Токарний інструмент
Найпоширенішим інструментом при різанні металу є токарний інструмент. Токарні інструменти використовуються для вирізання зовнішніх кіл, отворів у центрі, різьби, канавок, зубців та інших форм на токарних верстатах. Його основні типи показані на малюнку 3-18.
Рисунок 3-18 Основні види токарних інструментів
1. 10—Інструмент для точіння торців 2. 7—Зовнішнє коло (інструмент для точіння внутрішнього отвору) 3. 8—Інструмент для нарізання канавок 4. 6—Інструмент для точіння різьби 5. 9—Інструмент для точіння профілю
Токарні інструменти за структурою поділяються на суцільнотокарні, зварювальні, токарно-токарні та змінні. Змінні токарні інструменти стають все більш популярними через їх збільшення використання. У цьому розділі зосереджено ознайомлення з принципами та технікою проектування змінних і зварювальних токарних інструментів.
1. Зварювальний інструмент
Зварювальний токарний інструмент складається з леза певної форми і держателя, з'єднаних зварюванням. Леза зазвичай виготовляються з різних сортів твердосплавного матеріалу. Хвостовики інструменту зазвичай виготовлені зі сталі 45 і заточені відповідно до конкретних вимог під час використання. Якість зварювального токарного інструменту та його використання залежать від марки леза, моделі леза, геометричних параметрів інструменту та форми та розміру шліца. Якість помелу та ін Якість помелу та ін.
(1) Зварювальні токарні інструменти мають переваги та недоліки
Він широко використовується через свою просту, компактну структуру; висока жорсткість інструменту; і хороша стійкість до вібрації. Він також має багато недоліків, зокрема:
(1) Ріжуча здатність леза низька. Ефективність різання леза буде знижена після зварювання при високій температурі. Висока температура, яка використовується для зварювання та заточування, призводить до внутрішнього навантаження на лезо. Оскільки коефіцієнт лінійного розширення твердого сплаву вдвічі менший, ніж у корпусу інструмента, це може призвести до появи тріщин у твердому сплаві.
(2) Тримач інструменту не можна використовувати повторно. Сировина витрачається даремно, оскільки тримач інструменту не можна використовувати повторно.
(3) Допоміжний період занадто довгий. Зміна та налаштування інструменту займає багато часу. Це не сумісно з вимогами верстатів з ЧПК, систем автоматичної обробки або автоматичних верстатів.
(2) Тип канавки тримача інструменту
Для зварних токарних інструментів канавки хвостовика інструменту повинні виконуватися відповідно до форми та розміру леза. Канавки хвостовика інструменту включають наскрізні канавки, напівпрохідні канавки, закриті канавки та посилені напівпрохідні канавки. Як показано на малюнку 3-19.
Рисунок 3-19 Геометрія тримача інструменту
Для забезпечення якісного зварювання паз резцедержателя повинен відповідати таким вимогам:
(1) Контролюйте товщину. (1) Контролюйте товщину корпусу фрези.
(2) Контролюйте зазор між лезом і пазом тримача інструменту. Зазор між лезом і канавкою тримача інструменту не повинен бути занадто великим або малим, зазвичай 0,050,15 мм. Дугове з’єднання має бути максимально рівномірним, а максимальний локальний зазор не повинен перевищувати 0,3 мм. Інакше це вплине на міцність зварного шва.
(3) Контролюйте значення шорсткості поверхні канавки тримача інструменту. Канавка тримача інструменту має шорсткість поверхні Ra=6,3 мм. Поверхня леза повинна бути рівною і гладкою. Перед зварюванням необхідно очистити канавку різцетримача, якщо є масло. Щоб поверхня місця зварювання була чистою, можна почистити її піскоструминною обробкою або спиртом чи бензином.
Контролюйте довжину леза. За звичайних обставин лезо, розміщене в канавці державки, має виступати на 0,20,3 мм, щоб забезпечити можливість заточування. Канавка тримача інструменту може бути на 0,20,3 мм довша ніж лезо. Після зварювання корпус інструменту зварюється. Для більш акуратного вигляду видаліть зайве.
(3) Процес пайки леза
Твердий припій використовується для зварювання лез із твердого сплаву (твердий припій — це вогнетривкий або паяльний матеріал, температура плавлення якого перевищує 450°C). Припій нагрівають до розплавленого стану, який зазвичай на 3050 градусів вище температури плавлення. Флюс захищає припій від проникнення і дифузії на поверхніоброблені компоненти. Це також забезпечує взаємодію припою зі зварюваним компонентом. Розплавлення робить твердосплавне лезо міцно привареним до щілини.
Існує багато методів паяння нагріванням, таких як зварювання газополум'ям і високочастотне зварювання. Електроконтактне зварювання є найкращим способом нагріву. Опір у точці контакту між мідним блоком і ріжучою головкою є найвищим, і саме тут утворюється висока температура. Корпус різця спочатку стає червоним, а потім тепло передається лезу. Це призводить до того, що лезо повільно нагрівається та поступово підвищується температура. Важливо запобігти появі тріщин.
Лезо не «перепалюється», оскільки живлення вимикається, як тільки матеріал розплавиться. Доведено, що електричне контактне зварювання зменшує тріщини на лезі та зменшує розпаювання. Пайка легка і стабільна, якісна. Процес пайки менш ефективний, ніж високочастотне зварювання, і важко паяти інструменти з кількома кромками.
На якість пайки впливає багато факторів. Необхідно правильно вибрати припой, флюс і спосіб нагріву. Для твердосплавного паяльного інструменту температура плавлення матеріалу повинна бути вищою за температуру різання. Це хороший матеріал для різання, оскільки він може зберегти міцність зв’язку леза, зберігаючи його плинність, змочуваність і теплопровідність. Для пайки твердосплавних лез зазвичай використовуються наступні твердосплавні матеріали:
(1) Температура плавлення чистої міді або мідно-нікелевого сплаву (електролітичний) становить приблизно 10001200°C. Допустимі робочі температури 700900°C. Це можна використовувати з інструментами, які мають велике навантаження.
(2) Мідно-цинковий або присадний метал 105# з температурою плавлення від 900920°C до 500600°C. Підходить для інструментів середнього навантаження.
Температура плавлення сплаву срібло-мідь становить 670820. Його максимальна робоча температура становить 400 градусів. Однак він підходить для зварювання точних токарних інструментів з низьким вмістом кобальту або високим вмістом карбіду титану.
На якість пайки дуже впливає вибір і застосування флюсу. Флюс використовується для видалення оксидів з поверхні заготовки, яка буде паятися, підвищення змочуваності та захисту зварного шва від окислення. Для пайки твердосплавних інструментів використовуються два флюси: зневоднена бура Na2B4O2 або зневоднена бура 25% (масова частка) + борна кислота 75% (масова частка). Температура пайки становить від 800 до 1000 градусів. Буру можна зневоднити, розплавивши буру, а потім подрібнивши її після охолодження. Просіяти. Для пайки інструментів YG зазвичай краще використовувати зневоднену буру. Ви можете досягти задовільних результатів при паянні інструментів YT за формулою зневоднена бура (масова частка) 50% + борна (масова частка) 35% + зневоднений калій (масова частка) фторид (15%).
Додавання фториду калію покращить змочуваність і здатність до плавлення карбіду титану. Щоб зменшити напругу під час зварювання під час пайки сплавів з високим вмістом титану (YT30 і YN05), зазвичай використовується низька температура від 0,1 до 0,5 мм. В якості компенсаційної прокладки між лезами і державками часто використовують вуглецеву або залізонікелеву сталь. Для зменшення теплового навантаження лезо слід ізолювати. Зазвичай токарний інструмент поміщають у піч з температурою 280°C. Ізолюйте протягом трьох годин при 320°C, а потім повільно охолодіть або в печі, або в азбестові або солом'яному попеле.
(4) Неорганічний зв'язок
Неорганічне склеювання використовує фосфорний розчин і неорганічний мідний порошок, які поєднують хімію, механіку та фізику для склеювання лез. Неорганічне з’єднання легше використовувати, ніж пайка, і воно не викликає внутрішньої напруги чи тріщин у лезі. Цей метод особливо корисний для матеріалів леза, які важко зварювати, наприклад, кераміки.
Характерні операції та практичні випадки механічної обробки
4. Вибір кута нахилу кромки та різання скосу
（1）Різання фаски — це концепція, яка існує протягом тривалого часу.
Різання під прямим кутом — це різання, при якому ріжуче лезо інструмента паралельне напрямку руху різання. Різання з укосом — це коли ріжуча кромка інструмента не перпендикулярна напрямку руху різання. Для зручності вплив корму можна не враховувати. Різання, перпендикулярне головній швидкості руху або кутам нахилу кромки lss=0, вважається різанням під прямим кутом. Це показано на малюнку 3-9. Різання, не перпендикулярне головній швидкості руху або кутам нахилу кромки lss0, називається різанням під кутом. Наприклад, як показано на малюнку 3-9.b, коли ріже лише одна ріжуча кромка, це називається вільним різанням. Під час різання металу найчастіше зустрічається косе різання.
Рисунок 3-9 Різання під прямим кутом і скошене різання
(2) Вплив косого різання на процес різання
1. Впливати на напрямок відтоку стружки
На малюнку 3-10 показано, що для повороту фітинга труби використовується зовнішній токарний інструмент. Коли в різанні бере участь лише головна ріжуча кромка, частинка М у ріжучому шарі (за умови, що вона має таку ж висоту, що й центр деталі) стає стружкою під екструзією перед інструментом і витікає вздовж передньої частини. Співвідношення між напрямком потоку стружки та кутом нахилу кромки полягає в тому, щоб перетинати одиничне тіло MBCDFHGM з ортогональною площиною та площиною різання та двома площинами, паралельними їм через точку M.
Рисунок 3-10 Вплив λs на напрямок потоку стружки
MBCD — площина основи на малюнку 3-11. Коли ls=0, MBEF є фронтом на малюнку 3-11, а площина MDF є ортогональною та нормальною площиною. Точка M тепер перпендикулярна ріжучому краю. Коли стружка викидається, М є компонентом швидкості вздовж напрямку ріжучої кромки. МП перпендикулярно паралельно різальній кромці. Як показано на малюнку 3-10а, у цій точці стружки вигнуті у формі пружини або течуть по прямій лінії. Якщо ls має додатне значення, тоді площина MGEF знаходиться попереду, а швидкість різання vcM головного руху не паралельна різальній кромці MG. Швидкість частинки Mтокарні компоненти з ЧПУvT відносно інструменту в напрямку різальної кромки вказує на MG. Коли точка М перетворюється на стружку, яка витікає попереду і на яку впливає vT, швидкість стружки vl відхилятиметься від нормальної площини MDK на кут стружки psl. Коли ls має велике значення, стружка буде текти в напрямку обробки поверхні.
Площина MIN, як показано на малюнках 3-10b і 3-11, відома як потік стружки. Коли ls має від’ємне значення, компонент швидкості vT у напрямку ріжучої кромки змінюється на зворотний, вказуючи на GM. Це призводить до того, що стружка відхиляється від нормальної площини. Потік йде в протилежному напрямку до поверхні машини. Як показано на малюнку 3-10.c. Ця дискусія лише про ефект ls під час вільного різання. Пластичний потік металу на кінчику інструмента, незначній ріжучій кромці та борозенці для стружки – усе це матиме вплив на напрямок витікання стружки під час фактичного процесу обробки зовнішніх кіл. На малюнку 3-12 показано нарізування наскрізних і закритих отворів. Вплив нахилу різальної кромки на потік стружки. При нарізанні різьби без отворів значення ls додатне, а при нарізанні різьби з отвором — від’ємне значення.
Рисунок 3-11 Напрямок потоку стружки при косому різанні
2. Впливає на фактичний кут нахилу та тупий радіус
Коли ls = 0, при вільному різанні передні кути в ортогональній площині та площині потоку стружки приблизно рівні. Якщо ls не дорівнює нулю, це дійсно може вплинути на гостроту ріжучої кромки та опір тертю, коли стружка виштовхується. У площині потоку стружки необхідно виміряти ефективні передні кути ge та радіуси тупої кромки re. На малюнку 3-13 порівнюється геометрія нормальної площини, яка проходить через точку М головного краю з тупими радіусами re площини потоку стружки. У разі гострого краю нормальна площина показує дугу, утворену тупим радіусом rn. Однак у профілі потоку стружки різання є частиною еліпса. Радіус кривизни вздовж довгої осі є фактичним радіусом тупої ріжучої кромки re. Наведену нижче приблизну формулу можна обчислити за фігурами геометричного співвідношення на малюнках 3-11 і 3-13.
Наведена вище формула показує, що re зростає зі збільшенням абсолютного значення ls, тоді як ge зменшується. Якщо ls=75deg і gn=10deg з rn=0,020.15mm тоді ge може досягати 70deg. re також може бути 0,0039 мм. Це робить ріжучу кромку дуже гострою, і можна досягти мікрорізу (ap0,01 мм), використовуючи невелику кількість зворотного різання. На малюнку 3-14 показано положення різання зовнішнього інструменту, коли ls встановлено на 75 градусів. Головний і другорядний краї інструмента вирівняні по прямій лінії. Ріжуча кромка інструменту надзвичайно гостра. Ріжуча кромка не фіксується в процесі різання. Вона також дотична до зовнішньої циліндричної поверхні. Монтаж і налаштування прості. Інструмент успішно використовується для високошвидкісної токарної обробки вуглецевої сталі. Його також можна використовувати для остаточної обробки матеріалів, які важко обробляти, наприклад високоміцної сталі.
Рисунок 3-12 Вплив кута нахилу кромки на напрямок потоку стружки під час нарізання різьби
Рисунок 3-13 Порівняння геометрій rn і re
3. Порушується ударостійкість і міцність наконечника інструменту
Коли ls від'ємне, як показано на малюнку 3-15b, вістря інструмента буде найнижчою точкою вздовж ріжучої кромки. Коли ріжучі кромки врізаються вчастини прототипупершою точкою зіткнення з заготовкою є кінчик інструмента (коли значення go має позитивне значення) або передня частина (коли воно негативне). Це не тільки захищає та зміцнює кінчик, але й допомагає зменшити ризик пошкодження. Багато інструментів із великим переднім кутом використовують негативний нахил краю. Вони можуть як збільшити міцність, так і зменшити вплив на вістря інструменту. Зворотна сила Fp у цей момент зростає.
Малюнок 3-14 Інструмент для повороту великого леза без фіксованого наконечника
4. Впливає на стабільність врізання та вирізання.
Коли ls = 0, ріжуча кромка врізається в заготовку та виходить із неї майже одночасно, сила різання раптово змінюється, і удар є великим; коли ls не дорівнює нулю, ріжуча кромка поступово врізається в заготовку та виходить із неї, удар невеликий, а різання більш гладке. Наприклад, циліндричні фрези та торцеві фрези з великим кутом спіралі мають гостріші ріжучі кромки та більш гладке різання, ніж старі стандартні фрези. Ефективність виробництва збільшується в 2-4 рази, а значення шорсткості поверхні Ra може досягати менше 3,2 мм.
5. Форма ріжучої кромки
Форма ріжучої кромки інструменту є одним із основних змістів прийнятних геометричних параметрів інструменту. Зміна форми леза інструменту змінює схему різання. Так звана схема різання стосується порядку та форми, у якій металевий шар, що підлягає обробці, видаляється ріжучою кромкою. Це впливає на величину навантаження на ріжучу кромку, умови напруги, довговічність інструменту та якість обробленої поверхні. чекати. Багато передових інструментів тісно пов’язані з розумним вибором форм леза. Серед передових практичних інструментів форми лез можна підсумувати за такими типами:
(1) Поліпшення форми леза ріжучої кромки. Ця форма леза головним чином призначена для посилення міцності ріжучої кромки, збільшення кута ріжучої кромки, зменшення навантаження на одиницю довжини ріжучої кромки та покращення умов розсіювання тепла. На додаток до кількох форм наконечників інструменту, показаних на малюнку 3-8, існують також дугоподібні форми кромок (інструменти для токарної обробки дугових кромок, торцеві фрези для фрезерування дугових країв, свердла з дугоподібними краями тощо), численні форми кромок з гострим кутом (свердла ) )чекати;
(2) Форма краю, яка зменшує залишкову площу. Ця форма кромки в основному використовується для чистових інструментів, таких як токарні інструменти з великою подачею та торцеві фрези з очисниками, плаваючі розточувальні інструменти та звичайні розточувальні інструменти з циліндричними очисниками. Розгортки та ін.;
Рисунок 3-15 Вплив кута нахилу кромки на точку удару під час ріжучого інструменту
(3) Форма леза, яка розумно розподіляє запас ріжучого шару та плавно виводить стружку. Особливістю цього типу леза є те, що він розділяє широкий і тонкий ріжучий шар на кілька вузьких стружок, що дозволяє не тільки плавно виводити стружку, але й збільшує швидкість просування. Укажіть кількість і зменшіть потужність різання агрегату. Наприклад, у порівнянні зі звичайними ріжучими ножами з прямою кромкою, двоступінчасті ріжучі ножі поділяють основну ріжучу кромку на три секції, як показано на малюнку 3-16. Фішки також розділені на три смужки відповідно. Тертя між стружкою та двома стінками зменшується, що запобігає блокуванню стружки та значно зменшує силу різання. Зі збільшенням глибини різання швидкість зменшення збільшується, і ефект кращий. У той же час температура різання знижується, а термін служби інструменту збільшується. Існує багато інструментів, що належать до цього типу леза, наприклад ступінчасті фрези, фрези з ступінчатими краями, пилкові полотна з ступінчатими краями, свердла для стружки, кукурудзяні фрези з ступінчастими зубами та хвилеподібні кінцеві фрези. І колесорізні протяжки тощо;
Малюнок 3-16 Подвійний ступінчастий ріжучий ніж
(4) Інші спеціальні форми. Спеціальні форми лез – це форми лез, які розроблені відповідно до умов обробки деталі та її характеристик різання. Малюнок 3-17 ілюструє форму передньої пральної дошки, яка використовується для обробки свинцевої латуні. Основна ріжуча кромка цього леза має форму кількох тривимірних арок. Кожна точка на різальній кромці має кут нахилу, який збільшується від негативного до нуля, а потім до позитивного. Це призводить до того, що сміття видавлюється на тріски у формі стрічки.
Anebon завжди дотримується філософії «Будь № 1 у високій якості, базуйся на кредиті та надійності для зростання». Anebon продовжуватиме обслуговувати попередніх і нових потенційних клієнтів з дому та за кордоном із звичайним знижкою 5 Axis Precision Custom Rapid Prototype5-осьове фрезерування з ЧПУТокарна обробка, у Anebon, девізом якої є найвища якість, ми виробляємо продукцію, яка повністю виготовляється в Японії, від закупівлі матеріалів до обробки. Це дозволяє клієнтам з усієї країни звикнути з упевненим спокоєм.
Процеси виробництва в Китаї, послуги фрезерування металу та послуги швидкого створення прототипів. Anebon вважає своїм принципом «розумні ціни, ефективний час виробництва та хороше післяпродажне обслуговування». Anebon сподівається співпрацювати з більшою кількістю клієнтів для спільного розвитку та отримання переваг. Ми запрошуємо потенційних покупців зв'язатися з нами.
Час публікації: 14 грудня 2023 р