Skuteczna kontrola wiórów
Kontrola wiórów jest jednym z kluczowych czynników w toczeniu i istnieją 3 podstawowe formy łamania wiórów:
Wióry samołamliwe (np. żeliwo szare)
łamanie wiórów narzędzia udarowego
Łamanie wiórów poprzez uderzenie w przedmiot obrabiany
zdjęcie
Łamanie wiórów
zdjęcie
łamanie wiórów narzędzia udarowego
zdjęcie
Łamanie wiórów poprzez uderzenie w przedmiot obrabiany
Kliknij mnie, aby nauczyć się programu makr, tylko 9,9 juanów za zajęcia
Czynniki wpływające na łamanie wióra
Geometria płytki: bardziej otwarty lub bardziej zwarty wiór zależy od szerokości rowka wiórowego oraz konstrukcji mikro- i makrostrukturalnej
Promień naroża: Mały promień naroża kontroluje wiór bardziej niż duży promień naroża
Kąt przystawienia (wprowadzenia): W zależności od kąta przystawienia wióry są kierowane w różnych kierunkach: do lub od kołnierza
Głębokość skrawania: W zależności od materiału obrabianego, większe głębokości skrawania będą miały wpływ na łamanie wiórów, co skutkuje większymi siłami skrawania potrzebnymi do łamania i odprowadzania wiórów
Posuw: Wyższe posuwy generalnie powodują mocniejsze wióry. W niektórych przypadkach może pomóc w łamaniu i kontroli wiórów
Prędkość skrawania: Zmiany prędkości skrawania mogą wpływać na wydajność łamania wiórów
Materiały: Materiały dające krótki wiór, takie jak żeliwo, są zwykle łatwe w obróbce. W przypadku materiałów o doskonałej wytrzymałości mechanicznej i odporności na pełzanie (tendencja materiału do powolnego poruszania się lub odkształcania pod wpływem nacisku), takich jak Inconel, łamanie wiórów ma większe znaczenie
Parametry skrawania do toczenia
zdjęcie
Wybierając odpowiednią prędkość i posuw do toczenia, należy wziąć pod uwagę obrabiarkę, narzędzie, płytkę i materiał.
Zacznij od niskich posuwów, aby zapewnić bezpieczeństwo płytki i jakość powierzchni; następnie zwiększ posuwy, aby poprawić łamanie wiórów
Użyj głębokości skrawania większej niż promień naroża. Minimalizuje to promieniowe ugięcie płytki, co jest ważne przy obróbce wewnętrznej
Ustawienie zbyt niskiej prędkości skrawania skraca żywotność narzędzia. Zawsze stosuj zalecaną prędkość skrawania vc m/min (stopy/min)
Wykorzystanie chłodziwa do poprawy jakości toczonych części
zdjęcie
Przy prawidłowym zastosowaniu chłodziwo poprawi bezpieczeństwo procesu, wydajność narzędzia i jakość części. Podczas stosowania chłodziwa należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
Narzędzia z chłodziwem o wysokiej precyzji są wysoce zalecane do prac wykańczających
Ciśnienie chłodziwa wymagane do łamania wiórów zależy od średnicy dyszy (wylotu), obrabianego materiału, głębokości skrawania i posuwu
Wymagany przepływ chłodziwa zależy od ciśnienia i całkowitego obszaru doprowadzania chłodziwa przez otwory chłodziwa
W przypadku obróbki półwykańczającej i zgrubnej zalecane jest stosowanie chłodziwa pod powierzchnię
W przypadku operacji wykańczających zaleca się stosowanie zarówno precyzyjnego chłodziwa, jak i chłodziwa dogłębnego
Sprostanie wyzwaniom przy prawidłowym stosowaniu chłodziwa
zdjęcie
Problemy z kontrolą wiórów: Użyj nadmiaru chłodziwa
Problemy z wymiarami: przyczyną jest zazwyczaj zbyt wysoka temperatura – stosuj chłodziwo zarówno od góry, jak i od dołu oraz najwyższe możliwe ciśnienie chłodziwa
Słaba jakość powierzchni: jeśli usterka jest spowodowana przez wióry, użyj nadmiaru chłodziwa
Nieprzewidywalna trwałość narzędzia w operacjach obróbki zgrubnej: Stosować chłodziwo tylko poniżej
Nieprzewidywalna żywotność narzędzi w operacjach wykańczających: Jednoczesne stosowanie chłodziwa górnego i dolnego
Słabe odprowadzanie wiórów w operacjach toczenia wewnętrznego: stosować chłodziwo zarówno od góry, jak i od dołu, przy możliwie najwyższym ciśnieniu chłodziwa
Jak osiągnąć dobrą jakość powierzchni podczas toczenia części
zdjęcie
Ogólne zasady dotyczące jakości powierzchni:
Jakość powierzchni często można poprawić, stosując wyższe prędkości skrawania
Geometria płytki (nachylenie centralne, dodatnie i ujemne oraz dodatnie wypukłość) wpływa na jakość powierzchni
Wybór materiału płytki ma pewien wpływ na jakość powierzchni
Jeśli występuje tendencja do wibrowania, wybierz mniejszy promień naroża
Pióra wycieraczek
Płytki Wiper umożliwiają toczenie części przy dużych posuwach – bez utraty zdolności do uzyskiwania dobrego wykończenia powierzchni lub łamania wiórów.
Ogólna zasada jest następująca: dwukrotnie większy posuw, taka sama jakość powierzchni. Ta sama prędkość posuwu, dwukrotnie wyższa jakość powierzchni.
Płytki Wiper są zaprojektowane tak, aby uzyskać gładszą powierzchnię, gdy płytka jest podawana wzdłuż przedmiotu obrabianego. Efekt wycieraczki jest przeznaczony przede wszystkim do toczenia i planowania w linii prostej.
zdjęcie
standardowy promień
zdjęcie
Promień wycieraczki
Porównanie płytek standardowych i płytek wiper w oparciu o szybkość posuwu
Ogłoszenie! Wszystkie wartości odpowiadające standardowym kątom R ostrza narzędzia są wartościami teoretycznymi. Wartość odpowiadająca kątowi R wycieraczki (krawędź wycieraczki) jest oparta na wartości testowej stali niskostopowej.
zdjęcie
zdjęcie
Wartości promienia 1,16 mm (0,06 cala) oparte są na wkładkach DNMX
zdjęcie
Umiejętności stosowania toczenia zewnętrznego
zdjęcie
Części podatne na wibracje
Cięcie w jednym przejściu (np. kształtki rurowe)
Zaleca się wykonanie całego skrawania w jednym przejściu, aby skierować siły skrawania osiowo w kierunku tuleja/wrzeciono.
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 mogą być kierowane osiowo przy kątach przystawienia bliskich 90 stopni (kąty natarcia zbliżają się do 0 stopni). Zminimalizuje to siły zginające oddziałujące na część.
Cięcie w dwóch przejściach
zdjęcie
Jednoczesna obróbka górnych i dolnych głowic rewolwerowych równoważy promieniowe siły skrawania i zapobiega wibracjom i zginaniu części.
Smukłe/cienkie części
Podczas toczenia smukłych/cienkościennych części należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
Użyj kąta przystawienia bliskiego 90 stopni (kąt natarcia bliski 0 stopni). Podczas obróbki nawet niewielkie zmiany (kąt przystawienia/kąt przystawienia od 91 stopni /-1 stopni do 95 stopni /-5 stopni) będą miały wpływ na kierunek siły skrawania
Głębokość skrawania ap powinna być większa niż promień ostrza narzędzia RE. Duża głębokość skrawania ap zwiększy siłę osiową Fz i zmniejszy promieniową siłę skrawania Fx, redukując w ten sposób drgania
Stosować płytki z ostrymi krawędziami skrawającymi i małym promieniem naroża RE, zmniejszając w ten sposób siły skrawania
Rozważ gatunki cermetalowe lub PVD, aby zapewnić odporność na zużycie i ostre krawędzie tnące, które są preferowane do tego typu operacji
zdjęcie
Obróbka występu/toczenie występu
Wykonaj czynności 1-5, aby uniknąć uszkodzenia krawędzi skrawającej płytki. Ta metoda jest idealna dla płytek powlekanych metodą CVD i może znacznie ograniczyć ich pękanie.
Kroki 1-4:
Zachowaj taką samą odległość i posuw dla każdego kroku (1-4), aby uniknąć zakleszczania się wiórów.
zdjęcie
Krok 5:
Ostateczne cięcie odbywa się poprzez wykonanie pionowego cięcia od średnicy zewnętrznej w kierunku średnicy wewnętrznej.
zdjęcie
Zawijanie wiórów na promieniu narzędzia może również stanowić problem, jeśli sekwencja obróbki to średnica wewnętrzna do średnicy zewnętrznej, gdy czoło narzędzia jest skierowane w stronę występu. Zmiana ścieżki narzędzia może zmienić kierunek wiórów i rozwiązać problem.
zdjęcie
koniec samochodu
zdjęcie
Zacznij od okładziny (1) i fazowania (2). Jeśli to możliwe i pozwala na to geometria przedmiotu obrabianego, pierwszeństwo ma faza (3). Cięcie wzdłużne (4) jest operacją końcową, podczas której płytka wchodzi i wychodzi płynnie.
Planowanie powinno być pierwszą operacją wyznaczającą punkt odniesienia na części dla następnego przejścia.
Na końcu cięcia, gdy krawędź tnąca opuszcza przedmiot obrabiany, tworzą się zadziory, co często jest kłopotliwe. Pozostawienie fazy lub zaokrąglenia (odwrócenie zaokrąglenia) może zminimalizować lub nawet uniknąć tworzenia się zadziorów.
Faza na części pozwoli na gładsze wejście krawędzi skrawającej (niezależnie od tego, czy toczenie czołowe, czy toczenie wzdłużne).
Przerwane cięcie
zdjęcie
Podczas wykonywania cięcia przerywanego:
Gatunki PVD zapewniają udarność krawędzi w zastosowaniach z szybko przerywaną obróbką (np. pręt sześciokątny)
Używaj ciągliwych gatunków CVD, aby zapewnić ogólną udarność w przypadku dużych części i ciężkiej obróbki przerywanej
Rozważ użycie łamacza wiórów o wysokiej wytrzymałości, aby zmaksymalizować odporność na odpryski
Wyłączenie chłodziwa może być korzystne, aby uniknąć gorących pęknięć
Obróbka podcięć na gotowych elementach
Użyj największego możliwego promienia naroża RE do toczenia wzdłużnego i planowania, zapewniając w ten sposób:
zdjęcie
Krawędź tnąca o wysokiej wytrzymałości, wyższa niezawodność
dobra jakość powierzchni
Możliwość stosowania wysokiego posuwu
Nie przekraczaj szerokości podcięcia i wykonuj to jako ostatni krok gratowania.
zdjęcie
Umiejętności w zakresie toczenia wewnętrznego
zdjęcie
Wybierz największą możliwą średnicę wytaczaka, ale jednocześnie upewnij się, że między wytaczakiem a otworem jest wystarczająco dużo miejsca na odprowadzanie wiórów
Upewnij się, że stosowane parametry skrawania sprzyjają odpowiedniemu odprowadzaniu wiórów i produkują właściwy typ wiórów
Wybierz najmniejszy możliwy wysięg, ale jednocześnie upewnij się, że długość wytaczaka pozwala na zalecaną długość mocowania. Długość mocowania nie powinna być mniejsza niż 3-krotna średnica wytaczaka
zdjęcie
Podczas obróbki części wrażliwych na wibracje należy używać wytaczaków z tłumieniem drgań
Wybierz kąt przystawienia jak najbardziej zbliżony do 90 stopni (oraz kąt przystawienia jak najbardziej zbliżony do 0 stopni), aby skierować siły skrawania wzdłuż wytaczaka. Kąt przystawienia nie powinien być mniejszy niż 75 stopni (kąt cięcia nie powinien być większy niż 15 stopni)
zdjęcie
zdjęcie
Płytki wieloostrzowe powinny przede wszystkim mieć dodatni kształt podstawy i dodatnią geometrię płytki, aby zminimalizować ugięcie narzędzia
Wybierz promień naroża płytki, który jest mniejszy niż głębokość skrawania
Niewystarczające zazębienie krawędzi skrawającej może zwiększyć wibracje spowodowane tarciem podczas skrawania. Wybierz zazębienie krawędzi skrawającej większe niż promień naroża, aby zapewnić dobre działanie skrawania
Nadmierne zazębianie się krawędzi skrawającej (duża głębokość skrawania i/lub posuwu) może zwiększać wibracje spowodowane ugięciem narzędzia
Płytki niepowlekane lub lekko powlekane generalnie generują mniejsze siły skrawania niż płytki powlekane grubo. Staje się to szczególnie ważne, gdy stosunek długości do średnicy jest duży. Ostre krawędzie skrawające zasadniczo minimalizują tendencję do drgań, poprawiając jakość otworu
W przypadku toczenia wewnętrznego geometrie z otwartymi łamaczami wiórów są często bardziej korzystne
W przypadku niektórych operacji można rozważyć zastosowanie gatunku płytki o wyższej ciągliwości, ponieważ jest w stanie poradzić sobie z każdym ryzykiem zakleszczania się wiórów lub tendencji do wibrowania
Jeśli wymagane jest lepsze formowanie wiórów, należy rozważyć modyfikację ścieżki narzędzia
zdjęcie
Wskazówki dotyczące toczenia twardych części
zdjęcie
Oprócz ogólnych zaleceń dotyczących toczenia, istnieją pewne kluczowe kwestie dotyczące toczenia części na twardo (takie jak proces produkcyjny, w tym przygotowanie części w fazie toczenia miękkiego przed hartowaniem):
uniknąć usterek
zachować ścisłe tolerancje wymiarowe,
Fazowanie i promienie obróbki przed obróbką cieplną
Nie wkładaj ani nie wycofuj nagle noża
Wytnij lub wytnij, wprowadzając lub wyginając łuk
zdjęcie
zdjęcie
pomiar powierzchni
Oś X: długość charakterystyczna
Oś Y: odchylenie średnicy
Mocowanie
Niezbędna jest dobra stabilność maszyny, prawidłowe mocowanie i pozycjonowanie przedmiotu obrabianego
Ogólnie zaleca się, aby w przypadku elementów podpartych tylko na jednym końcu stosunek długości do średnicy przedmiotu obrabianego nie przekraczał 2:1. Stosunek L/D można zwiększyć, jeśli obecne jest dodatkowe wsparcie konika
Należy zauważyć, że termicznie symetryczna konstrukcja pokładu i konika jeszcze bardziej zwiększy stabilność wymiarową
Korzystanie z systemu Coromant Capto®
Zminimalizuj wszystkie nawisy, aby zmaksymalizować sztywność systemu
Do toczenia wewnętrznego rozważ wytaczaki z chwytem węglikowym i narzędzia Silent Tools™
zdjęcie
Wstaw mikrogeometrię
Dwie typowe płytki CBN z pasywacją krawędzi to płytki typu S i typu T.
Typ S: ma najlepszą wytrzymałość krawędzi. Zapewnia odporność na mikroodpryski, zapewniając stałą jakość powierzchni.
Typ T: Zapewnia optymalną jakość powierzchni przy obróbce ciągłej i minimalizuje tworzenie się zadziorów przy obróbce przerywanej. Siła cięcia jest niska.
zdjęcie
Geometria końcówki narzędzia
W stabilnych warunkach zawsze używaj geometrii wycieraczki, aby zapewnić najlepszą jakość powierzchni.
Gdy wymagana jest wyższa produktywność, stosuje się płytki o małym kącie przystawienia.
Gdy stabilność jest słaba (smukłe przedmioty obrabiane itp.), należy stosować płytki o regularnym promieniu.
obróbka na mokro lub na sucho
zdjęcie
Toczenie na twardo bez użycia chłodziwa jest idealne i całkiem możliwe. Zarówno płytki CBN, jak i ceramiczne mogą wytrzymać wyższe temperatury skrawania, eliminując w ten sposób koszty i trudności związane z chłodziwem.
Niektóre zastosowania mogą wymagać chłodziwa, na przykład w celu kontrolowania stabilności termicznej przedmiotu obrabianego. W takich przypadkach należy zapewnić ciągły przepływ chłodziwa podczas operacji toczenia.
Zazwyczaj ciepło wytwarzane podczas obróbki jest rozprowadzane na wiór (80 procent), przedmiot obrabiany (10 procent) i płytkę (10 procent). Pokazuje to, jak ważne jest odprowadzanie wiórów z obszaru krawędzi skrawającej.
Parametry skrawania i zużycie
Wysoka temperatura w obszarze krawędzi skrawającej zmniejsza siły skrawania. Dlatego zbyt niskie prędkości skrawania generują mniej ciepła i mogą spowodować pęknięcie płytki.
Zużycie kraterowe stopniowo wpływa na wytrzymałość płytki, ale nie wpływa w takim samym stopniu na jakość powierzchni. I odwrotnie, zużycie boczne stopniowo wpływa na tolerancje wymiarowe.
zdjęcie
Współczynnik zużycia, który określa żywotność narzędzia
*) zużycie boczne **) zużycie kraterowe
Wytyczne dotyczące wymiany narzędzi
Z góry określona jakość powierzchni (B) jest powszechnym i praktycznym kryterium wymiany narzędzi. Jakość powierzchni jest mierzona automatycznie na oddzielnej stacji i podawana jest określona wartość jakości powierzchni.
W celu zoptymalizowania i stabilniejszego procesu obróbki, jako standard wymiany narzędzi ustalana jest z góry określona liczba części (A). Ta wartość powinna być o 10-20 procent mniejsza niż średnia liczba części, dokładna wartość zależy od konkretnej sytuacji.
zdjęcie
A: Liczba zaplanowanych części
B: z góry określona jakość powierzchni
Oś X: liczba części
Oś Y: jakość powierzchni
Niebieska linia: zużycie ostrza
Czerwona linia: maksymalna wartość Ra/Rz
strategia jednego cięcia
Jednostronne strategie „usuwania metalu” są dostępne zarówno dla operacji zewnętrznych, jak i wewnętrznych. W toczeniu wewnętrznym bardzo ważne jest stabilne ustawienie, a wysięg narzędzia nie powinien przekraczać średnicy wytaczaka (1×D). W celu uzyskania dobrych wyników obróbki zalecane są płytki lekko ostrzone z fazowaniem oraz umiarkowane prędkości skrawania i posuwy.
zdjęcie
korzyść
Najszybszy możliwy czas przetwarzania
kieszeń
niedociągnięcie
Trudność w spełnieniu wąskich tolerancji wymiarowych
Krótsza żywotność narzędzia (w porównaniu z obróbką wtórną)
Odchylenia wymiarowe spowodowane stosunkowo szybkim zużyciem
strategia dwóch cięć
Strategia dwóch przejść może być stosowana w produkcji bezobsługowej do obróbki powierzchni o wysokiej jakości. Zalecane są płytki do obróbki zgrubnej o promieniu 1,2 mm (0,047 cala) i płytki wykańczające w kształcie litery T z tylko jedną fazą. Obie płytki powinny mieć geometrię wiper.
zdjęcie
korzyść
Narzędzia zoptymalizowane do obróbki zgrubnej i wykańczającej
Większe bezpieczeństwo, węższe tolerancje i potencjalnie dłuższe okresy wymiany narzędzi
niedociągnięcie
wymagane dwa ostrza
dwie pozycje narzędzi
jedna zmiana narzędzia
