проанализировать массу информации, учитывая все характеристик обработки и любое изменение значений. В производственных условиях это не всегда удобно.

Также для расчётов могут быть использованы компьютерные программы, что значительно упрощает процесс вычисления.

Особенности определения режимов резания

Определение режимов резания начинается с подбора глубины обработки. После этого определяется подача и скорость. Расчёты выполняются в такой последовательности, и связано это с тем, что именно скорость оказывает наибольшее влияние на показатели износа резца, при этом глубина обработки влияет на устойчивость инструмента в наименьшей степени.

Все параметры режима обработки устанавливаются с учётом максимальных возможностей токарного оборудования и инструмента. Вообще существует множество видов резцов, которые классифицируются по следующим критериям:

• по типу обработки;
• по материалу;
• по типу конструкции.

Для достижения идеального результата необходимо учесть размеры резца и материал, из которого изготовлен инструмент и обрабатываемая деталь.

Назначение режимов обработки невозможно без определения параметров шероховатости заготовки и выбора режущего инструмента. Оптимальные режимы обработки рассчитываются на основании табличных данных, где указан рекомендуемый инструмент для конкретных материалов. Так, режимы резания чугуна устанавливаются с учётом твёрдости и прочности материала. Для обработки чугунных заготовок используются сверхтвёрдые инструменты. Для обработки хрупких металлов выбираются инструменты с наименьшими значениями. Кроме того, важно понимать, что при точении деталь нагревается и при высокой скорости обработки она может деформироваться.

После этого выбирается вид обработки: черновая или чистовая. Режимы резания для них существенно отличаются. Для выполнения отделочных операций, которые считаются очень ответственными и тонкими, обычно используются резцы из твёрдых инструментальных сталей. Они лучше всего подходят для обработки заготовок при высокой скорости (более 500 м/мин). Чистовое точение выполняется при наименьших допустимых значениях обработки. Количество проходов определяется с учётом толщины срезаемого слоя.

Глубина срезаемого слоя за один проход – важнейший критерий расчётов. Определяется она показателем припуска на обработку заготовки. Если ведётся черновая обработка, припуск обычно убирается за один проход. При чистовой обработке припуск снимается за несколько проходов, при этом каждый последующий проход имеет меньшую глубину.

Величина подачи – расстояние кромки резца, которое он проходит за оборот детали. Определяется она в зависимости от необходимой чистоты обработки. Типы подачи:

• минутная;
• на один зуб резца;
• на оборот инструмента.

Для черновой обработки устанавливаются максимальные величины подачи, для чистовой – минимальные. При подборе критериев подачи учитываются стойкость резца и мощность привода.

Скорость резания зависит от типа выполняемой операции. Например, обрезание торцов выполняется при достаточно высокой скорости. Определяется данный критерий по формулам или с использованием табличных данных.

Режимы резания при токарной обработке, назначенные аналитическим или табличным способом, нуждаются в проверке. Все полученные путём расчётов значения не должны превышать показатели, указанные в паспорте оборудования. Данные необходимо проверить по критериям прочности резцедержателя, устройства подачи станка и мощности агрегата. Если расчётные данные превышают паспортные, их необходимо скорректировать.

Скорость резания при токарной обработке и ее влияние на шероховатость детали

Главнейшим свойством материала резца, влияющим на скорость резания, является его «теплостойкость», т. е. способность сохранять необходимую твердость при нагреве теплотой резания.

Углы и другие элементы резца влияют на скорость резания следующим образом. При сравнительно небольшом угле резания стружка давит на переднюю поверхность резца с меньшей силой, чем при большем угле. Это способствует понижению выделяющейся теплоты и обеспечивает возможность повышения скорости резания. Но одновременно с уменьшением угла резания уменьшается и угол заострения резца, что приводит к понижению теплоотводящей способности резца и его прочности.

С уменьшением главного угла в плане скорость резания при токарной обработке, допускаемая резцом, увеличивается. Это объясняется тем, что одновременно с уменьшением главного угла в плане (при тех же глубине резания и подаче) увеличивается ширина среза, что обусловливает увеличение длины работающего участка режущей кромки резца и улучшает поглощение им теплоты резания. Однако с уменьшением главного угла в плане возрастает радиальная сила резания, что может вызвать вибрации, ускоряющие разрушение режущей кромки резца.

Увеличение радиуса закругления вершины резца способствует увеличению скорости резания, так как повышает теплоотводящую способность резца. Увеличение поперечного сечения резца способствует повышению допустимой им скорости резания, так как при этом возрастает способность резца поглощать теплоту резания.

Изменение толщины и ширины среза при неизменном его сечении по-разному влияет на скорость резания. При увеличении толщины среза и соответственном уменьшении его ширины, т. е. и длины работающего участка режущей кромки, ухудшаются условия поглощения теплоты резания резцом, его стойкость понижается. Наоборот, при увеличении ширины среза в резании участвует более длинный участок режущей кромки резца, что повышает его стойкость. Из сказанного вытекает, что для повышения скорости резания выгодно работать с тонкими и широкими стружками. Это может быть достигнуто без изменения сечения среза уменьшением подачи и соответствующим увеличением глубины резания или уменьшением главного угла в плане. Применение первого способа ограничивается припуском на обработку, а второго — вибрациями, возникающими вследствие увеличения радиальной силы резания.

Правильное применение охлаждения дает возможность повысить скорость резания при токарной обработке. Если жидкость поступает к месту образования стружки непрерывной струей в количестве 10—15 л/мин, то при обработке быстрорежущим резцом стали скорость резания может быть повышена в среднем на 20—25%, а при обработке чугуна — на 10—15%. Меньшее повышение скорости резания при обработке чугуна объясняется тем, что в данном случае основной причиной износа резца является его истирание, а не температура резания.

Элементы резания при обработке на токарных станках

Обработка металлов резанием сопровождается удалением с поверхности заготовки слоя металла (припуска на обработку) с целью получения из нее детали необходимой формы и размеров с соответствующим качеством обработанных поверхностей.

Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы заготовка и режущий инструмент перемещались друг относительно друга.

В металлорежущих станках различают два вида основных движений: главное движение, определяющее скорость отделения стружки, и движения подачи, обеспечивающее непрерывное врезание режущей кромки инструмента в новые слои металла.

При обработке на токарном станке главное движение (вращательное) совершает заготовка (рис. 12), а движение подачи (поступательное) — резец. В результате этих движений резец снимает с обрабатываемой детали припуск на обработку и придает ей необходимую форму и размеры, а также требующуюся чистоту обработанной поверхности.

 

Обрабатываемой поверхностью называется поверхность детали, с которой снимается стружка.

Обработанной поверхностью называется поверхность, которая получается после обработки, т. е. после снятия стружки.

Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой детали непосредственно главной режущей кромкой резца.

Элементы режима резания. Элементами, характеризующими процесс резания являются: скорость резания, подача и глубина резания.

Скоростью резания при токарной обработке называется величина перемещения в главном движении режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности в единицу времени.

Скорость резания обозначается буквой u и измеряется в метрах в минуту (сокращенно м/мин).

при точении (рис. 13) скорость резания определяеться по формуле

u = π*D*n/1000 м/мин,

где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n — число оборотов детали в минуту.

Подачей называется величина перемещения режущей кромки резца за один оборот обрабатываемой детали (рис. 13). Подача обозначается буквой s и измеряется в миллиметрах за один оборот детали; для краткости принято писать мм/об.

 

В зависимости от направления, по которому перемещается резец при точении относительно оси центров станка, различают:

продольную подачу — вдоль оси центров;

поперечную подачу — перпендикулярно к оси центров;

наклонную подачу — под углом к оси центров (при обтачивании конической поверхности).

Глубиной резания называют слой металла, снимаемый за один проход резца. Измеряется глубина резания в миллиметрах и обозначается буквой t (см. рис. 13).

При токарной обработке глубина резания определяется как полуразность между диаметром заготовки и диаметром обработанной поверхности, полученной после одного прохода резца, т. е.

t = D-d/2

где D — диаметр заготовки, мм, до прохода резца;

d — диаметр детали, мм после прохода резца.

Кроме глубины резания и подачи, различают еще ширину и толщину среза.

Шириной среза называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное по поверхности резания (см. рис. 13). Ширина среза измеряется в меллиметрах и обозначается буквой b.

Зависимость между шириной среза и глубиной резания выражается формулой

b = 1/sin φ

где — φ главный угол в плане главной ружущей кромки.

Толщиной среза называют расстояние между двумя последовательными положениями режущей кромки на один оборот детали, измеряемое перпендикулярно к ширине среза (см. рис. 13).Толщина среза измеряется в миллиметрах и обозначается буквой a. Зависимость толщины среза от величины подачи s и угла в плане φ выражается форумулой

a = s*sin φ

Площадью поперечного сечения среза называют произведение глубины резания t на подачу s или ширины среза b на толщину a.

Площадь поперечного сечения среза обозначается буквой f

и измеряется в квадратных миллиметрах, т. е.

f = t*s = a*b мм².

 

На рис.14 показано, что нужно принимать за глубину резания и подачу при различных токарных работах — продольном точении, поперечном точении (протачивании канавки или отрезании), подрезания, продольном растачивании.

 

При продольном точении в зависимости от соотношения глубины резания и подачи могут быть получены различные сечения реза (рис. 15). Принято считать, что если t>s, то получаются равномерные стружки (рис. 15,а), если t=s, то получаются равнобокие стружки (рис. 15,б), и если s>t, — обратные стружки (рис.15,в)

 

Как добиться высокого качества деталей при точении

Рекомендации по наружному точению

Детали, ​подверженные вибрации

Резание за один проход (например, трубы)

Рекомендуется выполнять обработку за один проход, чтобы направить силу резания на патрон/шпиндель в осевом направлении.

Пример:
Наружный диаметр (OD) 25 мм
Внутренний диаметр (ID) 15 мм
Глубина резания, a_p, 4,3 мм
Получаемая толщина стенок = 0,7 мм

OD = 25 мм​	ap 4,3 мм ​
​	ID = 15 мм ​

 

Для направления сил резания по оси можно использовать главный угол в плане, близкий к 90°. В результате на деталь будет действовать минимальная сгибающая сила.

Резание в два прохода

Синхронизированная обработка с верхней и нижней револьверными головками нивелирует радиальные силы резания и предотвращает вибрацию и изгиб детали.

Тонкие/тонкостенные детали

При точении тонких/тонкостенных деталей:

• Выбирайте главный угол в плане, близкий к 90°. Даже небольшое изменение угла (с 91 до 95 градусов) повлияет на направление силы резания при обработке
• Глубина резания, a_p, должна быть больше радиуса при вершине, RE. Большая a_p повышает осевую силу резания, Fz, и снижает радиальную силу резания, F_x, что вызывает вибрацию
• Используйте пластину с острой кромкой и небольшим радиусом при вершине, RE, чтобы уменьшить силу резания
• Для обеспечения износостойкости и острой кромки пластины, что желательно при этом виде обработки, используйте кермет или PVD.

Обработка ​уступов

Во избежание повреждения кромки пластины проделайте шаги 1–5. Этот метод очень благоприятен для пластин с покрытием CVD и может значительно уменьшить выкрашивание.

Шаги 1–4:

Во избежание пакетирования стружки расстояние между каждой ступенью (1–4) должно быть таким же, как подача.

Шаг 5:

Окончательный проход должен выполняться одним вертикальным врезанием, начиная с большего диаметра в сторону меньшего диаметра.

Могут возникнуть также и проблемы с наматыванием стружки на радиусах при обработке от меньшего диаметра к большему на операции подрезки торца на уступе. При изменении траектории инструмента направление стружки может измениться на обратное, и проблема тем самым будет решена.

 

Подрезка торца

Начните с обработки торца (1) и фаски (2). По возможности и если позволяют геометрические параметры заготовки, обработайте фаску (3). Продольное точение (4) – заключительная операция, с плавным врезанием и выходом из резания.

Подрезка торца должна быть первой операцией для задания начальной точки на детали для следующего прохода.

Нередко в конце прохода (при выходе из заготовки) возникает проблема с образованием заусенцев. Наличие фаски или радиуса (резание по дуге) может свести образование заусенцев к минимуму.

Фаска на детали приведёт к более плавному врезанию пластины (и при обработке торца, и при продольном точении).

Прерывистое резание

При прерывистом резании:

• Используйте сплав с PVD-покрытием для обеспечения прочности режущей кромки при прерывистом резании с частыми ударами – к примеру, шестиугольных прутков.
• Используйте прочный сплав с покрытием CVD для обеспечения прочности при обработке крупных деталей и тяжёлом прерывистом резании.
• Для обеспечения достаточной стойкости к выкрашиванию попробуйте использовать мощный стружколом
• Во избежание появления термических трещин можно отключить подачу СОЖ

Чистовая обработка детали с выборкой (канавка под выход шлифовального круга)

Для продольного точения и подрезки торца используйте максимально возможный радиус при вершине (RE), что обеспечит следующее:

• Прочная кромка и более высокая надёжность
• Хорошее качество обработанной поверхности
• Возможность работы с интенсивными подачами

Не превышайте ширину выборки и выполняйте её в качестве последней операции для удаления заусенцев.

 

 

Скорость резания и подача при токарной обработке

И снова здравствуйте! Сегодня тема моего поста главные движения при токарной обработке такие как скорость резания и подача. Эти две составляющие режимов резания являются основополагающие при токарной обработке металла и других материалов.

Скорость резания и подача при токарной обработке.

  Главное движение или скорость резания.

Если мы посмотрим на рисунок который приведен выше то увидим, что главное движение при токарной обработке тел вращения на токарном станке совершает именно заготовка. Она может вращаться как по часовой стрелке так и против. В основном как видим вращение направленно на резец, так как это обеспечивает срезание поверхностного слоя с заготовки и образования стружки.

Вращение заготовке придает шпиндель токарного станка и диапазон оборотов шпинделя (n) достаточно большой и может регулироваться в зависимости от диаметра детали ее материала и применяемого режущего инструмента. При точении в основном это токарные резцы различных видов и назначения.

Скорость резания при токарной обработке рассчитывается по формуле:

где

V — это само главное движение именуемое скорость резани.

П — это постоянная константа которая равняется 3,14

D — диаметр обрабатываемой детали (заготовки).

n — число оборотов шпинделя станка и зажатой в нем детали.

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.

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

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.

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

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!

С вами был Андрей!

Элементы режима резания. Основные понятия

---

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания.

При проектировании технологических процессов механической обработки или режущих инструментов возникает необходимость в определении и назначении элементов режима резания. Отечественная практика механической обработки накопила огромный нормативно — справочный материал, с помощью которого можно назначить любой режим резания для любого вида механической обработки. Однако, табличный метод назначения режимов резания является весьма громоздким, так как требует анализа большого количества справочной информации. Более того, все режимные параметры взаимосвязаны и при изменении хотя бы одного из них автоматически изменяются и другие, что еще более усложняет процесс назначения режимов резания.

Аналитический (расчетный) метод определения режима резания менее трудоёмок и более предпочтителен при учебном проектировании технологических процессов механической обработки резанием. Он сводится к определению, по эмпирическим формулам, скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.

Для проведения расчетов необходимо иметь паспортные данные выбранного станка, а именно — значения подач и частот вращения шпинделя, мощности электродвигателя главного движения. При отсутствии паспортных данных расчет выполняется приблизительно, в проделах тех подач и частот вращения шпинделя, которые указаны в справочной литературе.

Выбор режущего инструмента

Его следует начинать с анализа шероховатости поверхностей детали, которая задана на чертеже. В зависимости от параметра шероховатости выбирается метод обработки данной поверхности, которому соответствует свой специфический режущий инструмент. В табл. 1 приведена зависимость шероховатости поверхности от различных методов обработки.

Немаловажное значение для расчета режимов резания имеет выбор материала инструмента. При его выборе следует руководствоваться рекомендациями табл. 2. Для тонких (отделочных) методов обработки материалов с высокими скоростями резания (свыше 500 м/мин) рекомендуется применение сверхтвердых инструментальных материалов.

Наиболее распространенными среди них являются материалы, полученные на основе кубического нитрида бора.

Выбор и назначение глубины резания

Рис. 1.Схема к определению глубины резания при точении

Глубиной резания называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней.

При черновых методах обработки назначают по возможности максимальную глубину резанияt, равную всему припуску или большей части его. При чистовом резании припуск срезается за два прохода и более. На каждом следующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предшествующем. Глубину последнего прохода назначают в зависимости от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.

В данной работе рекомендуются следующие глубины резания t, мм:

черновая обработка t >2;

получистовая и чистовая обработка t = 2,0 — 0,5;

отделочная обработка (3,2 мкм і R_a > 0,8 мкм) t = 0,5 — 0,1.

При сверлении глубина резания t=0,5·D, при рассверливании, зенкеровании и развертывании t=0,5·(D-d) мм, где

D — диаметр осевого инструмента,
d — диаметр предварительно полученного отверстия, мм.

Рис. 2.Схемы для определения глубины резания при сверлении (а) и рассверливании (б) отверстий.

При отрезании, точении канавок и фасонном точении глубина резания приравнивается длине лезвия резца (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема к определению глубины резания при отрезании

Выбор величины подачи

Подачей называется путь, пройденный какой-либо точкой режущей кромки инструмента, относительно заготовки, за один оборот заготовки (режущего инструмента), либо за один двойной ход режущего инструмента.

Различают подачу на один зуб S_z, подачу на один оборот S и подачу минутную S_м, мм/мин, которые находятся в следующей зависимости:

    (1)

где: — частота вращения режущего инструмента, мин^-1;
— число зубьев режущего инструмента.

При черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы, мощности привода станка, периода стойкости режущего инструмента и других ограничивающих факторов. При чистовой обработке — в зависимости от требуемого параметра шероховатости обработанной поверхности.

При черновом точении выполняется вариантный расчёт режимов резания для нескольких значений подач в диапазоне, ограниченном чистовой (табл. 3) и максимальной подачей, допустимой прочностью режущей пластины (табл. 4).

При обработке отверстий осевым режущим инструментом выбирают рекомендуемую подачу, допустимую по прочности инструмента (табл.5).

Исходной величиной подачи при фрезеровании является подача S_z — на зуб. Рекомендуемые подачи для чистового фрезерования приведены в табл. 6.

В учебных целях рекомендуется значения подач выбирать из наиболее распространённого диапазона: 0,05- 0,5 мм/об.

Меньшие значения назначать для чистовой обработки, большие — для черновой.

Выбор значения периода стойкости

Периодом стойкости (стойкостью) режущего инструмента называется время его непрерывной работы между двумя смежными переточками.

Выбор значения периода стойкости режущего инструмента рекомендуется сделать из следующего ряда:

15;30;45;60;90;120 мин.

Меньшие значения периода стойкости следует назначать для мелких инструментов.

Расчёт режимов резания при сверлении, рассверливании, зенкеровании и развёртывании

Расчёт режимов резания при резьбонарезании

Расчёт режима резания при шлифовании

Расчёт режимов резания при строгании и долблении

Расчёт режимов резания при фрезеровании

---

Назначение режимов резания при токарной обработке

Министерство образования и науки РФ

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»

Методические указания

Для выполнения контрольной работы по дисциплине

«Процессы формообразования и инструмент»

Пермь – 2005

Цель работы: практически овладеть методикой назначения режима резания и расчета машинного времени при токарной обработке.

1. Шифр задания, (приложение I).

I, II, III и т. д. – вид операции механической обработки: предварительная продольная обточка стальных или чугунных заготовок, чистовая обточка стальных или чугунных деталей и т. д.

1, 2, 3 и т. д. – номера вариантов задания.

Например, шифр задания I-10 означает, что следует назначить элементы режима резания и рассчитать машинное время при предварительной продольной обточке стальной заготовки при следующих условиях: обрабатываемый материал – сталь хромокремнистая прочностью 980 МПа (прокат горячекатаный), диаметр заготовки D₁ = 148 мм, диаметр обработанной детали D₂ = 140 мм, длина обработанной поверхности L = 400 мм, на поверхности заготовки корка, обработка производится без охлаждения. Резец правый, прямой, проходной, материал режущей части твердый сплав Т5К10, α = 8º, γ = -10º, φ = 30º, φ₁ = 15º, λ = 0º, r_В = 1 мм.

Период стойкости Т = 30 мин., допустимый износ по главной задней поверхности h₃ = 1,0 мм.

2. Оборудование.

Все варианты задания выполняются на токарно-винторезном станке модели 16К20.

Технические характеристики станка:

Высота центров 215 мм

Расстояние между центрами 2000 мм

Мощность электродвигателя

главного движения N_ст = 10 кВт

КПД станка η = 0,75

Частоты вращения шпинделя:

12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250;315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600 об/мин.

Продольные подачи: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,10; 0,125; 0,15; 0,175; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8 мм/об.

Поперечные подачи: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,10; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,10; 1,20; 1,40 мм/об.

3. Элементы режима резания при токарной обработке.

К элементам режима резания относятся (рис. 1):

где — диаметр обрабатываемой поверхности детали, мм;

— частота вращения шпинделя станка, об/мин.

При заданной скорости резания частота вращения шпинделя станка определяется по формуле:

(2)

• Подача назначается в мм на один оборот детали S, мм/об.

• Минутная подача: S_м = S·n, мм/мин. (3)

• Глубина резания

(4)

Совокупность этих элементов (v, s, t) называется режимом резания.

4. Назначение элементов режима резания.

Наивыгоднейшим называется режим резания, обеспечивающий наивысшую производительность процесса при наименьшей его себестоимости. Наивысшая производительность процесса достигается при наибольших значениях глубины резания, подачи и скорости резания. Наименьшая себестоимость достигается при обеспечении экономически обоснованного периода стойкости резца. Эта величина указана в задании.

Задание предусматривает расчет наивыгоднейшего режима резания при токарной обработке. Для других видов механической обработки (сверления, зенкерования, фрезерования и т. д.) используются аналогичные методики. При этом существует единая последовательность, суть которой заключается в следующем: в первую очередь назначаются элементы режима резания наименьшим образом влияющие на период стойкости инструмента – глубина резания и подача.

По этим двум элементам и заданной экономически обоснованной величине периода стойкости рассчитывается скорость резания. По назначенному таким образом режиму резания производятся различные проверочные расчеты. В данной работе предусмотрена проверка по мощности главного привода станка.

Режим резания назначается по формулам и таблицам, приведенным в тексте данных методических указаний и в приложении II.

Ниже приведена последовательность назначения режима резания при токарной обработке.

Рис. 1

Рис. 2

Калькулятор скорости вращения и подачи

Калькулятор скорости вращения и подачи

— Формула расчета числа оборотов в минуту и ​​IPM для токарной обработки с ЧПУ

Как рассчитать скорость вращения и подачу? Калькулятор скорости вращения и подачи — отличный инструмент для расчета скорости шпинделя и скорости подачи для токарных операций, а также времени резания, выраженного в минутах. Введите необходимое значение, и результат будет отображен. Вы можете вести учет формулы расчета RPM и IPM для токарной обработки или прийти в CNCLATHING.COM в любое время для использования токарного калькулятора с ЧПУ или калькулятора скорости и подачи фрезерования и калькулятора скорости сверления и подачи в зависимости от ваших потребностей, быстрый расчет может помочь вам сэкономить время и уменьшить количество ошибок, поэтому определите правильную скорость и подачу для токарной обработки Приложения.

Примечание:

1. Число оборотов в минуту, вычисленное в калькуляторе скорости и подачи токарного станка, относится к скорости шпинделя в процессе токарной обработки, а IPM относится к скорости подачи.
2. Точная частота вращения не всегда требуется, следующий калькулятор (формула) может использоваться для точной оценки значения.
3. Скорость резания (SFM): скорость на поверхности заготовки, измеряемая в футах поверхности в минуту, независимо от используемой операции обработки.
4. Диаметр резки и длина резки в этом калькуляторе в дюймах.
5. При расчете числа оборотов в минуту и ​​IPM используются требуемый диаметр резания, скорость резания и подача резания, которые следует выбирать в зависимости от конкретных условий резания, включая материал заготовки и инструмент.
6. При некоторых токарных операциях диаметр заготовки изменяется, поэтому скорость вращения шпинделя и скорость резания также должны изменяться.
7. Обычно значения рассчитываются для одного диаметра реза, а затем либо скорость шпинделя, либо скорость резания остается постоянной, в то время как другая изменяется.

Калькулятор скорости вращения и подачи

Общие сведения о скорости шпинделя и скорости подачи — что такое скорость вращения шпинделя (об / мин)?

Скорость шпинделя — это частота вращения шпинделя станка, например фрезерного станка, токарных станков, сверл и фрезерных станков, измеренная в оборотах в минуту (об / мин).Предпочтительная скорость определяется движением в обратном направлении от желаемой скорости резания (SFM или м / мин), которая может быть определена как скорость на поверхности заготовки, включая диаметр фрезы или заготовки. Токарная обработка с ЧПУ — это производственный процесс с компьютерным управлением, в котором прутки материала удерживаются в патроне и вращаются, в то время как режущий инструмент подается к заготовке для удаления излишков материала для создания деталей, предназначенных для токарной обработки с ЧПУ. При токарной обработке используется диаметр реза.

Общие сведения о скорости и подаче шпинделя — что такое подача при токарной обработке (IPM)?

Подача — это скорость, с которой подается резец, или скорость движения по заготовке, часто выражаемая в единицах расстояния на оборот при токарной обработке, обычно это дюймы на оборот (IPR) или миллиметры на оборот (MPR).Скорость токарной подачи определяется типом режущего инструмента, требуемой чистотой поверхности для фрезерования деталей, доступной мощностью шпинделя, жесткостью станка и настройкой инструмента, характеристиками обрабатываемого материала, прочностью заготовки, шириной реза и т. Д.

Важность расчета скорости вращения и подачи

Скорость шпинделя зависит от подачи и скорости резания, это одно из идеальных условий резания для инструмента, если состояние не идеальное, необходима регулировка скорости шпинделя, обычно уменьшите число оборотов в минуту или измените его до правильного значения. .Некоторые материалы можно резать с широким диапазоном скоростей шпинделя, в то время как скорость резания имеет решающее значение для некоторых материалов, таких как нержавеющая сталь, они легко затвердевают при холодной обработке, а затем сопротивляются режущему действию инструмента. При выборе скорости подачи расчет для токарной обработки довольно прост, потому что здесь используются одноточечные режущие инструменты, и все работы по резке выполняются в одной точке. Недостаточная скорость подачи или неправильная скорость шпинделя приведет к неправильным условиям резания, поэтому важно определить скорости вращения и подачи ЧПУ с помощью нашего калькулятора скорости вращения шпинделя и скорости подачи и тщательно контролировать их, чтобы избежать перегрева фрезы и заготовки.

Узнайте о наших услугах по токарной обработке с ЧПУ или запросите ценовое предложение для токарных компонентов по индивидуальному заказу, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте [электронная почта защищена]

Механический цех 2 — Скорость резания токарного станка

Скорость поворота и подача — об / мин Расчеты Есть правила и принципы скорости резания и Р.ВЕЧЕРА. расчеты, которые применимы ко всем операциям по резке металла. Рабочая скорость для резки всех металлов операций зависит от материала режущего инструмента и твердости материал для резки. В этом разделе мы сконцентрируемся на скорости резки для одноточечный инструмент. Скорость резания для токарной обработки Скорость резания — это скорость на внешней кромке детали как таковой. вращающийся.Это также известно как поверхностная скорость. Наземная скорость, надводная кадры и площадь поверхности напрямую связаны. Два колеса могут проиллюстрируйте это. Возьмите два колеса, одно колесо три фута в диаметре, а другое колесо размером в один фут в диаметра, прокрутите каждое колесо на один полный оборот (Рисунок 1). Рисунок 1 Какое колесо проехало дальше? Колесо большего размера проехало дальше, потому что оно имеет большую окружность и большую площадь поверхности.Скорости резки работают на тот же принцип. Если две круглые детали разного размера вращаются одновременно оборотов в минуту (об / мин), более крупная деталь имеет большую поверхностную скорость. Скорость поверхности измеряется в поверхностных футах в минуту (SFPM). Все скорости резания работать по принципу наземной съемки. Опять же, скорость резания в первую очередь зависит от тип материала, который вы режете, и тип режущего инструмента, который вы используете. Твердость рабочего материала во многом зависит от рекомендованной скорость резки.Чем тверже обрабатываемый материал, тем меньше скорость резания. В Чем мягче обрабатываемый материал, тем выше рекомендуемая скорость резания (Рисунок 2). Рисунок 2 Твердость материала режущего инструмента во многом зависит от рекомендуемая скорость резания. Чем тверже материал режущего инструмента, тем быстрее скорость резания (рисунок 3). Чем мягче материал режущего инструмента, тем медленнее рекомендуемая скорость резания. Рисунок 3 Глубина резания и скорость подачи также влияют на скорость резания, но не в такой степени, как тяжелая работа. Эти три фактора, сокращающие скорость, скорость подачи и глубина резания известны как режимы резания. Резка условия определяются рейтингом обрабатываемости. Обрабатываемость — это сравнение материалов по обрабатываемости. От обрабатываемости рейтинги, мы можем получить рекомендуемые скорости резания.Рекомендуемые скорости резания: приведены в таблицах. Эти диаграммы можно найти в справочнике Machinerys Handbook , учебник или таблицу, которую дал вам продавец инструментов. В таблице 4 вы найдите типичную таблицу рекомендуемых скоростей резания. Таблица 4. Рекомендуемые скорости резания в футах в минуту для токарной обработки черных и цветных металлов * Материал Состояние материала Твердость, Bhn Скорость резания, фут / мин Быстрорежущая сталь Карбид Свободная обработка простых углеродистых сталей (вторичное сульфирование) AISI B1111, B1112, B1113, 1113, 1119, 1212, 1213 HR, А CD от 100 до 150 150 к 200 160 180 500 600 AISI 1108, 1115, 1118, 1120, 1126 HR, А CD от 100 до 150 150 к 200 140 150 450 500 AISI 1132, 1137, 1140, 1145, 1151 HR, A, N, CD Вопросы и ответы Вопросы и ответы Вопросы и ответы 175 до 225 275 к 325 325 по 375 375 по 425 130 90 50 30 500 250 175 140 Обычная углеродистая сталь AISI 1012, 1015, 1018, 1019, 1020, 1022, 1024, 1025 HR, A, N, CD HR, A, N, CD HR, A, N, CD CD от 100 до 125 125 к 175 175 по 225 От 225 до 275 140 120 100 70 500 400 350 300 AISI 1027, 1029, 1030, 1032, 1035, 1037, 1040, 1043, 1045, 1047, 1050 HR, N, A, CD HR, N, A, CD N, CD, вопросы и ответы, N, Q&T Вопросы и ответы Вопросы и ответы 125 до 175 175 по 225 225 к 275 275 к 325 325 по 375 375 по 425 120 100 70 60 50 40 400 350 300 240 200 175 AISI 1055, 1060, 1065, 1070, 1074, 1080, 1085, 1090, 1095 HR, N, A, CD HR, N, A, CD N, CD, вопросы и ответы, N, Q&T Вопросы и ответы Вопросы и ответы 125 до 175 175 по 225 225 к 275 275 к 325 325 по 375 375 по 425 100 90 65 55 45 30 375 325 275 225 180 150 Легированные стали для свободной обработки (Вторичное сульфирование) AISI 3140, 4140, 4150, 8640 HR, N, A, CD HR, N, A, CD Вопросы и ответы Вопросы и ответы Вопросы и ответы от 175 до 200 От 200 до 250 От 250 до 300 От 300 до 375 375 по 425 125 100 70 60 40 450 400 325 225 150 Легированные стали AISI 1320, 2317, 2512, 2517, 3115, 3120, 3125, 3310, 3316, 4012, 4017, 4023, 4028, 4320, 4615, 4620, 4720, 4815, 4820, 5015, 5020, 5024, 5120, 6118, 6120, 6317, 6325, 6415, 8115, 8615, 8620, 8625, 8720, 8822, 9310, 9315 HR, A, CD HR, A, N, CD CD, N, Q&T N, Q&T N, Q&T Вопросы и ответы от 150 до 175 175 по 220 220 к 275 275 к 325 325 по 375 375 по 425 110 80 70 60 50 40 400 350 300 250 200 175 * На основе подачи.012 дюймов на оборот и глубина резания 0,125 дюйма. Символы под столбцом Состояние материала , обозначить: HRHot Rolled, AAnnealed, NNormalized, CDCold Drawn или Холоднокатаный, Q & TQuenched and Tempered, ACA Cast, ST & Aolution Treated и в возрасте. Станок токарный Р.П.М. должен быть установлен так, чтобы режущий инструмент с одной точкой работает с правильной скоростью резания. Чтобы установить правильную скорость, нам нужно рассчитайте правильную настройку оборотов в минуту или оборотов в минуту.Мы заявили ранее скорость резания или скорость резания будут меняться в зависимости от размера детали. Так чтобы поддерживать одинаковую поверхностную скорость для каждой размерной детали, мы должны использовать формулу, которая включает диаметр детали для расчета правильного числа оборотов в минуту для поддержания надлежащая съемка поверхности. Расчет числа оборотов в минуту Скорость вращения зависит от скорости резания и диаметра часть.Настройка числа оборотов будет меняться в зависимости от диаметра детали. Поскольку диаметр детали становится меньше, частота вращения должна увеличиваться, чтобы поддерживать рекомендуемый поверхностные кадры. Снова возьмем случай с колесом. Думайте о детали как о колесе и скорость резания как расстояние. Большее колесо (деталь) нужно будет повернуть меньше оборотов в минуту, чтобы преодолеть такое же расстояние за такое же количество время, чем меньшее колесо (деталь). Следовательно, для поддержания рекомендуемой резки скорости, детали большего диаметра должны работать на более медленных скоростях, чем детали меньшего диаметра. часть диаметра. Токарный станок необходимо настроить так, чтобы деталь работала правильно. надводная скорость. Настройки скорости шпинделя на токарном станке выполняются в об / мин. К рассчитать правильную частоту вращения для инструмента и заготовки, мы должны использовать следующая формула: Эта упрощенная версия формулы числа оборотов в минуту является наиболее распространенной формулой, используемой в механические цеха. Эту формулу числа оборотов в минуту можно использовать для других операций обработки как Что ж. Давайте применим эту формулу при вычислении числа оборотов в минуту для обработки пример ниже.Используйте таблицы рекомендуемых скоростей резания в Таблице 4. Надрезать резцом из быстрорежущей стали (HSS) диаметром 2 дюйма. кусок стали 1018 с твердостью по бриннелю 200. Рассчитайте настройку числа оборотов в минуту на выполнить этот разрез. Скорость резания = 100 (фут / мин) Диаметр детали = 2,0 Так как доступные настройки скорости шпинделя, как правило, не бесконечно переменной, машина не может быть точно настроена на расчетную настройку оборотов.При выборе используемой скорости необходимо принять определенное решение. Попытайтесь добраться до скорость, которая ближе всего к расчетным оборотам в минуту, но если вы не можете, примите во внимание эти условия. Черновая или чистовая обработка? Если вы делаете черновую обработку, действуйте медленнее. Если вы заканчиваете, иди быстрее. Какая у вас глубина резания? Если это глубокий порез, иди на более медленную настройку оборотов. Настройка очень жесткая? Медленнее для установок, которые не хватает жесткости. Вы используете охлаждающую жидкость? Вы можете перейти на более быстрая из двух настроек, если вы используете охлаждающую жидкость.Самый большой показатель скорости резания — это цвет стружки. При использовании резака для быстрорежущей стали, чипы никогда не должны становиться коричневыми или синими. Фишки соломенного цвета указывают, что вы находитесь на максимальной скорости резки для вашей резки условия. При использовании карбида цвета стружки могут варьироваться от янтарного до синего, но никогда не черный. Темно-фиолетовый цвет укажет на то, что вы находитесь на максимальном уровне. условий резки. Режущие инструменты из твердого сплава покрываются гораздо большими подробно в других разделах ваших учебных материалов. Давайте попробуем еще примеры. Надрезать токарным инструментом (HSS) на куске диаметром 0,75 дюйма из 1045 сталь с твердостью по бриннелю 300. Рассчитайте значение числа оборотов в минуту, чтобы выполнить это резать. Скорость резания = 60 (футов в минуту) Диаметр детали = 0,75 Сверло диаметром 1 дюйм (HSS) используется на куске диаметром 4 дюйма из стали 1012 с твердость по бриннелю 100.Рассчитайте настройку числа оборотов для выполнения этого сверления. операция. Скорость резания = 140 (футов в минуту) Диаметр сверла = 1,00 Обратите внимание, что в R.P.M. расчет, мы использовали диаметр сверла, а не заготовка. Это было сделано потому, что резка происходит на диаметре сверло, а не по внешнему диаметру заготовки. Токарная операция должна выполняться на 3,00-дюймовом куске из легированной стали 4140. с твердостью по бриннелю 200. Необходимо использовать твердосплавный токарный инструмент. Рассчитать настройку оборотов для выполнения этой резки. Скорость резания = 400 ( ср. fpm) Диаметр детали = 3,00 Верх

MITSUBISHI MATERIALS CORPORATION Влияние условий резания при токарной обработке

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ РЕЗКИ

Идеальные условия для резки — это короткое время резания, длительный срок службы инструмента и высокая точность резания.Для достижения этих условий необходим выбор эффективных режимов резания и инструмента в зависимости от рабочего материала, твердости, формы и характеристик станка.

СКОРОСТЬ РЕЗКИ

Скорость резания сильно влияет на срок службы инструмента. Увеличение скорости резания увеличивает температуру резания и приводит к сокращению срока службы инструмента. Скорость резания зависит от типа и твердости обрабатываемого материала. Необходимо выбрать сплав, подходящий для скорости резания.

Влияние скорости резания

1. Увеличение скорости резания на 20% снижает стойкость инструмента до 1/2.Увеличение скорости резания на 50% снижает стойкость инструмента до 1/5.
2. Резка на низкой скорости резания (65―130 SFM) имеет тенденцию вызывать вибрацию. Таким образом сокращается срок службы инструмента.

КОРМА

При резке с помощью обычного держателя подача — это расстояние, на которое держатель перемещается за оборот заготовки. При фрезеровании подача — это расстояние, на которое стол станка перемещается за оборот фрезы, деленное на количество пластин. Таким образом, это указывается как подача на зуб. Подача относится к шероховатости готовой поверхности.

Эффекты подачи

1. Уменьшение скорости подачи приводит к износу по задней поверхности и сокращению срока службы инструмента.
2. Увеличение скорости подачи увеличивает температуру резания и износ по задней поверхности. Однако влияние на стойкость инструмента минимально по сравнению со скоростью резания.
3. Увеличение скорости подачи повышает эффективность обработки.

ГЛУБИНА РЕЗКИ

Глубина резания определяется в зависимости от требуемого съема материала, формы заготовки, мощности и жесткости станка и жесткости инструмента.

Влияние глубины резания

1. Изменение глубины резания не сильно влияет на стойкость инструмента.
2. Малая глубина резания приводит к трению при резке закаленного слоя заготовки. Таким образом сокращается срок службы инструмента.
3. При резке неразрезанных или чугунных поверхностей глубину резания необходимо увеличивать настолько, насколько позволяет мощность станка, чтобы избежать резания нечистого твердого слоя острием режущей кромки, что предотвращает выкрашивание и ненормальный износ.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.ЯЗЫК}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Прочтите свои чипы: основные сведения о выборе инструмента для автоматической токарной обработки

Некоторые люди говорят, что «чтение» чипов похоже на чтение чайных листьев, хотя оно гораздо больше основано на науке, чем на догадках.Если вы освоите считывание стружки, вы сможете контролировать производительность, затраты на токарную обработку, стойкость инструмента и качество поверхности, что приведет к улучшению экономики и безопасности процесса.

Эти проблемы особенно актуальны сегодня, потому что многие компании работают в несколько смен, чтобы удовлетворить растущий рыночный спрос, и выполняют «отключенные» токарные операции без участия оператора. Интерпретируя размер, форму, цвет и направление стружки, вы будете знать, насколько эффективно работают ваши инструменты и станки. Вы также будете спокойны при работе без присмотра, потому что удаление стружки контролируется, плавно и надежно.Как без присмотра, так и без присмотра, стружкообразование может серьезно снизить время безотказной работы станка.

Рассмотрим пример компании Metaldyne, поставщика автомобильных трансмиссионных валов второго уровня в Огайо, которая уже работала почти на полную мощность в три смены, шесть дней в неделю. Их проблема заключалась в накоплении стружки на роликах конвейера, из-за чего операторы должны были останавливать токарный центр каждые 20-25 минут примерно на 30 секунд обслуживания. Время простоя увеличилось из-за годового производства 150 000 валов.

Ключевым моментом было создание чипов нужного размера. Ситуация была разрешена простым переключением на пластину с более высоким положительным передним углом, оптимизированную для заготовки из холоднокатанной стали 8620. В результате компания обрела уверенность в безопасности своих процессов, сэкономила 300 часов в год, избежав простоев на техническое обслуживание, и получила дополнительный доход за счет высвободившихся мощностей.

Итак, давайте перейдем непосредственно к основам создания оптимальной стружки из трех наиболее распространенных материалов и операций, а затем к интерпретации стружки.

Стружколом 101

Процесс формирования стружки подразумевает, что между материалом инструмента и заготовкой постоянно образуется новая поверхность раздела металла при различных силах резания, углах и температурах. Когда режущая кромка правильно выполняет свою функцию резки металла, она пластически деформирует часть материала заготовки, а затем отталкивает ее. Стружка отделяется одним из трех способов: она ломается сама по себе, разбивается об инструмент или разбивается о заготовку.

Фишки, к которым вы обычно стремитесь, являются саморазрушающимися. Стружка, которая ломается об инструмент, может вызвать стружку и поломку инструмента. Те, которые бьются о заготовку, могут повредить отделку поверхности. Когда вы читаете чип, сопоставьте его форму, длину и цвет со следующими рекомендациями:

Длинное и короткое

Чугун по своему химическому и физическому составу представляет собой материал с короткой стружкой. Стружка самопроизвольно расслаивается на мелкие частицы, которые больше похожи на порошок, чем на частицы, вызывая типичную переносимую по воздуху чугунную пыль.Подходящий цвет — серовато-красный.

Стальная стружка, напротив, образует очень твердые, непрерывные, длинные сегменты. Если их не контролировать должным образом, они имеют тенденцию закручиваться в спирали или пружины. Им потребуется помощь для придания нужной формы для эффективной и надежной токарной обработки и удаления стружки без участия оператора. Идеальный чип должен иметь спиралевидную форму, то есть как на цифре 6 или 9, и иметь длину не более двух дюймов. Его «стальной» синий цвет показывает опытному глазу, что чип отводит достаточно тепла от рабочей поверхности.

Из нержавеющей стали образуются сегменты неправильной или подобной формы и, как и у стали, она имеет тенденцию к скручиванию в виде непрерывных длинных сегментов. Идеальная стружка из нержавеющей стали должна быть короткой, спиральной формы и желтого цвета, похожего на пшеницу.

Если ваша нынешняя стружка соответствует этим критериям, вы будете знать, что вы работаете с соответствующими настройками станка, ваш инструмент имеет правильный стружколом и передний угол пластины, и вы отводите нужное количество тепла от заготовки. При правильном оснащении и параметрах обработки стружка будет саморазрушаться.В противном случае один или несколько из этих факторов отключены.

Давайте теперь рассмотрим, как материалы заготовки влияют на стружкообразование.

Три группы материалов

Девяносто процентов материалов заготовок можно разделить на категории чугуна, стали и нержавеющей стали в соответствии с их химическими и механическими свойствами.

Чугун имеет самый низкий предел текучести при сдвиге из трех материалов, поэтому для него требуется меньшее усилие резания, чем у стали или нержавеющей стали.Чугун содержит от 1,8 до 4,5 процентов углерода и такие добавки, как силикон, магний, хром, молибден и медь, для повышения жесткости и пластичности. Полученные марки чугуна варьируются от числа твердости по Бринеллю (BHN) от 150 до 300. Это означает, что, хотя все они чугунные, они по-разному реагируют на токарную обработку.

Более мягкие и высокопластичные ферритные чугуны BHN150 довольно легко поворачиваются, но они могут быть «липкими» и склонными к образованию наростов на кромках при низких скоростях резания. Более твердые и менее пластичные ферритные / перлитные типы от BHN280 до BHN300 имеют тенденцию к более высокому нагреву, давлению и вибрации.Другой фактор, который следует учитывать при токарной обработке чугуна, — это абразивная твердость по краям и углам заготовок, что предъявляет более высокие требования к инструментам и пластинам.

Сталь

по пределу текучести находится где-то между чугуном и нержавеющей сталью. Углеродистые стали — это ковкие сплавы железа и углерода с содержанием углерода от долей процента до почти 2 процентов. Содержание углерода определяет твердость, вязкость и легкость ломки стружки.

Низколегированные стали содержат менее 5 процентов легирующих элементов, таких как кремний, марганец, фосфор и сера, что также влияет на обрабатываемость и стружкообразование.Эти элементы содержат более 5 процентов высоколегированных сталей. Нелегированные стали имеют твердость от BHN110 до BHN310 в зависимости от содержания углерода. Точно так же низколегированные стали варьируются от BHN125 до BHN420 после закалки. Диапазон высоколегированных сталей после закалки — от BHN150 до BHN350. Более высокое содержание углерода увеличивает твердость и снижает пластичность, но также требует большей обработки, чем обычная углеродистая сталь.

Нержавеющая сталь имеет гораздо более низкую теплопроводность и более высокую пластичность, чем обычная сталь.Ингредиенты, добавленные для улучшения коррозионной стойкости и прочности на разрыв, особенно хром, никель и молибден, придают ему самый высокий предел текучести из трех материалов. Результатом токарной обработки являются большее трение, более высокие силы резания и, следовательно, более высокие температуры с последующей тенденцией к смазыванию и деформационным упрочнением поверхностей компонентов. Эти характеристики характерны для всех марок аустенитной нержавеющей стали.

Деформационно-упрочненный слой на поступающей прокатной заготовке значительно толще в аустенитной нержавеющей стали, чем в углеродистой стали.Сердцевина материала может быть наполовину менее твердой, чем поверхность, но она находится на поверхности, где происходит резка.

Предложение: компенсируйте проблемы, связанные с материалами заготовки. Выбирайте пластины и стружколомы с высоким положительным передним углом, а также геометрию, соответствующую материалам, чтобы силы резания работали на вас, а не против вас.

Помимо материала, на стружкообразование влияет комбинация параметров резания, особенно скорости подачи и глубины резания, а также угла подъема пластины, переднего угла и радиуса вершины инструмента.Давайте рассмотрим каждый из этих факторов отдельно.

Скорость подачи

Подача работает в сочетании с геометрией стружколома инструмента для контроля стружкообразования. Геометрия стружколома определяет способность режущей кромки образовывать стружку при различных скоростях подачи и глубине резания.

Например, если у вас слишком низкая скорость подачи, вы получите длинные волокнистые стружки, и они не будут саморазрушаться. Это является немедленным предупреждающим сигналом для поворота без присмотра.С другой стороны, если скорость подачи слишком высока, вы получите более толстую стружку, что приведет к скоплению стружки и предупреждающему сигналу. Скопление стружки часто приводит к выбиванию стружки, износу кратера или даже к катастрофическому разрушению кромки. Кроме того, для формирования чипа потребуется более высокое энергопотребление.

Предложение: Для оптимального съема материала максимально увеличьте глубину резания, разрешенную режущим инструментом, затем установите скорость подачи так, чтобы она соответствовала геометрии стружколома для получения идеальной стружки.

Подводящие углы

Углы подъема влияют на направление потока стружки, толщину и ширину стружки.

Меньшие углы подъема, например 90 градусов, резко приближаются к заготовке, требуют более высоких усилий резания и дают более короткие и широкие стружки. Напротив, больший угол подъема (от 30 до 45 градусов) приводит к более мягкому и плавному стружкообразованию, меньшему скручиванию стружки и меньшим силам резания. Угол подъема в 45 градусов распределяет силы равномерно, то есть создает меньшие силы резания как в радиальном, так и в осевом направлении (вход и выход из разреза).

Когда вы выбираете форму пластины, найдите форму, которая уже включает требуемый угол подъема.В таблице ниже показаны формы пластин с соответствующими углами презентации заготовки и их наиболее подходящие области применения. Например, для черновой обработки самая прочная пластина — это круглая пластина, за ней следуют квадратные и прямоугольные пластины, а для чистовой обработки наиболее подходящими являются треугольные алмазные пластины.

Предложение: Как правило, выбирайте наименьший угол подъема, при котором операция позволяет снизить усилия резания и улучшить удаление стружки.

Радиус носа / глубина резания

Радиус при вершине и глубина резания также влияют на форму и направление стружки.Малая глубина резания дает стружку спиралевидной формы, большая глубина резания приводит к стружке в форме запятой. Точно так же при небольшом радиусе при вершине образуется более тонкая стружка, которую легче отталкивать от заготовки. С другой стороны, большой радиус при вершине увеличивает требования к инструменту. Он производит более толстую стружку и толкает ее, как правило, во многих направлениях, создавая более высокие силы резания и требуя большей мощности станка для контроля стружки.

Традиционно считается, что для достижения лучшего качества поверхности при чистовом точении следует использовать больший радиус при вершине и уменьшать подачу.Обратной стороной является то, что большие радиусы при вершине имеют тенденцию вызывать вибрацию и плохое стружкодробление. Чтобы обеспечить хорошее качество поверхности, рекомендуется использовать специальную пластину Wiper для точной чистовой обработки. Пластины Wiper имеют измененный радиус при вершине с увеличенными углами для гладкой очистки поверхности, что позволяет работать с удвоенной рекомендованной скоростью подачи.

Предложение: Выберите радиус при вершине 3/64 дюйма или больше для токарной обработки нержавеющей стали, стали и чугуна. Вы получите лучший контроль над стружкой и ее утилизацию.Для чистовой токарной обработки выберите пластину Wiper WM или WF.

Грабли / геометрия пластины

Передний угол и размер пластины также влияют на степень деформации стружки и формирование начальной кривизны стружки. Более высокий положительный передний угол означает более продолжительное резание, более плавный поток стружки, меньшие силы резания, более низкие температуры и меньшее деформационное упрочнение материала. Геометрия пластины на верхней поверхности направляет стружку от заготовки на выходе из резания.

Следующий пример иллюстрирует различия, встречающиеся при точении аустенитной стали с прерывистым резанием с передним углом 5 градусов и пластиной с передним углом 15 градусов.Передний угол 5 градусов требует более высоких сил резания, что приводит к колебаниям, вызывающим волнистость на обрабатываемой поверхности. Он также вызывает повышенное тепловыделение и пластическую деформацию режущей кромки.

Поворот с большим положительным передним углом 15 градусов устраняет эти проблемы. Это снижает силы резания, обеспечивает более гладкую поверхность и лучший отвод стружки по передней поверхности.

Предложение: По возможности выбирайте современные пластины с высоким положительным передним углом, оптимизированные для конкретных материалов и операций.

Десять рекомендаций по выбору

Подводя итог, вот несколько общих правил, которые помогут вам в создании оптимальных микросхем.

1. Выбирайте пластину в зависимости от материала заготовки и области применения. Также учитывайте требования к устойчивости машины, мощности и чистоте поверхности.
2. Практическое правило подачи при токарной обработке: минимальная подача 0,002 ipr и максимальная половина радиуса при вершине.
3. Если вы теряете контроль над стружкой, получаете стружку и стук, это может быть признаком того, что ваш стружколом со пластиной слишком открыт.В этом случае ваш первый выход — увеличить скорость подачи и / или выбрать пластину с более плотным стружколомом. Однако стружколом не должен быть слишком тугим, иначе вы увеличите тепловыделение, что приведет к сварке стружки, скалыванию кромок или даже поломке. . С другой стороны, если вы обнаружите, что стружка скапливается, или стружка раздавлена, или не имеет формы 6 или 9, уменьшите подачу или выберите более открытый стружколом.
4. Если у вас есть особые требования к чистоте поверхности, у вас может не быть возможности работать с более высокими скоростями подачи.Альтернативный вариант — выбрать более плотный стружколом и обеспечить комфортную подачу. Обычно подойдет пластина стеклоочистителя.
5. Если вы производите идеальную стружку, но из-за чрезмерного нагрева и износа инструмента, например образования кратеров, уменьшите скорость подачи. Если кратерный износ продолжается, выберите пластину с более стойким покрытием, например оксидом алюминия.
6. Как правило, если цвет стружки не соответствует норме, проверьте скорость резания. Пример: если у вас стальная стружка не темно-синего цвета, а коричневатого цвета, увеличьте скорость машины.Если цвет серебристый, это означает, что чипы могут быть слишком горячими. Уменьшите скорость. В нержавеющей стали стремитесь к стружке пшеничного цвета, а в чугуне — к серовато-красной.
7. Выполняете ли вы тяжелую черновую, среднюю черновую или чистовую обработку, выберите пластину с радиусом вершины 3/64 дюйма или немного больше.
8. Выберите минимальную глубину резания, равную двум третям радиуса при вершине и максимум одной трети длины режущей кромки. Для чистовой обработки выберите глубину резания менее одной трети радиуса при вершине.
9. Обычно выбирайте инструменты с высоким положительным передним углом и плотным стружколомом для более плавного отвода стружки, меньших усилий резания и более низких температур. Они в некоторой степени компенсируют деформационное упрочнение материала.
10. Если после выполнения этих рекомендаций вы не создаете оптимальные чипы, обратитесь за помощью к своему техническому торговому представителю, в службу технической поддержки поставщика инструмента или по горячей линии.

Станьте экспертом по чипам

Если вы выполняете токарную обработку без света, вы можете свести к минимуму проблемы со стружкодроблением, производительностью, чистотой поверхности, безопасностью кромки и износом инструмента.Выполняя первые разрезы, не ограничивайтесь проверкой заготовки, а считывайте также свои стружки. Характеристики вашей стружки сразу же подскажут вам, какие данные обработки или инструменты требуют исправления, чтобы вы могли их скорректировать, а затем уйти. А если вы станете экспертом по чипам, вы окажетесь среди меньшинства, понимающего, что чип — это нечто большее, чем просто кусок металла. MMS

Об авторе: Кэтлин ДеБенедиктис (Kathleen DeBenedictis) — специалист по токарной обработке в Sandvik Coromant в Fair Lawn, Нью-Джерси.

Система подачи

делает обрабатывающий центр более эффективным

GF MACHINING SOLUTIONS новый стан P 500 предназначен для производителей пресс-форм и штампов в сегментах ICT / EC, а также производителей медицинского оборудования, в частности. MILL P 500 обеспечивает беспрецедентный уровень точности, надежности в течение продолжительных периодов обработки и исключительную производительность.

Благодаря прочной и термостабилизированной платформе из полимер-гранита, MILL P 500 выдерживает допуски деталей до +/- 4 микрон и сохраняет точность позиционирования в течение длительного времени обработки, отклонение не более 5 микрон в течение 24 часов.В сочетании с точностью позиционирования этого станка усовершенствованный шпиндель HSK-E40 Step-Tec со скоростью 42000 об / мин в стандартной комплектации дает цехам конкурентное преимущество с точки зрения более короткого времени вывода на рынок за счет сокращения затратных по времени операций вторичной ручной полировки.

Высокопроизводительные шпиндели Step-Tec созданы для всех фрезерных операций, от черновой до чистовой обработки поверхности. Благодаря усовершенствованным гибридным шарикоподшипникам и термостойким гибридным цилиндрическим роликоподшипникам шпиндели позволяют фрезеровать очень длинными инструментами, обеспечивая при этом высокую скорость съема материала при высоких скоростях подачи.

GF Machining Solutions также будет предлагать в качестве опции шпиндель Step-Tec в версиях со скоростью вращения 24 000 и 36 000 об / мин.

Для максимальной окупаемости инвестиций MILL P 500 оснащен полностью интегрированными устройствами смены паллет заготовок, расширениями инструментального магазина и многим другим для увеличения непрерывности производства. Чтобы упростить интеграцию автоматизации, машина обеспечивает автоматизацию сзади для беспрепятственного соединения с компактным роботом для смены поддонов System 3R WorkPartner 1+ (WPT1 +) или решениями System 3R Transformer / Fanuc Automation Solutions.

С дисковой или автоматической башней для инструментов MILL P 500 предлагает вместимость до 60 инструментов с диском и до 210 инструментов с башней. Обе системы также позволяют магазинам загружать инструменты, в то время как машина продолжает работать без перебоев.

Несмотря на то, что компактные размеры MILL P 500 идеально подходят для использования в производственных средах ICT / EC и медицинской промышленности, большое передаточное число осей делает станок одинаково хорошо подходящим для производителей пресс-форм и штампов, поставляющих, в частности, упаковочную, автомобильную и бытовую промышленность.

В этих отраслях идеально подходят для MILL P 500 литье под давлением, высокотемпературные штампы и штампы, штампы для холодной штамповки и экструзионные штампы. точность критически важна для производства штампов для литья под давлением и штамповки, а также электродов для электроэрозионной обработки.

Изначально представленный с ЧПУ Fanuc 35iB, MILL P 500 скоро будет поставляться с системой управления Heidenhain TCN640.Это современное оборудование в сочетании с разнообразными пакетами программного обеспечения позволяет выполнять более сложные операции с MILL P 500 без участия оператора, освобождая операторов для выполнения других задач для увеличения производственной ценности.

Ключевые функции управления MILL P 500 включают Econowatt, интеллектуальный контроль шпинделя, интеллектуальный контроль температуры, защиту от сбоев питания, интеллектуальное измерение инструмента и систему поддержки оператора. Econowatt, например, может сэкономить до 50 процентов энергии, потребляемой станком, в то время как интеллектуальный контроль шпинделя и интеллектуальный контроль температуры вносят значительный вклад в высокую точность станка.

Power Failure Protection в сочетании с Intelligent Tool Measurement обеспечивает дополнительную безопасность процесса, одновременно защищая инструменты и продлевая их срок службы. Для повышения общей производительности станка система поддержки оператора станка MILL P 500 работает в тандеме с несколькими программными инструментами, включая rConnect от GF Machining Solutions.

rConnect — это платформа цифровых услуг, доступная для всех технологий GF Machining Solutions. Это модульная система, которая включает в себя ряд доступных услуг, поддерживаемых T.Кибербезопасность, сертифицированная ViT. rConnect Live Remote Assistance (LRA) упрощает для магазинов достижение максимально возможного времени безотказной работы оборудования, позволяя опытным инженерам GF быстро реагировать на запросы на обслуживание через аудио, видеочат и другие инструменты. Узнайте больше на www.gfms.com/us

Стартап, превращающий переработанный углерод в корм для животных, приближающийся к масштабированию

Компании по переработке углерода Deep Branch, основанной только в 2018 году, удалось обеспечить инвестиции из фонда акселератора Европейского инновационного совета (EIC), поддерживаемого Horizon 2020, который представляет собой инициативу, созданную для поддержки высокорисковых и перспективных SEM и новаторов.

Deep Branch, которая использует микроорганизмы для преобразования CO2 в высококачественные продукты, была одной из двух британских компаний, вошедших в финальный список программы EIC.

Финансирование пойдет на строительство нового объекта в кампусе Brightlands Chemelot, расположенном в Нидерландах, — центре циркулярной химии и химических процессов.

Питер Роу, генеральный директор Deep Branch, говорит, что создание пилотной установки на этом голландском объекте представляет собой важный следующий шаг в обеспечении того, чтобы Proton соответствовал требованиям к составу кормов для животных, усвояемости и испытаниям производительности участниками отрасли.

«Мы будем проводить дальнейшие испытания с BioMar и AB Agri, двумя ведущими компаниями по производству кормов для животных, которые поддерживают лососевую промышленность и птицеводство. Благодаря поддержке исследований и инноваций, проводимой ЕС Horizon 2020, мы можем расширить наши производственные мощности до объемов, необходимых производителям кормов для проведения этих испытаний ».

Кампус Brightlands Chemelot — идеальное место для масштабного завода Deep Branch, добавляет он.

«Существует четкое соответствие между нашими целями и общими амбициями предприятия в отношении рециркуляции CO2 и устойчивого использования водорода.Промышленная площадка дает нам возможность быстро масштабироваться и имеет место для крупномасштабного производства, а также сырье для создания Proton ».

Он сказал нам, что, поскольку Chemelot является одним из крупнейших предприятий химического производства в Европе, несколько компаний могут стать партнером Deep Branch в совместном предприятии.

Берт Кип, генеральный директор Brightlands Chemelot Campus, говорит, что производственная концепция Deep Branch соответствует профилю устойчивости хаба.« Это первая организация в этом кампусе, которая занимается ферментацией газа. Это еще одна область, в которой мы можем занять лидирующие позиции ».

Deep Branch заявляет, что его технология уже была проверена в меньшем масштабе благодаря сотрудничеству с британской компанией Drax, занимающейся возобновляемыми источниками энергии, а также с консорциумом ведущих отраслевых партнеров .

No related posts.