Skärläge i svarvning: element och konceptet med skärning

2024 Författare: Henry Conors | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-12 13:06

En av de multifunktionella metoderna för metallbearbetning är svarvning. Med dess hjälp utförs grov och fin efterbehandling i processen för tillverkning eller reparation av delar. Processoptimering och effektivt kvalitetsarbete uppnås genom rationellt urval av skärdata.

Processfunktioner

Svarvning utförs på specialmaskiner med hjälp av fräsar. Huvudrörelserna utförs av spindeln, vilket säkerställer rotationen av föremålet som är fixerat på det. Matningsrörelserna görs av verktyget, som är fixerat i bromsoket.

De huvudsakliga typerna av karakteristiska arbeten inkluderar: svarvning i yt- och form, borrning, bearbetning av urtag och spår, trimning och avskärning, gängning. Var och en av dem åtföljs av de produktiva rörelserna i motsvarande inventarie: genomgående och tryckande, formade, tråkiga, skärande, skärande och gängade skärare. En mängd olika maskintyperbearbeta små och mycket stora föremål, inre och yttre ytor, plana och skrymmande arbetsstycken.

Grundläggande element i lägen

Skärläget vid svarvning är en uppsättning parametrar för driften av en metallskärmaskin, som syftar till att uppnå optimala resultat. Dessa inkluderar följande poster: djup, matning, frekvens och spindelhastighet.

Djup är tjockleken på metallen som avlägsnas av fräsen i en gång (t, mm). Beror på önskad renhet och motsvarande grovhet. Med grovsvarvning t=0,5-2 mm, med finish - t=0,1-0,5 mm.

Feed - avståndet för verktygets rörelse i längsgående, tvärgående eller rätlinjig riktning i förhållande till ett varv av arbetsstycket (S, mm / varv). Viktiga parametrar för dess bestämning är de geometriska och kvalitativa egenskaperna hos svarvverktyget.

Spindelhastighet - antalet varv för huvudaxeln som arbetsstycket är fäst vid, utfört under en tidsperiod (n, varv/s).

Speed - passagens bredd på en sekund med angivet djup och kvalitet, tillhandahållen av frekvensen (v, m/s).

Vridkraft - en indikator på strömförbrukning (P, N).

Frekvens, hastighet och kraft är de viktigaste inbördes relaterade delarna av skärläget vid svarvning, som ställer in både optimeringsindikatorerna för efterbearbetning av ett visst föremål och hastigheten för hela maskinen.

Initial data

Ur ett systematiskt tillvägagångssätt, processensvarvning kan betraktas som den samordnade funktionen av elementen i ett komplext system. Dessa inkluderar: svarv, verktyg, arbetsstycke, mänsklig faktor. Således påverkas effektiviteten av detta system av en lista med faktorer. Var och en av dem tas med i beräkningen när det är nödvändigt att beräkna skärläget för svarvning:

• Parametriska egenskaper hos utrustningen, dess effekt, typ av spindelrotationskontroll (steg eller steglös).
• Metod för att fästa arbetsstycket (med en frontplatta, frontplatta och stadiga stöd, två stadiga stöd).
• Den bearbetade metallens fysiska och mekaniska egenskaper. Dess värmeledningsförmåga, hårdhet och styrka, typen av spån som produceras och arten av dess beteende i förhållande till lager beaktas.
• Geometriska och mekaniska egenskaper hos fräsen: hörnmått, hållare, hörnradie, storlek, typ och material på skäreggen med lämplig värmeledningsförmåga och värmekapacitet, seghet, hårdhet, hållfasthet.
• Specificerade ytparametrar, inklusive dess grovhet och kvalitet.

Om alla egenskaper hos systemet beaktas och rationellt beräknas, blir det möjligt att uppnå maximal effektivitet i dess arbete.

Vändande prestandakriterier

Delar tillverkade med svarvbearbetning är oftast komponenter i ansvarsfulla mekanismer. Kraven uppfylls utifrån tre huvudkriterier. Det viktigaste är maximal prestandavar och en.

• Korrespondens mellan skärmaskinens material och föremålet som vänds.
• Optimering mellan matning, hastighet och djup, maximal produktivitet och finishkvalitet: minimal grovhet, formnoggrannhet, inga defekter.
• Minsta resurskostnad.

Proceduren för att beräkna skärläget under svarvning utförs med hög noggrannhet. Det finns flera olika system för detta.

Beräkningsmetoder

Som redan nämnts kräver skärläget under svarvning att man tar hänsyn till ett stort antal olika faktorer och parametrar. Under den tekniska utvecklingsprocessen har många forskare utvecklat flera komplex som syftar till att beräkna de optimala delarna av skärförhållandena för olika förhållanden:

• Matte. Det innebär en exakt beräkning enligt befintliga empiriska formler.
• Grafografiskt. Kombination av matematiska och grafiska metoder.
• Tabell. Val av värden som motsvarar de angivna driftsförhållandena i speciella komplexa tabeller.
• Maskin. Användning av programvaran.

Den mest lämpliga väljs av utföraren beroende på uppgifterna och produktionsprocessens masskaraktär.

Matematik

Skärförhållandena beräknas analytiskt under svarvning. Formler existerar mer och mindre komplexa. Valet av system bestäms av funktionerna och den erforderliga noggrannheten hos resultatenfelräkningar och själva tekniken.

Djup beräknas som skillnaden mellan tjockleken på arbetsstycket före (D) och efter (d) bearbetning. För längsgående arbete: t=(D - d): 2; och för tvärgående: t=D - d.

Tillåten inlämning bestäms steg för steg:

• nummer som ger den erforderliga ytkvaliteten, S_cher;
• verktygsspecifikt flöde, S_p;
• värde för parametern, med hänsyn till egenskaperna för att fästa delen, S_det.

Varje tal beräknas enligt motsvarande formler. Det minsta av det mottagna S väljs som faktisk matning. Det finns också en generaliserande formel som tar hänsyn till fräsens geometri, de specificerade kraven på djupet och kvaliteten på svarvningen.

• S=(C_sR^yr^u): (t ^xφ^{z2), mm/varv;}
• där C_{s är den parametriska egenskapen för materialet;}
• Ry – specificerad grovhet, µm;
• ru – vridverktygsspetsradie, mm;
• tx – svängdjup, mm;
• φz – vinkel längst upp på fräsen.

Hastighetsparametrar för spindelrotation beräknas enligt olika beroenden. En av de grundläggande:

v=(C_vK_v): (T^mt ^xS^{y), m/min där}

• C_{v – komplex koefficient som sammanfattar materialet i delen, skäraren, processförhållanden;}
• K_{v – ytterligare koefficient,karakterisera egenskaperna hos svarvning;}
• Tm – livslängd, min;
• tx – skärdjup, mm;
• Sy – feed, mm/varv.

Under förenklade förhållanden och i syfte att göra beräkningar tillgängliga, kan hastigheten för att vrida ett arbetsstycke bestämmas:

V=(πDn): 1000, m/min, där

n – maskinspindelhastighet, rpm

Utrustning använd kapacitet:

N=(Pv): (60100), kW, där

• där P är skärkraften, N;
• v – hastighet, m/min.

Den givna tekniken är mycket tidskrävande. Det finns en mängd olika formler av varierande komplexitet. Oftast är det svårt att välja rätt för att beräkna skärförhållandena vid svarvning. Ett exempel på de mest mångsidiga av dem ges här.

Tabellmetod

Kärnan i detta alternativ är att indikatorerna för elementen finns i de normativa tabellerna i enlighet med källdata. Det finns en lista med referensböcker som listar matningsvärden beroende på verktygets och arbetsstyckets parametriska egenskaper, skärarens geometri och de specificerade ytkvalitetsindikatorerna. Det finns separata standarder som innehåller de högsta tillåtna begränsningarna för olika material. De startkoefficienter som krävs för att beräkna hastigheterna finns också i speciella tabeller.

Denna teknik används separat eller samtidigt med den analytiska. Det är bekvämt och exaktapplikation för enkel serietillverkning av delar, i enskilda verkstäder och hemma. Det låter dig arbeta med digitala värden, med ett minimum av ansträngning och initiala indikatorer.

Grafografiska och maskinella metoder

Den grafiska metoden är hjälpmedel och baseras på matematiska beräkningar. De beräknade resultaten av matningarna plottas på en graf, där linjerna för maskinen och skäraren ritas och ytterligare element bestäms från dem. Denna metod är en mycket komplicerad och komplex procedur, som är obekväm för massproduktion.

Maskinmetod - ett exakt och prisvärt alternativ för erfarna och nybörjare svarvarar, designat för att beräkna skärförhållanden vid svarvning. Programmet ger de mest exakta värdena i enlighet med givna initiala data. De måste innehålla:

• Koefficienter som kännetecknar arbetsstyckets material.
• Indikatorer som motsvarar egenskaperna hos verktygsmetallen.
• Geometriska parametrar för svarvverktyg.
• Numerisk beskrivning av maskinen och hur man fixerar arbetsstycket på den.
• Parametriska egenskaper för det bearbetade objektet.

Svårigheter kan uppstå vid numerisk beskrivning av de ursprungliga uppgifterna. Genom att ställa in dem korrekt kan du snabbt få en heltäckande och noggrann beräkning av skärförhållanden för svarvning. Programmet kan innehålla felaktigheter i arbetet, men de är mindre signifikanta än med den manuella matematiska versionen.

Skärläget under svarvning är en viktig designegenskap som avgör resultatet. Tillsammans med elementen väljs verktyg och kylmedel och smörjmedel. Ett fullständigt rationellt urval av detta komplex är en indikator på en specialists erfarenhet eller hans uthållighet.