Tokarenje koristi tokarski stroj za uklanjanje materijala s vanjske strane rotirajućeg obratka, dok bušenje uklanja materijal s unutarnje strane rotirajućeg obratka.#baza
Tokarenje je postupak uklanjanja materijala s vanjskog promjera rotirajućeg obratka pomoću tokarilice.Rezači s jednom točkom režu metal iz obratka u (idealno) kratke, oštre strugotine koje je lako ukloniti.
CNC tokarski stroj s konstantnom kontrolom brzine rezanja omogućuje operateru da odabere brzinu rezanja, a zatim stroj automatski podešava broj okretaja u minuti dok rezni alat prolazi različitim promjerima duž vanjske konture obratka.Moderni tokarilice također su dostupne u konfiguracijama s jednom i dvostrukom revolverskom glavom: jednostruke revolverske glave imaju vodoravnu i okomitu os, a dvostruke revolverske glave imaju par vodoravnih i okomitih osi po revolverskoj glavi.
Rani alati za tokarenje bili su čvrsti pravokutni komadi izrađeni od brzoreznog čelika s nagnutim i slobodnim kutovima na jednom kraju.Kad se alat otupi, bravar ga naoštri na brusilici za ponovnu upotrebu.HSS alati su još uvijek uobičajeni na starijim tokarilicama, ali alati od tvrdog metala postali su popularniji, posebno u obliku lemljene jedne točke.Karbid ima bolju otpornost na trošenje i tvrdoću, što povećava produktivnost i vijek trajanja alata, ali je skuplji i zahtijeva iskustvo za ponovno brušenje.
Okretanje je kombinacija linearnog (alata) i rotacijskog (radnog komada) kretanja.Stoga se brzina rezanja definira kao udaljenost rotacije (napisana kao sfm – površinska stopa u minuti – ili smm – kvadratni metar u minuti – pomicanje točke na površini dijela u jednoj minuti).Brzina napredovanja (izražena u inčima ili milimetrima po okretaju) je linearna udaljenost koju alat prijeđe duž ili poprijeko površine obratka.Feed se ponekad izražava i kao linearna udaljenost (u/min ili mm/min) koju alat putuje u jednoj minuti.
Zahtjevi za brzinom dodavanja variraju ovisno o svrsi operacije.Na primjer, kod grube obrade, veliki posmaci su često bolji za maksimiziranje stope uklanjanja metala, ali potrebna je velika krutost dijelova i snaga stroja.U isto vrijeme, završno tokarenje može usporiti brzinu napredovanja kako bi se postigla hrapavost površine navedena u crtežu dijela.
Učinkovitost alata za rezanje uvelike ovisi o kutu alata u odnosu na obradak.Izrazi definirani u ovom odjeljku odnose se na rezne i zazorne pločice, a također se primjenjuju i na lemljene alate s jednom točkom.
Gornji nagibni kut (također poznat kao stražnji nagibni kut) je kut formiran između kuta umetka i linije okomite na obradak kada se gleda s bočne, prednje i stražnje strane alata.Gornji kut grablje je pozitivan kada je gornji kut grabljenja spušten s točke rezanja u sjenicu;neutralno kada je linija na vrhu umetka paralelna s vrhom drške;i neutralno kad je nagnuta s točke rezanja.Viši je od držača alata, gornji kut grablje je negativan..Oštrice i ručke također su podijeljeni u pozitivne i negativne kutove.Pločice s pozitivnim nagibom imaju skošene strane i pristaju držače s pozitivnim i bočnim kutovima.Negativni umetci su kvadratni u odnosu na vrh oštrice i odgovaraju ručkama s negativnim gornjim i bočnim kutovima.Gornji nagibni kut jedinstven je po tome što ovisi o geometriji pločice: pozitivno brušeni ili oblikovani lomci strugotine mogu promijeniti efektivni gornji nagibni kut iz negativnog u pozitivan.Gornji nagibni kutovi također imaju tendenciju da budu veći za mekše, duktilnije materijale obratka koji zahtijevaju velike pozitivne kutove smicanja, dok je tvrđe, kruće materijale najbolje rezati s neutralnom ili negativnom geometrijom.
Bočni nagibni kut formiran između čeone strane oštrice i linije okomite na radni komad, gledano s čeone strane.Ovi kutovi su pozitivni kada su nagnuti od oštrice, neutralni kada su okomiti na oštricu i negativni kada su nagnuti prema gore.Moguća debljina alata ovisi o bočnom kutu nagiba, manji kutovi dopuštaju upotrebu debljih alata koji povećavaju čvrstoću, ali zahtijevaju veće sile rezanja.Veći kutovi proizvode tanje strugotine i manje zahtjeve za silom rezanja, ali iznad maksimalnog preporučenog kuta, oštrica slabi i prijenos topline se smanjuje.
Krajnji rezni kos formira se između reznog ruba oštrice na kraju alata i linije okomite na stražnju stranu drške.Ovaj kut definira razmak između alata za rezanje i gotove površine izratka.
Krajnji reljef se nalazi ispod krajnjeg reznog ruba i formira se između čeone strane pločice i linije okomite na bazu drške.Prevjes vrha omogućuje vam da kut istjecanja (formiranog krajem drške i linijom okomitom na korijen drške) bude veći od kuta istjecanja.
Kut bočnog klirensa opisuje kut ispod ruba bočnog reza.Nastaje ga stranama oštrice i crta okomita na bazu ručke.Kao i kod krajnjeg izbočina, prevjes omogućuje da bočni reljef (formiran bočnom stranom ručke i linijom okomitom na bazu ručke) bude veći od reljefa.
Ovaj kut vodi alat u izradak, a kako se povećava, proizvodi se širi, tanji strugotin.Geometrija i stanje materijala obratka glavni su čimbenici pri odabiru prednjeg kuta alata za rezanje.Operateri moraju uravnotežiti ovu prednost s povećanim otklonom dijelova i vibracijama, budući da veliki kutovi podizanja stvaraju velike radijalne sile.
Ako nema razmaka, neće se stvarati strugotine, ali ako nema dovoljno razmaka, alat će trljati i stvarati toplinu.Alati za okretanje s jednom točkom također zahtijevaju prednju i bočnu olakšicu za ulazak u rez.
Prilikom skretanja, radni komad je podvrgnut tangencijalnim, radijalnim i aksijalnim rezanim silama.Najveći utjecaj na potrošnju energije djeluje tangencijalne sile;Aksijalne sile (feedove) pritisnite dio u uzdužnom smjeru;i radijalne (dubine rezanih) sila imaju tendenciju da razdvajaju obrađivač i držač alata.
Vrsta drške, radijus kuta i oblik pločice također imaju veliki utjecaj na potencijalnu maksimalnu efektivnu duljinu rezne oštrice pločice za tokarenje.Određene kombinacije polumjera pločice i držača mogu zahtijevati kompenzaciju dimenzija kako bi se u potpunosti iskoristila prednost oštrice.
Kvaliteta površine kod tokarenja ovisi o krutosti alata, stroja i obratka.Nakon što se utvrdi krutost, odnos između posmaka stroja (in/okret ili mm/okretaja) i profila umetka ili vrha alata može se koristiti za određivanje kvalitete površine izratka.Profil nosa izražava se radijusom: u određenoj mjeri veći radijus znači bolju završnu obradu površine, ali preveliki radijus može uzrokovati vibracije.Za operacije strojne obrade koje zahtijevaju radijus manji od optimalnog, možda će biti potrebno smanjiti brzinu napredovanja kako bi se postigao željeni rezultat.
Nakon što se postigne potrebna razina snage, produktivnost raste s dubinom rezanja, posmakom i brzinom.
Dubina rezanja je najlakše povećati, ali poboljšanja su moguća samo s dovoljno materijala i sila.Udvostručenje dubine rezanja povećava produktivnost bez povećanja temperature rezanja, vlačne čvrstoće ili sile rezanja po kubnom inču ili centimetru (poznato i kao specifična sila rezanja).To udvostručuje potrebnu snagu, ali se vijek trajanja alata ne smanjuje ako alat ispunjava zahtjeve za tangencijalnu silu rezanja.
Udvostručenje brzine napredovanja udvostručuje debljinu strugotine i povećava (ali ne udvostručuje) tangencijalne sile rezanja, temperaturu rezanja i potrebnu snagu.Ova promjena smanjuje vijek trajanja alata, ali ne prepolovljeno.Specifična sila rezanja (sila rezanja povezana s količinom uklonjenog materijala) također se smanjuje s povećanjem brzine posmaka.Kako se brzina posmaka povećava, dodatna sila koja djeluje na oštricu može uzrokovati stvaranje udubina na gornjoj nagnutoj površini pločice zbog povećane topline i trenja koji nastaju tijekom rezanja.Operateri moraju pažljivo pratiti ovu varijablu kako bi izbjegli katastrofalni kvar u kojem strugotine postanu jače od oštrice.
Nerazumno je povećati brzinu rezanja u usporedbi s promjenom dubine rezanja i brzine dovoda.Stvarno opterećenje na gornjoj grablje može se smanjiti, ali veće temperature rezanja i dalje uzrokuju kratere.
Ostali uobičajeni pokazatelji uključuju neprihvatljivi čips i probleme s obrađenjem ili strojem.Kao općenito pravilo, operator bi trebao indeksirati umetak na 0,030 inča (0,77 mm) nošenje boka.
Mehanički stegnuti držači za umetanje u skladu s devet standarda sustava prepoznavanja ISO i ANSI.
Prvo slovo u sustavu označava način pričvršćivanja platna.Prevladavaju četiri uobičajena tipa, ali svaki tip sadrži nekoliko varijacija.
Tip C umeci Koristite gornju stezaljku za umetke koji nemaju središnju rupu.
Umetnici M držite zaštitnu jastučicu umetnice šupljine s bravom koja pritisne umetak na zid šupljine.Gornja stezaljka drži stražnju stranu umetka i sprječava ga da podigne kada se opterećenje rezanja nanese na vrh umetka.M umetci su posebno prikladni za negativne umetke u središnjem rupu u srednjim do teškim okretanjem.
Umetci tipa S koriste obične Torx ili imbus vijke, ali zahtijevaju upuštanje ili upuštanje.Vijci se mogu zaglaviti na visokim temperaturama, tako da je ovaj sustav najprikladniji za lagane do umjerene operacije tokarenja i bušenja.
P umetci su u skladu s ISO standardom za tokarske noževe.Umetak se pritišće na stijenku džepa rotirajućom polugom, koja se naginje kada se namjesti vijak za podešavanje.Ove pločice su najprikladnije za pločice s negativnim nagibom i rupe u srednjim do teškim primjenama tokarenja, ali ne ometaju podizanje pločice tijekom rezanja.
Drugi dio koristi slova za označavanje oblika oštrice.Treći dio koristi slova za označavanje kombinacija ravnih ili pomaknutih krakova i kutova zavojnice.
Četvrto slovo označava prednji kut drške ili stražnji kut oštrice.Za kut nagiba, P je pozitivan kut nagiba kada je zbroj krajnjeg kuta zazora i kuta klina manji od 90 stupnjeva;N je negativni nagnuti kut kada je zbroj ovih kutova veći od 90 stupnjeva;O je neutralni nagibni kut, čiji je zbroj točno 90 stupnjeva.Točan kut zazora označen je jednim od nekoliko slova.
R označava da se radi o alatu za desnu ruku koji reže s desna na lijevo, dok L odgovara alatu za ljevu ruku koji reže s lijeva na desno.N alati su neutralni i mogu rezati u bilo kojem smjeru.
Za kvadratne drške, broj je zbroj jedne šesnaestine širine i visine (5/8 inča je prijelaz od "0x" do "xx"), dok se za pravokutne drške prvi broj koristi za predstavljanje osam širina.Četvrtina, druga znamenka predstavlja četvrtinu visine.(Koji redoslijed.) Dakle, pravokutna oštrica visoka 15 mm i široka 5 mm imala bi broj 1505.
Odjeljci VIII i IX također se razlikuju između carskih i metričkih jedinica.U carskom sustavu, odjeljak 8 bavi se dimenzijama umetanja, a odjeljak 9 bavi se duljinom lica i alata.Veličina noža određuje se veličinom upisanog kruga, u koracima od jedne osmine inča.U metričkom sustavu, dio 8 odnosi se na duljinu alata, a dio 9 odnosi se na veličinu oštrice.Ostali oblici koriste bočne duljine u milimetrima (promjer okruglog oštrice), a također zanemaruju decimale i prefiks jednocifrene znamenke sa nulama.
Metrički sustav koristi deseti i posljednji odjeljak, koji uključuje položaje za kvalificirane nosače s tolerancijama od ±0,08 mm za stražnji i kraj (Q), prednji i stražnji (F), te stražnji, prednji i kraj (B).
Instrumenti s jednim točkama dostupni su u različitim stilovima, veličinama i materijalima.Čvrsti rezači s jednim točkama mogu se izraditi od čelika velike brzine, ugljičnog čelika, legure kobalta ili karbida.Međutim, kako se industrija prebacila na alatima za okretanje s lemljenim vrhom, troškovi ovih alata učinili su ih gotovo nebitnim.
Alati s lemljenim vrpcama koriste tijelo jeftinog materijala i vrh ili prazno skupljeg materijala za rezanje lepršanih do točke rezanja.Materijali sa savjetima uključuju čelik velike brzine, karbid i kubični bor nitrida.Ovi su alati dostupni u veličinama od A do G, a A, B, E, F i G ofset stilovi mogu se koristiti kao desni ili lijevi alati za rezanje.Za četvrtaste SHANKS, broj koji slijedi slovo označava visinu ili širinu noža u šesnaestom inču.
Polumjer vrhova od lemljenih alata s navršenim vrhovima ovisi o veličini sjedla, a operator mora osigurati da je veličina alata prikladna za zahtjeve za doradom.
Dosadno se uglavnom koristi za doradu velikih šupljih rupa u odljevima ili probijanja rupa u odbojcima.Većina je alata slična tradicionalnim alatima za vanjsko okretanje, ali kut rezanja posebno je važan zbog problema s evakuacijom čipova.
Krutost je također kritična za dosadnu izvedbu.Promjer provrta i potreba za dodatnim zazorom izravno utječu na maksimalnu veličinu bušilice.Stvarni prepust čelične šipke za bušenje je četiri puta veći od promjera drške.Prekoračenje ove granice može utjecati na brzinu uklanjanja metala zbog gubitka krutosti i povećane mogućnosti vibracija.
Promjer, modul elastičnosti materijala, duljina i opterećenje grede utječu na krutost i progib, pri čemu najveći utjecaj ima promjer, a zatim duljina.Povećanje promjera šipke ili skraćivanje duljine uvelike će povećati krutost.
Modul elastičnosti ovisi o korištenom materijalu i ne mijenja se kao rezultat toplinske obrade.Čelik je najmanje stabilan na 30.000.000 psi, teški metali su stabilni na 45.000.000 psi, a karbidi su stabilni na 90.000.000 psi.
Dosadne šipke s volframskom karbidom dobro se snalaze u omjeru 6: 1 L/d.
Radijalne i aksijalne sile rezanja tijekom bušenja ovise o kutu nagiba.Povećanje sile potiska pri malom kutu podizanja posebno je korisno u smanjenju vibracija.Kako se olovni kut povećava, radijalna sila raste, a sila okomita na smjer rezanja također se povećava, što rezultira vibracijom.
Preporučeni kut dizanja za kontrolu vibracija rupe je 0 ° do 15 ° (Imperial. Metrički kut dizanja je 90 ° do 75 °).Kad je kut olova 15 stupnjeva, radijalna sila rezanja gotovo je dvostruko veća od kada je kut olova 0 stupnjeva.
Za većinu dosadnih operacija preferiraju se pozitivno nagnuti alati za rezanje jer smanjuju sile rezanja.Osiguravanje dovoljnog klirensa posebno je važno kod dosadnih rupa malog promjera.
Radijalne i tangencijalne sile u bušenju rastu kako se povećava polumjer nosa, ali na te sile također utječe prednji kut.Dubina rezanja kod bušenja može promijeniti ovaj odnos: ako je dubina rezanja veća ili jednaka polumjeru kuta, vodeći kut određuje radijalnu silu.Ako je dubina rezanja manja od polumjera kuta, sama dubina rezanja povećava radijalnu silu.Zbog ovog problema operaterima je još važnije koristiti polumjer nosa manji od dubine rezanja.
Horn USA je razvio sustav brze izmjene alata koji značajno skraćuje vrijeme postavljanja i izmjene alata na tokarilicama švicarskog tipa, uključujući one s unutarnjim rashladnim sredstvom.
UNCC istraživači uvode modulaciju u putanje alata.Cilj je bio lomljenje strugotine, ali veća stopa uklanjanja metala bila je zanimljiva nuspojava.
Opcijski rotacijski glodžani osi na ovim strojevima omogućuju obradu mnogih vrsta složenih dijelova u jednom postavljanju, ali ti je strojevi notorno teško programirati.Međutim, moderni CAM softver uvelike pojednostavljuje zadatak programiranja.
Vrijeme objave: 4. rujna 2023