Narzędzie tokarskie
Najpopularniejszym narzędziem do obróbki metalu jest narzędzie tokarskie. Narzędzia tokarskie służą do wycinania zewnętrznych kół, otworów w środku, gwintów, rowków, zębów i innych kształtów na tokarkach. Jego główne typy pokazano na rysunku 3-18.
Rysunek 3-18 Główne typy narzędzi tokarskich
1. 10 – Narzędzie do toczenia końcowego 2. 7 – Koło zewnętrzne (narzędzie do toczenia otworów wewnętrznych) 3. 8 – Narzędzie do toczenia rowków 4. 6 – Narzędzie do toczenia gwintów 5. 9 – Narzędzie do toczenia profilowego
Narzędzia tokarskie dzieli się na podstawie ich budowy na toczenie pełne, toczenie spawalnicze, toczenie z zaciskiem maszynowym i narzędzia wymienne. Wymienne narzędzia tokarskie stają się coraz bardziej popularne ze względu na ich zwiększone zastosowanie. W tej części skupiono się na wprowadzeniu zasad i technik projektowania narzędzi tokarskich z wymiennymi i spawanymi narzędziami tokarskimi.
1. Narzędzie spawalnicze
Narzędzie tokarskie spawalnicze składa się z ostrza o określonym kształcie i uchwytu połączonego poprzez spawanie. Ostrza są zwykle wykonane z różnych gatunków węglika. Trzonki narzędzi są zazwyczaj wykonane ze stali 45 i ostrzone w celu spełnienia określonych wymagań podczas użytkowania. Jakość spawalniczych narzędzi tokarskich i ich zastosowanie zależą od gatunku ostrza, modelu ostrza, parametrów geometrycznych narzędzia oraz kształtu i wielkości szczeliny. Jakość szlifowania itp. Jakość szlifowania itp.
(1) Spawanie narzędzi tokarskich ma zalety i wady
Jest szeroko stosowany ze względu na prostą, zwartą konstrukcję; wysoka sztywność narzędzia; i dobrą odporność na wibracje. Ma też wiele wad, m.in.:
(1) Wydajność cięcia ostrza jest słaba. Wydajność cięcia ostrza ulegnie pogorszeniu po spawaniu w wysokiej temperaturze. Wysoka temperatura stosowana podczas spawania i ostrzenia powoduje, że ostrze poddawane jest wewnętrznym naprężeniom. Ponieważ współczynnik wydłużenia liniowego węglika jest o połowę mniejszy niż w przypadku korpusu narzędzia, może to powodować pojawienie się pęknięć w węgliku.
(2) Uchwyt narzędziowy nie nadaje się do ponownego użycia. Surowce są marnowane, ponieważ uchwytu narzędziowego nie można ponownie wykorzystać.
(3) Okres pomocniczy jest zbyt długi. Wymiana i ustawienie narzędzia zajmuje dużo czasu. Nie jest to zgodne z wymaganiami maszyn CNC, automatycznych systemów obróbki lub automatycznych obrabiarek.
(2) Typ rowka uchwytu narzędziowego
W przypadku spawanych narzędzi tokarskich rowki na chwyt narzędzia powinny być wykonane odpowiednio do kształtu i wielkości ostrza. Rowki chwytu narzędzia obejmują rowki przelotowe, rowki półprzelotowe, rowki zamknięte i wzmocnione rowki półprzelotowe. Jak pokazano na rysunku 3-19.
Rysunek 3-19 Geometria uchwytu narzędziowego
Aby zapewnić jakość spawania, rowek uchwytu narzędzia musi spełniać następujące wymagania:
(1) Kontroluj grubość. (1) Kontroluj grubość korpusu frezu.
(2) Kontroluj odstęp pomiędzy ostrzem a rowkiem uchwytu narzędzia. Szczelina pomiędzy ostrzem a rowkiem uchwytu narzędzia nie powinna być ani za duża, ani za mała, zwykle wynosi 0,050,15 mm. Łuk powinien być możliwie równomierny, a maksymalna lokalna szczelina nie powinna przekraczać 0,3 mm. W przeciwnym razie będzie to miało wpływ na wytrzymałość spoiny.
(3) Kontroluj wartość chropowatości powierzchni rowka uchwytu narzędziowego. Rowek uchwytu narzędzia ma chropowatość powierzchni Ra=6,3 mm. Powierzchnia ostrza powinna być płaska i gładka. Przed spawaniem należy oczyścić rowek uchwytu narzędzia, jeśli znajduje się w nim olej. Aby utrzymać powierzchnię miejsca spawania w czystości, można ją oczyścić piaskiem lub alkoholem lub benzyną.
Kontroluj długość ostrza. W normalnych warunkach ostrze umieszczone w rowku oprawki powinno wystawać o 0,20,3 mm, aby umożliwić ostrzenie. Rowek uchwytu narzędzia może być dłuższy o 0,20,3 mm od ostrza. Po spawaniu korpus narzędzia jest następnie spawany. Aby uzyskać schludny wygląd, usuń nadmiar.
(3) Proces lutowania ostrza
Lut twardy służy do spawania ostrzy z węglika spiekanego (lut twardy jest materiałem ogniotrwałym lub lutowniczym, którego temperatura topnienia jest wyższa niż 450 stopni C). Lut jest podgrzewany do stanu stopionego, który zwykle wynosi 3050 stopni C powyżej temperatury topnienia. Topnik chroni lutowie przed wnikaniem i dyfuzją na powierzchniobrobione elementy. Umożliwia także interakcję lutu ze spawanym elementem. Działanie topiące sprawia, że ostrze z węglika jest mocno wspawane w szczelinę.
Dostępnych jest wiele technik nagrzewania poprzez lutowanie, takie jak spawanie płomieniem gazowym i spawanie wysoką częstotliwością. Najlepszą metodą ogrzewania jest elektryczne zgrzewanie kontaktowe. Opór w miejscu styku miedzianego bloku z głowicą tnącą jest największy i to tam będzie generowana wysoka temperatura. Korpus noża najpierw staje się czerwony, a następnie ciepło przekazywane jest do ostrza. Powoduje to powolne nagrzewanie się ostrza i stopniowy wzrost jego temperatury. Ważne jest zapobieganie pęknięciom.
Ostrze nie ulega „przepaleniu”, ponieważ po stopieniu materiału następuje wyłączenie zasilania. Udowodniono, że spawanie elektryczne zmniejsza ryzyko pękania ostrzy i rozlutowywania. Lutowanie jest łatwe i stabilne, o dobrej jakości. Proces lutowania jest mniej wydajny niż spoiny o wysokiej częstotliwości i trudno jest lutować narzędzia o wielu krawędziach.
Na jakość lutowania wpływa wiele czynników. Należy odpowiednio dobrać materiał lutowniczy, topnik i metodę grzania. W przypadku narzędzia do lutowania węglikowego materiał musi mieć temperaturę topnienia wyższą niż temperatura cięcia. Jest dobrym materiałem do cięcia, ponieważ może utrzymać siłę wiązania ostrza, zachowując jednocześnie jego płynność, zwilżalność i przewodność cieplną. Do lutowania ostrzy z węglika spiekanego powszechnie stosuje się następujące materiały lutownicze:
(1) Temperatura topnienia czystej miedzi lub stopu miedzi i niklu (elektrolitycznego) wynosi około 1000–1200 stopni Celsjusza. Dopuszczalna temperatura pracy wynosi 700900degC. Można tego używać w przypadku narzędzi obciążonych dużym obciążeniem.
(2) Miedź-cynk lub metal wypełniający 105# o temperaturze topnienia od 900920°C do 500600°C. Nadaje się do narzędzi o średnim obciążeniu.
Temperatura topnienia stopu srebra z miedzią wynosi 670820. Jego maksymalna temperatura pracy wynosi 400 stopni. Nadaje się jednak do spawania precyzyjnych narzędzi tokarskich o niskiej zawartości kobaltu lub dużej zawartości węglika tytanu.
Na jakość lutowania duży wpływ ma dobór i zastosowanie topnika. Topnik służy do usuwania tlenków z powierzchni przedmiotu obrabianego, który będzie lutowany, zwiększenia zwilżalności oraz zabezpieczenia spoiny przed utlenianiem. Do lutowania narzędzi węglikowych stosuje się dwa topniki: odwodniony boraks Na2B4O2 lub odwodniony boraks 25% (frakcja masowa) + kwas borowy 75% (frakcja masowa). Temperatury lutowania wahają się od 800 do 1000 stopni Celsjusza. Boraks można odwodnić poprzez stopienie boraksu, a następnie zmiażdżenie go po ochłodzeniu. Przesiać. Do lutowania narzędzi YG zwykle lepszy jest odwodniony boraks. Zadowalające rezultaty można osiągnąć lutując narzędzia YT stosując formułę boraks odwodniony (frakcja masowa) 50% + bor (frakcja masowa) 35% + odwodniony fluorek potasu (frakcja masowa) (15%).
Dodatek fluorku potasu poprawi zwilżalność i zdolność topienia węglika tytanu. W celu zmniejszenia naprężeń spawalniczych podczas lutowania stopów o wysokiej zawartości tytanu (YT30 i YN05) powszechnie stosuje się niską temperaturę w zakresie od 0,1 do 0,5 mm. Jako uszczelkę kompensacyjną pomiędzy ostrzami a uchwytami narzędziowymi często stosuje się stal węglową lub żelazo-nikiel. Aby zmniejszyć naprężenia termiczne, ostrze powinno być zaizolowane. Zwykle narzędzie tokarskie umieszcza się w piecu o temperaturze 280°C. Zaizoluj na trzy godziny w temperaturze 320 stopni C, a następnie powoli schładzaj w piecu lub w proszku azbestowym lub popiołu ze słomy.
(4) Wiązanie nieorganiczne
Klejenie nieorganiczne wykorzystuje roztwór fosforu i nieorganiczny proszek miedzi, które łączą chemię, mechanikę i fizykę w celu spajania ostrzy. Klejenie nieorganiczne jest łatwiejsze w użyciu niż lutowanie i nie powoduje naprężeń wewnętrznych ani pęknięć ostrza. Metoda ta jest szczególnie przydatna w przypadku ostrzy z materiałów trudnych do spawania, takich jak ceramika.
Charakterystyczne operacje i praktyczne przypadki obróbki skrawaniem
4. Wybór kąta nachylenia krawędzi i cięcia ukośnego
(1) Cięcie ukośne to koncepcja znana już od dłuższego czasu.
Cięcie pod kątem prostym to cięcie, w którym ostrze tnące narzędzia jest równoległe do kierunku ruchu cięcia. Cięcie ukośne ma miejsce, gdy krawędź tnąca narzędzia nie jest prostopadła do kierunku ruchu cięcia. Dla wygody wpływ paszy można zignorować. Cięcie prostopadłe do prędkości ruchu głównego lub kąta nachylenia krawędzi lss=0 uważa się za cięcie pod kątem prostym. Pokazano to na rysunku 3-9. Cięcie, które nie jest prostopadłe do prędkości ruchu głównego lub kąta nachylenia krawędzi lss0, nazywa się cięciem pod kątem ukośnym. Na przykład, jak pokazano na rysunku 3-9.b, gdy tylko jedna krawędź skrawająca tnie, nazywa się to cięciem swobodnym. Cięcie ukośne jest najczęściej stosowane w cięciu metalu.
Rysunek 3-9 Cięcie pod kątem prostym i cięcie ukośne
(2) Wpływ cięcia ukośnego na proces cięcia
1. Wpływ na kierunek wypływu wiórów
Rysunek 3-10 pokazuje, że do obracania łącznika rurowego używane jest zewnętrzne narzędzie tokarskie. Gdy w skrawaniu uczestniczy tylko główna krawędź skrawająca, cząstka M w warstwie skrawanej (zakładając, że ma tę samą wysokość co środek części) staje się wiórem pod wytłoczką przed narzędziem i wypływa wzdłuż czoła. Zależność pomiędzy kierunkiem spływu wiórów a kątem nachylenia krawędzi polega na przecięciu bryły MBCDFHGM z płaszczyzną ortogonalną i płaszczyzną skrawania oraz dwiema równoległymi do nich płaszczyznami przez punkt M.
Rysunek 3-10 Wpływ λs na kierunek przepływu wiórów
MBCD to płaszczyzna bazowa na rysunku 3.11. Gdy ls=0, MBEF jest frontem na rysunku 3.11, a płaszczyzna MDF jest płaszczyzną ortogonalną i normalną. Punkt M jest teraz prostopadły do krawędzi skrawającej. Kiedy wióry są wyrzucane, M jest składową prędkości wzdłuż kierunku krawędzi skrawającej. MF jest prostopadle równoległy do krawędzi skrawającej. Jak pokazano na rysunku 3-10a, w tym momencie wióry są zakrzywione w kształcie sprężyny lub płyną w linii prostej. Jeżeli ls ma wartość dodatnią, wówczas płaszczyzna MGEF znajduje się z przodu, a prędkość skrawania ruchu głównego vcM nie jest równoległa do krawędzi skrawającej MG. Prędkość cząstki Melementy tokarskie cncvT względem narzędzia w kierunku krawędzi skrawającej wskazuje na MG. Kiedy punkt M zostanie przekształcony w chip wypływający z przodu i na który wpływa vT, prędkość chipa vl będzie odbiegać od normalnej płaszczyzny MDK przy kącie chipa psl. Gdy ls ma dużą wartość, wióry będą płynąć w kierunku obróbki powierzchni.
Płaszczyzna MIN, jak pokazano na rysunkach 3-10b i 3-11, nazywana jest spływem wiórów. Gdy ls ma wartość ujemną, składowa prędkości vT w kierunku krawędzi skrawającej jest odwrócona, wskazując na GM. Powoduje to, że wióry odbiegają od normalnej płaszczyzny. Przepływ odbywa się w kierunku przeciwnym do powierzchni maszyny. Jak pokazano na rysunku 3-10.c. Ta dyskusja dotyczy tylko wpływu l podczas swobodnego skrawania. Plastyczny przepływ metalu na końcówce narzędzia, mniejszej krawędzi skrawającej i rowku wiórowym będzie miał wpływ na kierunek wypływu wiórów podczas rzeczywistego procesu obróbki toczenia kół zewnętrznych. Rysunek 3-12 przedstawia gwintowanie otworów przelotowych i zamkniętych. Wpływ nachylenia krawędzi skrawającej na spływ wiórów. Podczas gwintowania bezdziurowego wartość ls jest dodatnia, natomiast podczas gwintowania z otworem jest to wartość ujemna.
Rysunek 3-11 Ukośny kierunek przepływu wiórów skrawających
2. Ma to wpływ na rzeczywisty promień natarcia i rozwarty
Gdy ls = 0, w skrawaniu swobodnym kąty natarcia w płaszczyźnie ortogonalnej i płaszczyźnie spływu wiórów są w przybliżeniu równe. Jeśli ls nie wynosi zero, może to naprawdę wpłynąć na ostrość krawędzi skrawającej i opór tarcia podczas wypychania wiórów. W płaszczyźnie spływu wiórów należy zmierzyć efektywne kąty natarcia ge i promienie rozwarte krawędzi skrawającej re. Rysunek 3-13 porównuje geometrię płaszczyzny normalnej przechodzącej przez punkt M krawędzi głównej z promieniami rozwartymi płaszczyzny spływu wiórów. W przypadku ostrej krawędzi płaszczyzna normalna przedstawia łuk utworzony przez promień rozwarty rn. Jednakże w profilu spływu wiórów cięcie jest częścią elipsy. Promień krzywizny wzdłuż długiej osi jest rzeczywistym promieniem rozwartym krawędzi skrawającej re. Na podstawie zależności geometrycznych przedstawionych na rysunkach 3-11 i 3-13 można obliczyć następujący przybliżony wzór.
Z powyższego wzoru wynika, że re rośnie wraz ze wzrostem wartości bezwzględnej ls, natomiast ge maleje. Jeśli ls=75 stopni i gn=10 stopni przy rn=0,020,15 mm, to ge może mieć nawet 70 stopni. re może być również tak mały jak 0,0039 mm. Dzięki temu krawędź tnąca jest bardzo ostra i umożliwia uzyskanie mikronacięć (ap0,01 mm) przy zastosowaniu niewielkiej ilości nacięcia wstecznego. Rysunek 3-14 przedstawia pozycję skrawania narzędzia zewnętrznego, gdy ls jest ustawione na 75 stopni. Główna i poboczna krawędź narzędzia została ułożona w linii prostej. Krawędź tnąca narzędzia jest wyjątkowo ostra. Krawędź tnąca nie jest unieruchomiona podczas procesu cięcia. Jest także styczna do zewnętrznej powierzchni cylindrycznej. Instalacja i regulacja są łatwe. Narzędzie zostało z powodzeniem zastosowane do toczenia wykańczającego z dużą prędkością stali węglowej. Można go również stosować do obróbki wykańczającej materiałów trudnych w obróbce, takich jak stal o wysokiej wytrzymałości.
Rysunek 3-12 Wpływ kąta nachylenia krawędzi na kierunek spływu wiórów podczas gwintowania
Rysunek 3-13 Porównanie geometrii rn i re
3. Ma to wpływ na odporność na uderzenia i wytrzymałość końcówki narzędzia
Gdy ls jest ujemne, jak pokazano na rysunku 3-15b, wierzchołek narzędzia będzie najniższym punktem wzdłuż krawędzi skrawającej. Kiedy krawędzie tnące wcinają się wczęści prototypowepierwszym punktem uderzenia w obrabiany przedmiot jest wierzchołek narzędzia (gdy go ma wartość dodatnią) lub przód (gdy jest ujemna). To nie tylko chroni i wzmacnia końcówkę, ale także pomaga zmniejszyć ryzyko uszkodzenia. Wiele narzędzi o dużym kącie natarcia wykorzystuje ujemne nachylenie krawędzi. Mogą zarówno zwiększyć wytrzymałość, jak i zmniejszyć wpływ na końcówkę narzędzia. W tym momencie siła wsteczna Fp rośnie.
Rysunek 3-14 Narzędzie do toczenia kątowego z dużym ostrzem, bez stałej końcówki
4. Wpływa na stabilność wcinania i wycinania.
Gdy ls = 0, krawędź skrawająca wcina się i wysuwa z przedmiotu obrabianego niemal jednocześnie, siła skrawania nagle się zmienia, a uderzenie jest duże; gdy ls nie wynosi zero, krawędź skrawająca stopniowo wcina się w przedmiot obrabiany i z niego wychodzi, uderzenie jest małe, a cięcie jest gładsze. Na przykład frezy walcowe i frezy palcowe o dużym kącie pochylenia linii śrubowej mają ostrzejsze krawędzie skrawające i gładsze cięcie niż stare standardowe frezy. Wydajność produkcji wzrasta od 2 do 4 razy, a wartość chropowatości powierzchni Ra może osiągnąć mniej niż 3,2 mm.
5. Nowatorski kształt
Kształt ostrza narzędzia jest jedną z podstawowych treści rozsądnych parametrów geometrycznych narzędzia. Zmiany kształtu ostrza narzędzia powodują zmianę wzoru cięcia. Tak zwany wzór cięcia odnosi się do kolejności i kształtu, w jakim warstwa metalu przeznaczona do obróbki jest usuwana przez krawędź tnącą. Wpływa na wielkość obciążenia krawędzi skrawającej, warunki naprężeń, trwałość narzędzia i jakość obrabianej powierzchni. Czekać. Wiele zaawansowanych narzędzi jest ściśle związanych z rozsądnym doborem kształtów ostrzy. Wśród zaawansowanych, praktycznych narzędzi kształty ostrzy można podzielić na następujące typy:
(1) Popraw kształt ostrza krawędzi tnącej. Ten kształt ostrza ma głównie na celu wzmocnienie wytrzymałości krawędzi skrawającej, zwiększenie kąta krawędzi skrawającej, zmniejszenie obciążenia na długości jednostkowej krawędzi skrawającej i poprawę warunków rozpraszania ciepła. Oprócz kilku kształtów końcówek narzędzi pokazanych na rysunku 3-8, istnieją również kształty krawędzi łukowych (narzędzia do toczenia krawędzi łukowych, frezy czołowe z obwiedniowymi krawędziami łukowymi, wiertła z krawędziami łukowymi itp.), wiele ostrych kształtów krawędzi (wiertła itp.) )czekaj;
(2) Kształt krawędzi zmniejszający pozostałą powierzchnię. Ten kształt krawędzi jest stosowany głównie w narzędziach wykańczających, takich jak narzędzia tokarskie z dużymi posuwami i frezy czołowe z wycieraczkami, narzędzia do wytaczania pływającego i zwykłe narzędzia wytaczarskie z wycieraczkami cylindrycznymi. Rozwiertaki itp.;
Rysunek 3-15 Wpływ kąta nachylenia krawędzi na punkt uderzenia narzędzia skrawającego
(3) Kształt ostrza zapewniający rozsądne rozłożenie krawędzi warstwy tnącej i płynne odprowadzanie wiórów. Charakterystyczną cechą tego typu kształtu ostrza jest to, że dzieli on szeroką i cienką warstwę skrawania na kilka wąskich wiórów, co nie tylko pozwala na płynne odprowadzanie wiórów, ale także zwiększa prędkość posuwu. Podaj ilość i zmniejsz siłę cięcia urządzenia. Na przykład, w porównaniu ze zwykłymi nożami tnącymi o prostej krawędzi, noże tnące z podwójną krawędzią dzielą główną krawędź tnącą na trzy sekcje, jak pokazano na rysunku 3-16. Żetony są również odpowiednio podzielone na trzy paski. Zmniejsza się tarcie pomiędzy wiórami a ściankami, co zapobiega blokowaniu się wiórów i znacznie zmniejsza siłę skrawania. Wraz ze wzrostem głębokości skrawania zwiększa się szybkość zmniejszania, a efekt jest lepszy. Jednocześnie zmniejsza się temperatura skrawania i zwiększa się trwałość narzędzia. Istnieje wiele narzędzi należących do tego typu kształtu ostrza, takich jak frezy stopniowe, frezy z przesuniętymi krawędziami, brzeszczoty do pił z przesuniętymi krawędziami, wiertła do wiórów, frezy do kukurydzy z zębami naprzemiennymi i frezy trzpieniowe z krawędzią falistą. I przeciągacze kołowe itp.;
Rysunek 3-16 Nóż tnący z podwójną stopniowaną krawędzią
(4) Inne specjalne kształty. Specjalne kształty ostrzy to kształty ostrzy zaprojektowane tak, aby spełniać warunki przetwarzania części i jej charakterystykę cięcia. Rysunek 3-17 ilustruje kształt przedniej tarki używany do obróbki mosiądzu ołowiowego. Główna krawędź tnąca tego ostrza ma kształt wielu trójwymiarowych łuków. Każdy punkt krawędzi skrawającej ma kąt nachylenia rosnący od ujemnego do zera, a następnie do dodatniego. Powoduje to, że zanieczyszczenia są wyciskane na wióry w kształcie wstążki.
Anebon zawsze podtrzymuje filozofię „Bądź numerem 1 w wysokiej jakości, opieraj się na kredytach i wiarygodności w dążeniu do rozwoju”. Anebon będzie nadal z zapałem służyć dotychczasowym i nowym potencjalnym klientom z kraju i zagranicy w ramach zwykłego rabatu 5-osiowego, precyzyjnego, szybkiego prototypuFrezowanie CNC w 5 osiachObróbka tokarska. W firmie Anebon, której motto to przede wszystkim najwyższa jakość, wytwarzamy produkty w całości produkowane w Japonii, od zakupu materiałów po obróbkę. Dzięki temu klienci z całego kraju mogą cieszyć się spokojem ducha.
Procesy produkcyjne w Chinach, usługi frezowania metali i usługi szybkiego prototypowania. Anebon uważa za naszą zasadę „rozsądne ceny, efektywny czas produkcji i dobrą obsługę posprzedażną”. Anebon ma nadzieję na współpracę z większą liczbą klientów w celu wzajemnego rozwoju i korzyści. Zapraszamy potencjalnych nabywców do kontaktu.
Czas publikacji: 14 grudnia 2023 r