Strunjirea folosește un strung pentru a îndepărta materialul din exteriorul unei piese de prelucrat rotative, în timp ce alezarea îndepărtează materialul din interiorul unei piese de prelucrat rotative.#baza
Strunjirea este procesul de îndepărtare a materialului din diametrul exterior al unei piese de prelucrat rotative folosind un strung.Frezele cu un singur punct taie metalul din piesa de prelucrat în așchii (ideal) scurte și ascuțite, care sunt ușor de îndepărtat.
Un strung CNC cu control constant al vitezei de tăiere permite operatorului să selecteze viteza de tăiere, iar apoi mașina ajustează automat RPM pe măsură ce unealta de tăiere trece diametre diferite de-a lungul conturului exterior al piesei de prelucrat.Strungurile moderne sunt disponibile și în configurații cu turelă simplă și turelă dublă: turelele simple au o axă orizontală și verticală, iar turelele duble au o pereche de axe orizontale și verticale pe turelă.
Uneltele de strunjire timpurie erau piese dreptunghiulare solide din oțel de mare viteză, cu greble și colțuri de degajare la un capăt.Când o unealtă devine tocită, lăcătușul îl ascuți pe o polizor pentru utilizare repetată.Sculele HSS sunt încă obișnuite pe strungurile mai vechi, dar sculele din carbură au devenit mai populare, în special în formă lipită cu un singur punct.Carbura are o rezistență la uzură și o duritate mai bună, ceea ce mărește productivitatea și durata de viață a sculei, dar este mai scumpă și necesită experiență pentru a rectifica.
Strunjirea este o combinație de mișcare liniară (uneltă) și rotativă (piesa de prelucrat).Prin urmare, viteza de tăiere este definită ca o distanță de rotație (scrisă ca sfm – suprafață picior pe minut – sau smm – metru pătrat pe minut – mișcarea unui punct de pe suprafața piesei într-un minut).Viteza de avans (exprimată în inci sau milimetri pe rotație) este distanța liniară pe care o parcurge scula de-a lungul sau de-a lungul suprafeței piesei de prelucrat.Avansul este uneori exprimat ca distanța liniară (in/min sau mm/min) pe care o parcurge o unealtă într-un minut.
Cerințele privind viteza de alimentare variază în funcție de scopul operațiunii.De exemplu, la degroșare, avansurile mari sunt adesea mai bune pentru a maximiza ratele de îndepărtare a metalului, dar sunt necesare rigiditate mare a pieselor și puterea mașinii.În același timp, strunjirea de finisare poate încetini viteza de avans pentru a obține rugozitatea suprafeței specificată în desenul piesei.
Eficacitatea unei scule de tăiere depinde în mare măsură de unghiul sculei în raport cu piesa de prelucrat.Termenii definiți în această secțiune se aplică inserțiilor de tăiere și de degajare și, de asemenea, se aplică sculelor cu un singur punct lipite.
Unghiul de deplasare superior (cunoscut și sub denumirea de unghiul de deplasare din spate) este unghiul format între unghiul de inserție și o linie perpendiculară pe piesa de prelucrat atunci când este privită din lateral, din față și din spate a sculei.Unghiul de greblare superior este pozitiv atunci când unghiul de greblare superior este înclinat în jos de la punctul de tăiere în tijă;neutru atunci când linia din partea superioară a inserției este paralelă cu partea superioară a tijei;și neutru când este înclinat în sus din punctul de tăiere.este mai mare decât suportul sculei, unghiul superior de greblare este negativ..Lamele și mânerele sunt, de asemenea, împărțite în unghiuri pozitive și negative.Inserțiile înclinate pozitiv au laturile teșite și se potrivesc cu suporturi cu unghiuri pozitive și laterale.Inserțiile negative sunt pătrate în raport cu partea superioară a lamei și se potrivesc cu mânerele cu unghiuri negative superioare și laterale.Unghiul de așchiere superior este unic prin faptul că depinde de geometria inserției: spărgătoarele de așchii șlefuite sau formate pozitiv pot modifica unghiul efectiv de deplasare superior de la negativ la pozitiv.Unghiurile superioare de greblare tind să fie, de asemenea, mai mari pentru materialele piesei de prelucrat mai moi, mai ductile, care necesită unghiuri de forfecare pozitive mari, în timp ce materialele mai dure și mai rigide sunt cel mai bine tăiate cu geometrie neutră sau negativă.
Unghiul lateral de greblare format între faţa de capăt a lamei şi o linie perpendiculară pe piesa de prelucrat, văzută de pe faţa de capăt.Aceste unghiuri sunt pozitive când sunt înclinate departe de muchia de tăiere, neutre când sunt perpendiculare pe muchia de tăiere și negative când sunt înclinate în sus.Grosimea posibilă a sculei depinde de unghiul de greblare lateral, unghiurile mai mici permit utilizarea unor scule mai groase care măresc rezistența dar necesită forțe de tăiere mai mari.Unghiurile mai mari produc așchii mai subțiri și cerințe mai mici de forță de tăiere, dar dincolo de unghiul maxim recomandat, muchia de tăiere slăbește și transferul de căldură este redus.
Teșirea de tăiere la capăt este formată între muchia de tăiere a lamei de la capătul sculei și o linie perpendiculară pe spatele mânerului.Acest unghi definește distanța dintre instrumentul de tăiere și suprafața finită a piesei de prelucrat.
Relieful de capăt este situat sub muchia de tăiere de capăt și este format între fața de capăt a insertului și o linie perpendiculară pe baza tijei.Conversarea vârfului vă permite să faceți unghiul de relief (format de capătul tijei și linia perpendiculară pe rădăcina tijei) mai mare decât unghiul de relief.
Unghiul de joc lateral descrie unghiul de sub muchia laterală de tăiere.Este format din părțile laterale ale lamei și o linie perpendiculară pe baza mânerului.Ca și în cazul boșajului de capăt, proeminența permite reliefului lateral (format din partea laterală a mânerului și linia perpendiculară pe baza mânerului) să fie mai mare decât relieful.
Unghiul de avans (cunoscut și ca unghi de tăiere laterală sau unghi de avans) este format între muchia de tăiere laterală a insertului și partea laterală a suportului.Acest unghi ghidează unealta în piesa de prelucrat și, pe măsură ce crește, se produce o așchie mai lată și mai subțire.Geometria și starea materialului piesei de prelucrat sunt factori majori în selectarea unghiului de avans al sculei de tăiere.De exemplu, uneltele cu un unghi de spirală accentuat pot oferi performanțe semnificative atunci când tăiați suprafețe sinterizate, discontinue sau întărite, fără a afecta sever marginea sculei de tăiere.Operatorii trebuie să echilibreze acest beneficiu cu o deformare și vibrații crescute ale pieselor, deoarece unghiurile mari de ridicare creează forțe radiale mari.Sculele de strunjire cu pas zero oferă o lățime a așchii egală cu adâncimea de tăiere în operațiunile de strunjire, în timp ce sculele de tăiere cu unghi de angrenare permit adâncimii efective de tăiere și lățimii așchii corespunzătoare să depășească adâncimea reală de tăiere a piesei de prelucrat.Majoritatea operațiunilor de întoarcere pot fi efectuate eficient cu un interval de unghi de apropiere de 10 până la 30 de grade (sistemul metric inversează unghiul de la 90 de grade la opus, făcând intervalul ideal de unghi de apropiere de 80 până la 60 de grade).
Atât vârful, cât și părțile laterale trebuie să aibă suficient relief și relief pentru a permite instrumentului să intre în tăietură.Dacă nu există spațiu, nu se vor forma așchii, dar dacă nu există suficient spațiu, unealta se va freca și va genera căldură.Uneltele de strunjire cu un singur punct necesită, de asemenea, relief facial și lateral pentru a intra în tăietură.
La strunjire, piesa de prelucrat este supusă forțelor de tăiere tangenţiale, radiale și axiale.Cea mai mare influență asupra consumului de energie o exercită forțele tangențiale;forțele axiale (avansurile) presează piesa în direcția longitudinală;iar forțele radiale (adâncimea de tăiere) tind să împingă piesa de prelucrat și suportul sculei.„Forța de tăiere” este suma acestor trei forțe.Pentru un unghi zero de elevație, acestea sunt într-un raport de 4:2:1 (tangențial:axial:radial).Pe măsură ce unghiul de avans crește, forța axială scade și forța de tăiere radială crește.
Tipul de tijă, raza colțului și forma plăcuței au, de asemenea, un impact mare asupra lungimii maxime efective potențiale a muchiei de tăiere a unei plăcuțe de strunjire.Anumite combinații de rază plăcuță și suport pot necesita compensare dimensională pentru a profita din plin de muchia de tăiere.
Calitatea suprafeței în operațiunile de strunjire depinde de rigiditatea sculei, a mașinii și a piesei de prelucrat.Odată ce rigiditatea a fost stabilită, relația dintre avansul mașinii (in/toar sau mm/rev) și inserția sau profilul vârfului sculei poate fi utilizată pentru a determina calitatea suprafeței piesei de prelucrat.Profilul nasului este exprimat în termeni de rază: într-o anumită măsură, o rază mai mare înseamnă un finisaj mai bun al suprafeței, dar o rază prea mare poate provoca vibrații.Pentru operațiunile de prelucrare care necesită o rază mai mică decât optimă, este posibil ca viteza de avans să fie redusă pentru a obține rezultatul dorit.
Odată ce nivelul de putere necesar este atins, productivitatea crește odată cu adâncimea de tăiere, avansul și viteza.
Adâncimea de tăiere este cel mai ușor de mărit, dar îmbunătățirile sunt posibile numai cu material și forțe suficiente.Dublarea adâncimii de tăiere crește productivitatea fără a crește temperatura de tăiere, rezistența la tracțiune sau forța de tăiere pe inch sau centimetru cub (cunoscută și ca forță de tăiere specifică).Aceasta dublează puterea necesară, dar durata de viață a sculei nu este redusă dacă unealta îndeplinește cerințele pentru forța de tăiere tangențială.
Modificarea vitezei de avans este, de asemenea, relativ ușoară.Dublarea vitezei de avans dublează grosimea așchiilor și mărește (dar nu dublează) forțele de tăiere tangențială, temperatura de tăiere și puterea necesară.Această modificare reduce durata de viață a sculei, dar nu la jumătate.Forța specifică de tăiere (forța de tăiere legată de cantitatea de material îndepărtat) scade și ea odată cu creșterea vitezei de avans.Pe măsură ce viteza de avans crește, forța suplimentară care acționează asupra muchiei de tăiere poate cauza formarea de gropițe pe suprafața superioară a greblei inserției din cauza căldurii și frecării crescute generate în timpul tăierii.Operatorii trebuie să monitorizeze cu atenție această variabilă pentru a evita o defecțiune catastrofală în care cipurile devin mai puternice decât lama.
Nu este înțelept să creșteți viteza de tăiere în comparație cu modificarea adâncimii de tăiere și a vitezei de avans.Creșterea vitezei a dus la o creștere semnificativă a temperaturii de tăiere și la o scădere a forțelor de tăiere și specifice de tăiere.Dublarea vitezei de tăiere necesită putere suplimentară și reduce durata de viață a sculei cu mai mult de jumătate.Sarcina reală pe grebla de sus poate fi redusă, dar temperaturile mai mari de tăiere provoacă în continuare cratere.
Uzura inserției este un indicator comun al succesului sau eșecului oricărei operațiuni de strunjire.Alți indicatori obișnuiți includ așchii inacceptabile și probleme cu piesa de prelucrat sau mașina.Ca regulă generală, operatorul trebuie să indexeze inserția la uzura flancului de 0,030 in. (0,77 mm).Pentru operațiunile de finisare, operatorul trebuie să indexeze la distanțe de 0,015 in. (0,38 mm) sau mai puțin.
Suporturile de inserție indexabile prinse mecanic respectă nouă standarde ale sistemelor de recunoaștere ISO și ANSI.
Prima literă din sistem indică metoda de atașare a pânzei.Predomină patru tipuri comune, dar fiecare tip conține mai multe variații.
Plăcile de tip C folosesc o clemă superioară pentru inserturile care nu au un orificiu central.Sistemul se bazează în întregime pe frecare și este cel mai potrivit pentru utilizarea cu inserții pozitive în aplicații de strunjire și alezaj cu sarcini medii până la ușoare.
Inserțiile M țin placa de protecție a cavității inserției cu un blocaj cu came care apasă inserția pe peretele cavității.Clema de sus ține partea din spate a inserției și împiedică ridicarea acesteia atunci când sarcina de tăiere este aplicată la vârful inserției.Plăcile M sunt potrivite în special pentru plăcuțele negative cu orificiul central în strunjirea cu sarcini medii până la grele.
Inserturile de tip S folosesc șuruburi simple Torx sau Allen, dar necesită șuruburi sau șuruburi.Șuruburile se pot bloca la temperaturi ridicate, astfel încât acest sistem este cel mai potrivit pentru operațiuni de strunjire și găurire ușoare până la moderate.
Plăcile P respectă standardul ISO pentru cuțitele de strunjire.Inserția este apăsată de peretele buzunarului printr-o pârghie rotativă, care se înclină atunci când șurubul de reglare este fixat.Aceste inserții sunt cele mai potrivite pentru inserții negative și găuri în aplicații de strunjire medii până la grele, dar nu interferează cu ridicarea inserției în timpul tăierii.
A doua parte folosește litere pentru a indica forma lamei.A treia parte folosește litere pentru a indica combinații de tije drepte sau decalate și unghiuri de spirală.
A patra literă indică unghiul din față al mânerului sau unghiul din spate al lamei.Pentru un unghi de degajare, P este un unghi de deplasare pozitiv atunci când suma unghiului de degajare la capăt și unghiul panei este mai mică de 90 de grade;N este un unghi negativ de rake atunci când suma acestor unghiuri este mai mare de 90 de grade;O este unghiul neutru de rake, a cărui sumă este exact 90 de grade.Unghiul de degajare exact este indicat de una dintre mai multe litere.
A cincea este litera care indică mâna cu unealta.R indică faptul că este o unealtă pentru dreptaci care taie de la dreapta la stânga, în timp ce L corespunde unei unealte pentru stângaci care taie de la stânga la dreapta.N scule sunt neutre și pot tăia în orice direcție.
Părțile 6 și 7 descriu diferențele dintre sistemele de măsurare imperială și metrică.În sistemul imperial, aceste secțiuni corespund numerelor din două cifre care denotă secțiunea parantezei.Pentru tije pătrate, numărul este suma a șaisprezecelea din lățime și înălțime (5/8 inch este trecerea de la „0x” la „xx”), în timp ce pentru tijele dreptunghiulare, primul număr este folosit pentru a reprezenta opt dintre lațimea.sfert, a doua cifră reprezintă un sfert din înălțime.Există câteva excepții de la acest sistem, cum ar fi mânerul de 1¼” x 1½”, care folosește denumirea 91. Sistemul metric folosește două numere pentru înălțime și lățime.(ce ordine.) Astfel, o lamă dreptunghiulară de 15 mm înălțime și 5 mm lățime ar avea numărul 1505.
De asemenea, secțiunile VIII și IX diferă între unitățile imperiale și metrice.În sistemul imperial, secțiunea 8 se ocupă de dimensiunile inserției, iar secțiunea 9 se ocupă de lungimea feței și a sculei.Dimensiunea lamei este determinată de dimensiunea cercului înscris, în trepte de o opteme de inch.Lungimile de capăt și de scule sunt indicate prin litere: AG pentru dimensiunile acceptabile ale sculelor posterioare și de capăt și MU (fără O sau Q) pentru dimensiunile acceptabile ale sculelor din față și din capăt.În sistemul metric, partea 8 se referă la lungimea sculei, iar partea 9 se referă la dimensiunea lamei.Lungimea sculei este indicată prin litere, în timp ce pentru dimensiunile inserției dreptunghiulare și paralelograme, numerele sunt folosite pentru a indica lungimea celei mai lungi muchii de tăiere în milimetri, ignorând zecimale și cifrele individuale precedate de zerouri.Alte forme folosesc lungimile laterale în milimetri (diametrul unei lame rotunde) și, de asemenea, ignoră zecimale și prefixează cifrele cu zerouri.
Sistemul metric folosește a zecea și ultima secțiune, care include poziții pentru suporturi calificate cu toleranțe de ±0,08 mm pentru spate și capăt (Q), față și spate (F) și spate, față și capăt (B).
Instrumentele cu un singur punct sunt disponibile într-o varietate de stiluri, dimensiuni și materiale.Frezele solide cu un singur punct pot fi fabricate din oțel de mare viteză, oțel carbon, aliaj de cobalt sau carbură.Cu toate acestea, pe măsură ce industria a trecut la scule de strunjire cu vârf lipit, costul acestor scule le-a făcut aproape irelevante.
Uneltele cu vârf lipit folosesc un corp din material ieftin și un vârf sau un semifabricat din material de tăiere mai scump lipit la punctul de tăiere.Materialele vârfurilor includ oțel de mare viteză, carbură și nitrură de bor cubică.Aceste unelte sunt disponibile în dimensiunile de la A la G, iar stilurile de offset A, B, E, F și G pot fi utilizate ca instrumente de tăiere cu mâna dreaptă sau stângă.Pentru tijele pătrate, numărul care urmează literei indică înălțimea sau lățimea cuțitului în șaisprezecele de inch.Pentru cuțitele cu tijă pătrată, primul număr este suma lățimii tijei într-o optime de inch, iar al doilea număr este suma înălțimii tijei într-un sfert de inch.
Raza vârfului sculelor cu vârf lipite depinde de dimensiunea tijei și operatorul trebuie să se asigure că dimensiunea sculei este potrivită pentru cerințele de finisare.
Alezarea este utilizată în principal pentru finisarea găurilor goale mari în piese turnate sau perforarea găurilor în piesele forjate.Majoritatea sculelor sunt similare cu instrumentele de strunjire exterioare tradiționale, dar unghiul de tăiere este deosebit de important din cauza problemelor de evacuare a așchiilor.
Rigiditatea este, de asemenea, esențială pentru performanța plictisitoare.Diametrul alezajului și necesitatea unui joc suplimentar afectează direct dimensiunea maximă a barei de foraj.Contopirea reală a barei de foraj din oțel este de patru ori mai mare decât diametrul tijei.Depășirea acestei limite poate afecta rata de îndepărtare a metalului din cauza pierderii rigidității și a șansei crescute de vibrație.
Diametrul, modulul de elasticitate al materialului, lungimea și sarcina asupra grinzii afectează rigiditatea și deformarea, diametrul având cea mai mare influență, urmat de lungime.Mărirea diametrului tijei sau scurtarea lungimii va crește foarte mult rigiditatea.
Modulul de elasticitate depinde de materialul utilizat și nu se modifică ca urmare a tratamentului termic.Oțelul este cel mai puțin stabil la 30.000.000 psi, metalele grele sunt stabile la 45.000.000 psi, iar carburile sunt stabile la 90.000.000 psi.
Cu toate acestea, aceste cifre sunt ridicate în ceea ce privește stabilitatea, iar barele de găurire cu tije de oțel oferă performanțe satisfăcătoare pentru majoritatea aplicațiilor până la un raport L/D de 4:1.Barele de alezat cu tijă din carbură de tungsten funcționează bine la un raport L/D de 6:1.
Forțele de tăiere radiale și axiale în timpul forajului depind de unghiul de înclinare.Creșterea forței de împingere la un unghi mic de ridicare este deosebit de utilă în reducerea vibrațiilor.Pe măsură ce unghiul de avans crește, crește forța radială, iar forța perpendiculară pe direcția de tăiere crește și ea, rezultând vibrații.
Unghiul de ridicare recomandat pentru controlul vibrațiilor găurii este de la 0° la 15° (Imperial. Unghiul de ridicare metric este de la 90° la 75°).Când unghiul de avans este de 15 grade, forța de tăiere radială este aproape de două ori mai mare decât atunci când unghiul de avans este de 0 grade.
Pentru majoritatea operațiunilor de foraj, sculele de tăiere înclinate pozitiv sunt preferate deoarece reduc forțele de tăiere.Cu toate acestea, uneltele pozitive au un unghi de joc mai mic, astfel încât operatorul trebuie să fie conștient de posibilitatea contactului dintre unealtă și piesa de prelucrat.Asigurarea unui spațiu liber suficient este deosebit de importantă atunci când se forează găuri cu diametru mic.
Forțele radiale și tangențiale în alezare cresc pe măsură ce raza nasului crește, dar aceste forțe sunt și ele afectate de unghiul de avans.Adâncimea de tăiere la găurire poate schimba această relație: dacă adâncimea de tăiere este mai mare sau egală cu raza colțului, unghiul de avans determină forța radială.Dacă adâncimea de tăiere este mai mică decât raza colțului, adâncimea de tăiere în sine crește forța radială.Această problemă face ca operatorii să folosească o rază mai mică decât adâncimea de tăiere.
Horn USA a dezvoltat un sistem de schimbare rapidă a sculei care reduce semnificativ timpul de configurare și schimbarea sculei la strungurile în stil elvețian, inclusiv cele cu lichid de răcire intern.
Cercetătorii UNCC introduc modularea în traseele instrumentelor.Scopul a fost spargerea așchiilor, dar rata mai mare de îndepărtare a metalului a fost un efect secundar interesant.
Axele de frezare rotative opționale de pe aceste mașini permit prelucrarea multor tipuri de piese complexe într-o singură configurație, dar aceste mașini sunt notoriu de dificil de programat.Cu toate acestea, software-ul modern CAM simplifică foarte mult sarcina de programare.
Ora postării: 04-sept-2023