Токарный инструмент
Самым распространенным инструментом при резке металла является токарный инструмент. Токарные инструменты используются для нарезания на токарных станках внешних кругов, отверстий в центре, резьбы, канавок, зубьев и других фигур. Его основные типы показаны на рисунке 3-18.
Рисунок 3-18 Основные типы токарных инструментов
1. 10 — Концевой токарный инструмент 2. 7 — Внешний круг (токарный инструмент для внутреннего отверстия) 3. 8 — Канавочный инструмент 4. 6 — Резьботокарный инструмент 5. 9 — Профилирующий токарный инструмент
Токарные инструменты в зависимости от их конструкции подразделяются на токарные, сварочные, токарные, с зажимом и сменные инструменты. Токарные инструменты со сменными пластинами становятся все более популярными из-за их более широкого использования. В этом разделе основное внимание уделяется ознакомлению с принципами и методами проектирования сменных и сварочных токарных инструментов.
1. Сварочный инструмент
Сварочно-токарный инструмент состоит из лезвия определенной формы и держателя, соединенных сваркой. Лезвия обычно изготавливаются из различных марок твердосплавного материала. Хвостовики инструментов обычно изготавливаются из стали 45 и затачиваются в соответствии с конкретными требованиями во время использования. Качество сварочно-токарных инструментов и их применение зависят от марки лезвия, модели лезвия, геометрических параметров инструмента, формы и размера паза. Качество помола и т. д. Качество помола и т. д.
(1) У сварочных токарных инструментов есть свои преимущества и недостатки.
Он широко используется благодаря своей простой и компактной конструкции; высокая жесткость инструмента; и хорошая виброустойчивость. Он также имеет множество недостатков, в том числе:
(1) Плохая режущая способность лезвия. Режущая способность лезвия снизится после сварки при высокой температуре. Высокая температура, используемая для сварки и заточки, приводит к тому, что лезвие подвергается внутреннему напряжению. Поскольку коэффициент линейного растяжения твердого сплава вдвое меньше, чем у корпуса инструмента, это может привести к появлению трещин в твердом сплаве.
(2) Держатель инструмента нельзя использовать повторно. Сырьевые материалы тратятся впустую, поскольку держатель инструмента нельзя использовать повторно.
(3) Вспомогательный период слишком длинный. Смена и настройка инструмента занимает много времени. Это несовместимо с требованиями станков с ЧПУ, автоматических систем обработки или автоматических станков.
(2) Тип канавки держателя инструмента
У сварных токарных инструментов пазы на хвостовике инструмента следует выполнять по форме и размеру лезвия. Канавки хвостовика инструмента включают сквозные канавки, полусквозные канавки, закрытые канавки и усиленные полусквозные канавки. Как показано на рисунке 3-19.
Изображение 3-19 Геометрия держателя инструмента
Для обеспечения качественной сварки паз держателя инструмента должен отвечать следующим требованиям:
(1) Контролируйте толщину. (1) Контролируйте толщину корпуса фрезы.
(2) Контролируйте зазор между лезвием и канавкой держателя инструмента. Зазор между лезвием и канавкой держателя инструмента не должен быть слишком большим или маленьким, обычно 0,050,15 мм. Дуговое соединение должно быть максимально равномерным, а максимальный местный зазор не должен превышать 0,3 мм. В противном случае прочность сварного шва пострадает.
(3) Контролируйте значение шероховатости поверхности канавки держателя инструмента. Канавка держателя инструмента имеет шероховатость поверхности Ra=6,3 мм. Поверхность лезвия должна быть ровной и гладкой. Перед сваркой канавку держателя инструмента следует очистить от остатков масла. Чтобы поверхность места сварки оставалась чистой, ее можно обработать пескоструйной обработкой или спиртом или бензином.
Контролируйте длину лезвия. В нормальных условиях лезвие, помещенное в канавку державки инструмента, должно выступать на 0,20,3 мм для возможности заточки. Паз держателя инструмента может быть сделан длиннее на 0,20,3 мм, чем лезвие. После сварки приваривается корпус инструмента. Для более аккуратного вида удалите все лишнее.
(3) Процесс пайки лезвия
Для сварки лезвий из твердого сплава используется твердый припой (твердый припой — тугоплавкий или припой, температура плавления которого превышает 450 градусов Цельсия). Припой нагревается до расплавленного состояния, которое обычно на 3050 градусов выше точки плавления. Флюс защищает припой от проникновения и диффузии по поверхности.обработанные компоненты. Это также обеспечивает взаимодействие припоя со свариваемым компонентом. Плавление приводит к тому, что твердосплавное лезвие прочно приваривается к пазу.
Доступны многие методы пайки, такие как газопламенная сварка и высокочастотная сварка. Электроконтактная сварка – лучший метод нагрева. Сопротивление в точке контакта между медным блоком и режущей головкой самое высокое, и именно здесь будет генерироваться высокая температура. Корпус фрезы сначала краснеет, а затем тепло передается лезвию. Это приводит к медленному нагреванию лезвия и постепенному повышению температуры. Важно предотвратить появление трещин.
Лезвие не «перегорает», поскольку питание отключается, как только материал плавится. Доказано, что электроконтактная сварка снижает вероятность появления трещин на лезвиях и распайки. Пайка легкая и стабильная, хорошего качества. Процесс пайки менее эффективен, чем высокочастотная сварка, и трудно паять инструменты с несколькими кромками.
На качество пайки влияет множество факторов. Припой, флюс и способ нагрева должны быть выбраны правильно. Для твердосплавного инструмента для пайки материал должен иметь температуру плавления выше температуры резки. Это хороший материал для резки, поскольку он сохраняет прочность сцепления лезвия, сохраняя при этом его текучесть, смачиваемость и теплопроводность. При пайке лезвий из цементированного карбида обычно используются следующие припои:
(1) Температура плавления чистой меди или медно-никелевого сплава (электролитическая) составляет примерно 1000–1200 градусов Цельсия. Допустимая рабочая температура составляет 700–900 градусов Цельсия. Это можно использовать с инструментами, которые имеют большие рабочие нагрузки.
(2) Медно-цинковый или присадочный металл марки 105# с температурой плавления от 900920°C до 500600°C. Подходит для инструментов средней нагрузки.
Температура плавления сплава серебра и меди составляет 670820. Его максимальная рабочая температура составляет 400 градусов. Однако он подходит для сварки прецизионных токарных инструментов с низким содержанием карбида кобальта или высоким содержанием титана.
На качество пайки большое влияние оказывает выбор и применение флюса. Флюс применяют для удаления окислов с поверхности детали, которая будет паяться, повышения смачиваемости и защиты сварного шва от окисления. Для пайки твердосплавного инструмента применяют два флюса: бура обезвоженная Na2B4O2 или бура обезвоженная 25% (массовая доля) + борная кислота 75% (массовая доля). Температура пайки колеблется от 800 до 1000 градусов Цельсия. Буру можно обезвоживать, расплавив буру, а затем измельчив ее после охлаждения. Просеять. При пайке инструментов YG обычно лучше использовать обезвоженную буру. Удовлетворительных результатов можно добиться при пайке инструмента YT по формуле: бура обезвоженная (массовая доля) 50% + борная (массовая доля) 35% + фторид калия обезвоженный (массовая доля) (15%).
Добавление фторида калия улучшит смачиваемость и плавимость карбида титана. Чтобы снизить сварочное напряжение при пайке высокотитановых сплавов (YT30 и YN05), обычно используется низкая температура от 0,1 до 0,5 мм. В качестве компенсационной прокладки между лезвиями и держателями инструмента часто используют углеродистую или железоникелевую сталь. Чтобы уменьшить термическое напряжение, лопасть следует изолировать. Обычно токарный инструмент помещают в печь с температурой 280°C. Изолируйте в течение трех часов при температуре 320°С, а затем медленно охладите либо в печи, либо в порошке асбеста или соломенной золы.
(4) Неорганическая связь
При неорганическом склеивании лезвий используются фосфорный раствор и неорганический медный порошок, которые сочетают в себе химию, механику и физику. Неорганическая связка проще в использовании, чем пайка, и не вызывает внутренних напряжений или трещин в лезвии. Этот метод особенно полезен для материалов лезвий, которые трудно сваривать, например керамики.
Характерные операции и практические случаи механической обработки.
4. Выбор угла наклона кромки и резки фаски.
（1）Наклонная резка — это концепция, которая существует уже давно.
Резка под прямым углом — это резка, при которой режущее лезвие инструмента параллельно направлению режущего движения. Косая резка – это когда режущая кромка инструмента не перпендикулярна направлению режущего движения. Для удобства эффект подачи можно игнорировать. Резка, перпендикулярная основной скорости движения или углам наклона кромки lss=0, рассматривается как резка под прямым углом. Это показано на рисунке 3-9. Резка, не перпендикулярная основной скорости движения или углам наклона кромки lss0, называется резкой под косым углом. Например, как показано на рисунке 3-9.b, когда режется только одна режущая кромка, это называется свободным резом. Косая резка наиболее распространена при резке металла.
Рисунок 3-9 Резка под прямым углом и резка под углом
(2) Влияние косой резки на процесс резки.
1. Влияние на направление оттока стружки
На Рисунке 3-10 показано, что для поворота трубного фитинга используется внешний токарный инструмент. Когда в резании участвует только основная режущая кромка, частица М в режущем слое (при условии, что она имеет ту же высоту, что и центр детали) становится стружкой при выдавливании перед инструментом и вытекает вдоль передней части. Связь между направлением потока стружки и углом наклона кромки заключается в пересечении единичного тела MBCDFHGM с ортогональной плоскостью и плоскостью резания и двумя плоскостями, параллельными им, через точку M.
Рисунок 3-10 Влияние λs на направление потока стружки
MBCD — это базовая плоскость на рисунке 3-11. Когда ls=0, MBEF — это передняя часть на рисунке 3-11, а плоскость MDF — ортогональная и нормальная плоскость. Точка М теперь перпендикулярна режущей кромке. Когда стружка выбрасывается, M является компонентом скорости в направлении режущей кромки. MF перпендикулярно параллельно режущей кромке. Как показано на рисунке 3-10a, в этот момент чипсы изогнуты в пружинную форму или текут по прямой линии. Если ls имеет положительное значение, то плоскость MGEF находится спереди и скорость резания основного движения vcM не параллельна режущей кромке MG. Скорость частицы Mтокарные детали с ЧПУvT относительно инструмента в направлении режущей кромки в сторону МГ. Когда точка M преобразуется в вытекающую вперед стружку и на нее действует vT, скорость vl стружки будет отклоняться от нормальной плоскости MDK при угле стружки psl. Когда ls имеет большое значение, стружка будет стекать в направлении обработки поверхности.
Плоскость MIN, как показано на рисунках 3-10b и 3-11, известна как поток стружки. Когда ls имеет отрицательное значение, составляющая скорости vT в направлении режущей кромки меняется на противоположную, указывая на GM. Это приводит к отклонению чипов от нормальной плоскости. Поток направлен в противоположном направлении к поверхности машины. Как показано на рисунке 3-10.c. Это обсуждение касается только влияния ls при свободном резании. Пластическое течение металла на кончике инструмента, второстепенной режущей кромке и канавке для стружки будет влиять на направление оттока стружки во время фактического процесса обработки при токарной обработке внешних кругов. На рис. 3-12 показано нарезание резьбы в сквозных и закрытых отверстиях. Влияние наклона режущей кромки на сход стружки. При нарезании резьбы без отверстий значение ls является положительным, а при нарезании резьбы с отверстием — отрицательным.
Рисунок 3-11 Наклонное направление потока стружки
2. Это влияет на действительный передний и тупой радиусы.
Когда ls = 0, при свободном резании передние углы в ортогональной плоскости и плоскости схода стружки примерно равны. Если ls не равен нулю, это действительно может повлиять на остроту режущей кромки и сопротивление трению при выталкивании стружки. В плоскости прохождения стружки необходимо измерить эффективные передние углы ge и тупые радиусы режущей кромки. На рис. 3-13 сравнивается геометрия нормальной плоскости, проходящей через точку М главной кромки, с тупыми радиусами плоскости прохождения стружки. В случае острой кромки нормальная плоскость представляет собой дугу, образованную тупым радиусом rn. Однако в профиле потока стружки резание представляет собой часть эллипса. Радиус кривизны вдоль длинной оси — это фактический радиус тупой режущей кромки re. Следующая приблизительная формула может быть рассчитана на основе геометрических соотношений на рисунках 3-11 и 3-13.
Приведенная выше формула показывает, что re увеличивается с увеличением абсолютного значения ls, а ge уменьшается. Если ls=75 градусов и gn=10 градусов с rn=0,020,15 мм, то ge может достигать 70 градусов. re также может составлять всего 0,0039 мм. Это делает режущую кромку очень острой и позволяет добиться микрорезания (ap0,01 мм) при небольшом обратном резании. На Рисунке 3-14 показано положение резания внешнего инструмента, когда ls установлен на 75 градусов. Основная и второстепенная кромки инструмента выровнены по прямой линии. Режущая кромка инструмента очень острая. Режущая кромка не фиксируется в процессе резки. Она также касается внешней цилиндрической поверхности. Установка и настройка просты. Инструмент успешно применяется для высокоскоростной токарной обработки углеродистой стали. Его также можно использовать для окончательной обработки труднообрабатываемых материалов, таких как высокопрочная сталь.
Рисунок 3-12 Влияние угла наклона кромки на направление потока стружки при нарезании резьбы
Рисунок 3-13 Сравнение геометрии rn и re
3. Это влияет на ударопрочность и прочность кончика инструмента.
Когда ls отрицательно, как показано на рисунке 3-15b, острие инструмента будет самой нижней точкой режущей кромки. Когда режущие кромки врезаются вчасти прототипапервой точкой удара о заготовку является кончик инструмента (когда go имеет положительное значение) или передняя часть (когда оно отрицательное). Это не только защищает и укрепляет наконечник, но и помогает снизить риск повреждения. Многие инструменты с большим передним углом имеют отрицательный наклон кромки. Они могут как повысить прочность, так и уменьшить воздействие на кончик инструмента. В этот момент противодействующая сила Fp увеличивается.
Рисунок 3-14 Токарный инструмент с большим углом лезвия без фиксированного наконечника
4. Влияет на стабильность резки.
Когда ls = 0, режущая кромка врезается в заготовку и выходит из нее почти одновременно, сила резания внезапно меняется, и удар велик; когда ls не равно нулю, режущая кромка постепенно врезается в заготовку и выходит из нее, удар невелик, а резка более гладкая. Например, цилиндрические фрезы и концевые фрезы с большим углом спирали имеют более острые режущие кромки и более плавную резку, чем старые стандартные фрезы. Эффективность производства увеличивается в 2-4 раза, а значение шероховатости поверхности Ra может достигать менее 3,2 мм.
5. Форма режущей кромки
Форма режущей кромки инструмента является одним из основных составляющих разумных геометрических параметров инструмента. Изменения формы лезвия инструмента меняют схему резания. Так называемая схема резки относится к порядку и форме, в которой обрабатываемый слой металла удаляется режущей кромкой. Это влияет на величину нагрузки на режущую кромку, условия напряжений, стойкость инструмента и качество обработанной поверхности. ждать. Многие современные инструменты тесно связаны с разумным выбором формы лезвий. Среди передовых практических инструментов формы лезвий можно разделить на следующие типы:
(1) Улучшите форму режущей кромки лезвия. Такая форма лезвия предназначена главным образом для повышения прочности режущей кромки, увеличения угла режущей кромки, уменьшения нагрузки на единицу длины режущей кромки и улучшения условий отвода тепла. В дополнение к нескольким формам наконечников инструментов, показанным на рисунке 3-8, существуют также формы кромок дуг (инструменты для токарной обработки кромок дуги, фрезы для червячной обработки дуговых кромок, торцевые фрезы, сверла с кромками дуги и т. д.), несколько форм кромок с острыми углами (сверла и т. д.) ) подожди;
(2) Форма края, уменьшающая остаточную площадь. Эта форма кромки в основном используется для чистовых инструментов, таких как токарные инструменты с большой подачей и торцевые фрезы с грязесъемниками, плавающие расточные инструменты и обычные расточные инструменты с цилиндрическими грязесъемниками. развертки и т. д.;
Рисунок 3-15 Влияние угла наклона кромки на точку удара при режущем инструменте
(3) Форма лезвия, обеспечивающая разумное распределение края режущего слоя и плавный отвод стружки. Характерной особенностью формы лезвия этого типа является то, что он разделяет широкий и тонкий режущий слой на несколько узких стружек, что не только обеспечивает плавный отвод стружки, но и увеличивает скорость подачи. Укажите сумму и уменьшите мощность резки агрегата. Например, по сравнению с обычными режущими ножами с прямой кромкой, режущие ножи с двойной режущей кромкой делят основную режущую кромку на три части, как показано на Рисунке 3-16. Чипы также разделены на три полоски соответственно. Трение между стружкой и двумя стенками уменьшается, что предотвращает блокировку стружки и значительно снижает силу резания. По мере увеличения глубины резания скорость уменьшения увеличивается, и эффект становится лучше. В то же время снижается температура резания и увеличивается срок службы инструмента. Существует множество инструментов, принадлежащих к этому типу формы лезвий, например, ступенчатые фрезы, фрезы с шахматными кромками, пилы с шахматными кромками, стружечные сверла, фрезы для кукурузы с шахматными зубьями и концевые фрезы с волнистыми кромками. И протяжки-кругорезки и т. д.;
Рисунок 3-16 Режущий нож с двойной ступенчатой кромкой
(4) Другие специальные формы. Специальные формы лезвий — это формы лезвий, разработанные с учетом условий обработки детали и ее характеристик резания. На рис. 3-17 показана форма передней стиральной доски, используемая для обработки свинцово-латунь. Основная режущая кромка этого клинка имеет форму множества трехмерных арок. Каждая точка режущей кромки имеет угол наклона, который увеличивается от отрицательного до нуля, а затем до положительного. Это приводит к тому, что мусор выдавливается в лентовидную стружку.
Анебон всегда придерживается философии «Быть №1 по качеству, опираться на кредит и надежность для роста». Anebon будет продолжать горячо обслуживать предыдущих и новых потенциальных клиентов из дома и за рубежом для 5-осевого прецизионного индивидуального быстрого прототипа Ordinary Discount 5 Axis Precision Custom Rapid Prototype.5-осевое фрезерование с ЧПУТокарная обработка. В компании Anebon, ставя под свой девиз высочайшее качество, мы производим продукцию, которая полностью производится в Японии, от закупки материалов до обработки. Это позволяет клиентам со всей страны привыкнуть с уверенностью и спокойствием.
Производственные процессы в Китае, услуги фрезерования металла и услуги быстрого прототипирования. Anebon считает своим принципом «разумные цены, эффективное время производства и хорошее послепродажное обслуживание». Anebon надеется на сотрудничество с большим количеством клиентов для взаимного развития и выгод. Мы приветствуем потенциальных покупателей связаться с нами.
Время публикации: 14 декабря 2023 г.