Skuteczna kontrola wiórów
zdjęcie
Kontrola wiórów jest jednym z kluczowych czynników w obróbce tokarskiej, a w procesie łamania wiórów zachodzą trzy podstawowe zmiany:
Wióry samołamujące się (np. żeliwo szare)
Łamanie wiórów narzędzia udarowego
Udarowe łamanie wiórów przedmiotu obrabianego
zdjęcie
samozniszczenie
zdjęcie
Łamanie wiórów narzędzia udarowego
zdjęcie
Udarowe łamanie wiórów przedmiotu obrabianego
Czynniki wpływające na łamanie wiórów
Geometria płytki: bardziej otwarte lub węższe wióry, w zależności od szerokości rowka oraz konstrukcji mikro i makrostrukturalnej
Promień ostrza narzędzia: Mały promień ostrza narzędzia lepiej kontroluje wióry niż duży promień ostrza narzędzia
Kąt natarcia (wgłębienia): W zależności od kąta natarcia wióry są kierowane w różnych kierunkach: w stronę pobocza lub od pobocza
Głębokość skrawania: W zależności od materiału przedmiotu obrabianego większa głębokość skrawania będzie miała wpływ na łamanie wiórów, co skutkuje większymi siłami skrawania potrzebnymi do łamania i usuwania wiórów.
Posuw: Wyższe posuwy generalnie dają mocniejsze wióry. W niektórych sytuacjach może pomóc w łamaniu i kontroli wiórów
Prędkość skrawania: Zmiany prędkości skrawania mogą mieć wpływ na skuteczność łamania wiórów
Materiały: Materiały dające krótki wiór (takie jak żeliwo) są z reguły łatwiejsze w obróbce. Łamanie wiórów ma większe znaczenie w przypadku materiałów o doskonałej wytrzymałości mechanicznej i odporności na pełzanie (tendencja materiału do powolnego przemieszczania się lub odkształcania pod ciśnieniem), takich jak Inconel
Parametry skrawania dla toczenia
zdjęcie
Wybierając właściwą prędkość i posuw do toczenia, należy zawsze wziąć pod uwagę obrabiarkę, narzędzie, płytkę i materiał.
Zacznij od niskich posuwów, aby zapewnić bezpieczeństwo płytki i jakość powierzchni; następnie zwiększ posuw, aby poprawić łamanie wiórów
Użyj głębokości skrawania większej niż promień ostrza narzędzia. Minimalizuje to promieniowe ugięcie płytki, co jest istotne przy obróbce wewnętrznej
Ustawienie zbyt niskiej prędkości skrawania skraca żywotność narzędzia. Pamiętaj, aby zastosować zalecaną prędkość skrawania vc m/min (stopy na minutę)
Stosowanie chłodziwa w celu poprawy jakości części toczonych
zdjęcie
Prawidłowo zastosowane chłodziwo poprawi bezpieczeństwo obróbki, wydajność narzędzia i jakość części. Podczas stosowania chłodziwa należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
Do zastosowań wykańczających zdecydowanie zaleca się narzędzia z chłodziwem o wysokiej precyzji
Ciśnienie chłodziwa wymagane do łamania wiórów zależy od średnicy dyszy (wylotu), obrabianego materiału, głębokości skrawania i posuwu
Wymagane natężenie przepływu chłodziwa zależy od ciśnienia i całkowitej powierzchni doprowadzania chłodziwa przez otwory chłodziwa
Do zastosowań półwykańczających i zgrubnych zaleca się stosowanie następującego chłodziwa
Do operacji wykańczających zaleca się stosowanie zarówno wysoce precyzyjnego chłodziwa górnego, jak i dolnego
Sprostaj różnym wyzwaniom dzięki prawidłowemu stosowaniu chłodziwa
zdjęcie
Problemy z kontrolą wiórów: używanie chłodziwa znajdującego się pod sufitem
Problemy z wymiarami: Przyczyną jest zwykle zbyt wysoka temperatura - należy stosować zarówno górny, jak i dolny płyn chłodzący oraz najwyższe możliwe ciśnienie chłodziwa
Zła jakość powierzchni: Jeśli defekty są spowodowane przez wióry, należy zastosować chłodziwo umieszczone od góry
Nieprzewidywalna trwałość narzędzia w operacjach obróbki zgrubnej: stosować wyłącznie niższe chłodziwo
Nieprzewidywalna trwałość narzędzia w operacjach wykańczających: przy użyciu zarówno górnego, jak i dolnego chłodziwa
Słabe odprowadzanie wiórów w operacjach toczenia wewnętrznego: Stosować zarówno górne, jak i dolne chłodziwo oraz najwyższe możliwe ciśnienie chłodziwa
Jak uzyskać dobrą jakość powierzchni podczas toczenia części
zdjęcie
Ogólne zasady dotyczące jakości powierzchni:
Jakość powierzchni można często poprawić, stosując wyższe prędkości skrawania
Geometria płytki (mocowanie centralne, dodatni i ujemny kąt natarcia oraz dodatni kąt przyłożenia) wpływa na jakość powierzchni
Wybór materiału ostrza ma pewien wpływ na jakość powierzchni
Jeśli wystąpią tendencje wibracyjne, wybierz mniejszy promień ostrza narzędzia
Wkładki wycieraczek
Płytki Wiper umożliwiają toczenie części z dużymi posuwami – bez utraty zdolności do uzyskiwania dobrego wykończenia powierzchni lub łamania wiórów.
Ogólna wskazówka: podwójny posuw, ta sama jakość powierzchni. Przy tej samej prędkości posuwu jakość powierzchni jest podwojona.
Konstrukcja płytki wygładzającej może sprawić, że powierzchnia obrabiana przez płytkę będzie gładsza podczas jej przesuwania się wzdłuż przedmiotu obrabianego. Efekt wycierania przeznaczony jest głównie do toczenia po linii prostej i toczenia czołowego.
zdjęcie
Standardowy promień
zdjęcie
Promień wycieraczki
Porównanie płytek standardowych i płytek Wiper na podstawie posuwu
Ogłoszenie! Wszystkie wartości odpowiadające kątowi R ostrza narzędzia standardowego są wartościami teoretycznymi. Wartość odpowiadająca kątowi R końcówki wycieraczki opiera się na wartości testowej stali niskostopowej.
zdjęcie
zdjęcie
Wartości promienia 1,16 mm (0,06 cala) w oparciu o płytki DNMX
zdjęcie
Wskazówki dotyczące stosowania toczenia zewnętrznego
zdjęcie
Części podatne na wibracje
Kompletne cięcie w jednym przejściu (np. łączniki rurowe)
Zaleca się wykonanie całego cięcia w jednym przejściu, aby skierować siły skrawania osiowo w kierunku tulei zaciskowej/wrzeciona.
Przykład:
Średnica zewnętrzna (OD) {{0}} mm (0,984 cala)
Średnica wewnętrzna (ID) {{0}} mm (0,590 cala)
Głębokość skrawania ap {{0}},3 mm (0,169 cala)
Wynikowa grubość ścianki {{0}},7 mm (0,028 cala)
zdjęcie
Siły skrawania można kierować osiowo za pomocą kątów przystawienia bliskich 90 stopni (kąt wcięcia bliski 0 stopni). Zminimalizuje to siły zginające działające na część.
Cięcie zakończone w dwóch przejściach
zdjęcie
Jednoczesna obróbka górnego i dolnego uchwytu narzędzia zrównoważy promieniowe siły skrawania i pozwoli uniknąć wibracji i zginania części.
Smukłe/cienkie części ścian
Podczas toczenia smukłych/cienkościennych części należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
Użyj kąta przystawienia bliskiego 90 stopni (kąt przystawienia bliski 0 stopni). Podczas procesu obróbki nawet niewielka zmiana (kąt wejścia/kąt wcięcia z 91 stopni /-1 stopni do 95 stopni /-5 stopni) będzie miała wpływ na kierunek siły skrawania
Głębokość skrawania ap powinna być większa niż promień ostrza narzędzia RE. Duża głębokość skrawania ap zwiększa siłę osiową Fz i zmniejsza promieniową siłę skrawania Fx, redukując w ten sposób wibracje
Aby zmniejszyć siły skrawania, należy stosować płytki o ostrych krawędziach skrawających i małym promieniu naroża RE
Rozważ użycie gatunków cermetalu lub PVD, aby zapewnić odporność na zużycie i ostrą krawędź tnącą ostrza, co jest pierwszym wyborem w tego typu procesach
zdjęcie
Obróbka występów/toczenie występów
Wykonaj kroki 1-5, aby uniknąć uszkodzenia krawędzi tnącej płytki. Ta metoda jest idealna w przypadku ostrzy pokrytych metodą CVD i znacznie zmniejsza pękanie ostrzy.
Kroki 1-4:
Aby uniknąć zakleszczania się wiórów, odległość każdego kroku (1-4) powinna być taka sama jak prędkość posuwu.
zdjęcie
Krok 5:
Ostateczne cięcie wykonuje się poprzez wykonanie pionowego cięcia, zaczynając od średnicy zewnętrznej i kierując się w stronę średnicy wewnętrznej.
zdjęcie
Jeśli występ jest obrócony czołowo od średnicy wewnętrznej do średnicy zewnętrznej, może również wystąpić problem z owijaniem się wiórów wokół promienia narzędzia. Zmiana ścieżki narzędzia może zmienić kierunek wióra i rozwiązać problem.
zdjęcie
Powierzchnia końcowa samochodu
zdjęcie
Zacznij od powierzchni (1) i fazy (2). Jeśli to możliwe i pozwala na to geometria przedmiotu obrabianego, priorytetem jest obróbka faz (3). Cięcie wzdłużne (4) jest ostatnim krokiem, po którym płytka będzie płynnie przesuwać się i wycofywać podczas procesu obróbki.
Oblicowanie powinno być pierwszą operacją wyznaczającą punkt odniesienia na części dla następnego przejścia.
Kiedy krawędź skrawająca odchodzi od przedmiotu obrabianego, na końcu cięcia tworzy się zadzior, co często jest kłopotliwe. Pozostawienie fazy lub zaokrąglenia (odwrócenie zaokrąglenia) może zminimalizować lub nawet uniknąć powstawania zadziorów.
Fazowanie na części umożliwi płynniejsze wejście krawędzi skrawającej (zarówno toczenie czołowe, jak i wzdłużne).
Cięcie przerywane
zdjęcie
Podczas obróbki przerywanej:
Aby zapewnić ciągliwość krawędzi w zastosowaniach wymagających szybkiej obróbki przerywanej (np. pręty sześciokątne), należy stosować gatunki PVD
Aby zapewnić ogólną ciągliwość w przypadku dużych części i ciężkiej obróbki przerywanej, należy stosować ciągliwe gatunki CVD
Aby w pełni poprawić odporność na wykruszanie, należy rozważyć zastosowanie łamaczy wiórów o wysokiej wytrzymałości
Wyłączenie chłodziwa może pomóc uniknąć pęknięć termicznych
Obróbka podcięć na gotowych częściach
Zastosowanie największego możliwego promienia naroża RE przy toczeniu wzdłużnym i czołowym zapewnia:
zdjęcie
Krawędź skrawająca o wysokiej wytrzymałości, większa niezawodność
dobra jakość powierzchni
Możliwość stosowania wysokich posuwów
Nie przekraczać szerokości podcięcia i wykonać je jako ostatni etap gratowania.
zdjęcie
Wskazówki dotyczące toczenia wewnętrznego
zdjęcie
Wybierz największą możliwą średnicę wytaczaka, ale jednocześnie upewnij się, że między wytaczakiem a otworem jest wystarczająca przestrzeń do usuwania wiórów
Należy upewnić się, że zastosowane parametry skrawania ułatwiają odpowiednie odprowadzanie wiórów i wytwarzają wióry prawidłowego typu
Wybierz najmniejszy możliwy wysięg, ale jednocześnie upewnij się, że długość wytaczaka pozwala na zalecaną długość mocowania. Długość mocowania nie może być mniejsza niż 3-krotność średnicy wytaczaka
zdjęcie
Do obróbki części wrażliwych na drgania należy stosować wytaczaki z tłumieniem drgań
Wybierz kąt przystawienia możliwie najbliższy 90 stopni (kąt wcięcia bliski 0 stopni), aby skierować siły skrawania wzdłuż wytaczaka. Główny kąt odchylenia nie powinien być mniejszy niż 75 stopni (kąt wejścia nie powinien być większy niż 15 stopni)
zdjęcie
zdjęcie
Jako pierwszy wybór płytki wymienne powinny mieć dodatni kształt podstawy natarcia i dodatnią geometrię płytki, aby zminimalizować ugięcie narzędzia
Wybierz promień naroża płytki mniejszy niż głębokość skrawania
Niewystarczające zazębienie krawędzi skrawającej może zwiększyć wibracje spowodowane tarciem podczas cięcia. Wybierz zagłębienie krawędzi skrawającej większe niż promień ostrza narzędzia, aby zapewnić dobre działanie skrawania
Nadmierne zaangażowanie krawędzi skrawającej (duża głębokość skrawania i/lub posuw) może zwiększyć wibracje spowodowane ugięciem narzędzia
Płytki niepowlekane lub cienko powlekane zazwyczaj wytwarzają mniejszą siłę skrawania niż płytki grubo powlekane. Staje się to szczególnie ważne, gdy współczynnik proporcji jest duży. Ostre krawędzie skrawające często minimalizują tendencję do wibracji, poprawiając w ten sposób jakość otworu
W przypadku toczenia wewnętrznego geometrie z otwartymi łamaczami wiórów są często bardziej korzystne
W niektórych operacjach można rozważyć gatunki płytek o wyższym poziomie udarności, ponieważ są one w stanie poradzić sobie z ryzykiem zatykania wiórów lub tendencją do wibracji
Jeśli chcesz poprawić formowanie wiórów, rozważ modyfikację ścieżki narzędzia
zdjęcie
Wskazówki dotyczące zastosowań toczenia twardych części
zdjęcie
Oprócz ogólnych porad dotyczących toczenia, istnieją pewne kluczowe kwestie dotyczące toczenia twardych części (takie jak proces produkcyjny obejmujący przygotowanie części na etapie toczenia miękkiego przed hartowaniem):
unikać zadziorów
Zachowaj wąskie tolerancje wymiarowe,
Fazowanie i promienie maszynowe przed obróbką cieplną
Nie należy gwałtownie wysuwać ani cofać noża
Zbliżanie się lub wycofywanie poprzez wycinanie lub wycinanie łuku
zdjęcie
zdjęcie
Pomiar powierzchni
Oś X: długość charakterystyczna
Oś Y: odchylenie średnicy
Zaciskanie
Kluczowa jest dobra stabilność maszyny, prawidłowe mocowanie i pozycjonowanie przedmiotu obrabianego
Ogólna wytyczna jest taka, że w przypadku przedmiotów obrabianych podpartych tylko na jednym końcu ogólnie zaleca się, aby stosunek długości do średnicy przedmiotu obrabianego nie przekraczał 2:1. Wydłużenie można zwiększyć, jeśli występuje dodatkowe wsparcie konika
Należy pamiętać, że termicznie symetryczna konstrukcja kasety i konika dodatkowo zwiększy stabilność wymiarową
Korzystanie z systemu Coromant Capto®
Zminimalizuj wszystkie zwisy, aby zmaksymalizować sztywność systemu
Do toczenia wewnętrznego należy rozważyć wytaczaki z chwytem węglikowym i narzędzia Silent Tools™
zdjęcie
Mikrogeometria ostrza
Dwie typowe płytki CBN z stępionymi krawędziami to typu S i typu T.
Typ S: ma najlepszą wytrzymałość krawędzi. Odporność na mikroodpryski, zapewniająca stałą jakość powierzchni.
Typ T: Możliwość osiągnięcia najlepszej jakości powierzchni przy skrawaniu ciągłym i minimalizacji powstawania zadziorów przy skrawaniu przerywanym. Siły skrawania są mniejsze.
zdjęcie
Geometria końcówki narzędzia
Jeśli warunki są stabilne, należy zastosować geometrię Wiper, aby zapewnić optymalną jakość powierzchni.
Gdy wymagane są wyższe wymagania dotyczące produktywności, stosuje się płytki o małym kącie przystawienia.
W przypadku słabej stabilności (smukłe przedmioty obrabiane itp.) należy zastosować płytki o regularnym promieniu.
Obróbka na mokro lub na sucho
zdjęcie
Toczenie twardych części bez chłodziwa jest idealne i całkowicie wykonalne. Zarówno płytki CBN, jak i płytki ceramiczne wytrzymują wyższe temperatury skrawania, eliminując w ten sposób problemy finansowe i problemy związane z chłodziwem.
Niektóre zastosowania mogą wymagać chłodziwa, na przykład w celu kontroli stabilności termicznej przedmiotu obrabianego. W takich przypadkach należy zapewnić ciągły przepływ chłodziwa przez cały proces toczenia.
Zazwyczaj ciepło powstające podczas obróbki jest rozprowadzane pomiędzy wiórem (80%), przedmiotem obrabianym (10%) i płytką (10%). To pokazuje, jak ważne jest usuwanie wiórów z obszaru krawędzi skrawającej.
Parametry skrawania i zużycie
Wysoka temperatura w obszarze krawędzi skrawającej zmniejsza siły skrawania. Dlatego też skrawanie ze zbyt małą prędkością spowoduje wygenerowanie mniejszej ilości ciepła i może spowodować pęknięcie płytki.
Zużycie kraterowe stopniowo wpływa na wytrzymałość ostrza, ale nie wpływa w takim samym stopniu na jakość powierzchni. I odwrotnie, zużycie powierzchni przyłożenia stopniowo wpływa na tolerancje wymiarowe.
zdjęcie
Współczynnik zużycia, który określa trwałość narzędzia
*) Zużycie powierzchni bocznej **) Zużycie kraterowe
Wytyczne dotyczące zmiany narzędzi
Ustalona jakość powierzchni (B) jest powszechnie stosowanym i praktycznym kryterium zmiany narzędzia. Jakość powierzchni jest mierzona automatycznie na osobnej stacji i podawana jest określona wartość jakości powierzchni.
Aby uzyskać zoptymalizowany i bardziej stabilny proces obróbki, jako kryterium zmiany narzędzia ustalana jest z góry określona liczba części (A). Ta wartość powinna być o 10-20% mniejsza niż średnia liczba części. Dokładna wartość będzie zależeć od konkretnej sytuacji.
zdjęcie
Odp.: Liczba zaplanowanych części
B: Ustalona jakość powierzchni
Oś X: liczba części
Oś Y: jakość powierzchni
Niebieska linia: zużycie ostrza
Czerwona linia: maksymalna wartość Ra/Rz
Jednorazowa strategia cięcia
Strategie „usuwania metalu” jednym cięciem są możliwe zarówno w przypadku operacji OD, jak i ID. W toczeniu wewnętrznym ważne jest stabilne ustawienie, a wysięg narzędzia nie powinien przekraczać średnicy wytaczaka (1×D). Aby uzyskać dobre wyniki obróbki, zaleca się stosowanie płytek lekko szlifowanych o fazowanych krawędziach i umiarkowanych prędkościach skrawania i posuwach.
zdjęcie
korzyść
Najszybsze możliwe czasy przetwarzania
położenie narzędzia
niedociągnięcie
Trudność w spełnieniu małych tolerancji wymiarowych
Krótsza trwałość narzędzia (w porównaniu do cięć wtórnych)
Odchylenia wymiarowe spowodowane stosunkowo szybkim zużyciem
Dwie strategie cięcia
Strategię dwóch cięć można zastosować w produkcji bezobsługowej, aby uzyskać wysoką jakość powierzchni. Zaleca się stosowanie płytek do obróbki zgrubnej o promieniu 1,2 mm (0,047 cala) i płytek wykańczających w kształcie litery T z tylko jedną fazką. Obie płytki powinny mieć geometrię Wiper.
zdjęcie
korzyść
Narzędzia zoptymalizowane do obróbki zgrubnej i wykańczającej
Większe bezpieczeństwo, węższe tolerancje i potencjalnie dłuższe okresy między wymianami narzędzi
niedociągnięcie
Wymaga dwóch ostrzy
Dwie pozycje narzędzi
Jedna zmiana narzędzia
