Dreiing bruker en dreiebenk for å fjerne materiale fra utsiden av et roterende arbeidsstykke, mens boring fjerner materiale fra innsiden av et roterende arbeidsstykke.#utgangspunkt
Dreiing er prosessen med å fjerne materiale fra den ytre diameteren til et roterende arbeidsstykke ved hjelp av en dreiebenk.Enkeltpunktkuttere kutter metall fra arbeidsstykket til (ideelt sett) korte, skarpe spon som er enkle å fjerne.
En CNC dreiebenk med konstant skjærehastighetskontroll lar operatøren velge skjærehastigheten, og deretter justerer maskinen automatisk turtallet når skjæreverktøyet passerer forskjellige diametre langs den ytre konturen av arbeidsstykket.Moderne dreiebenker er også tilgjengelige i enkelttårn- og dobbelttårnkonfigurasjoner: enkelttårn har en horisontal og vertikal akse, og doble tårn har et par horisontale og vertikale akser per tårn.
Tidlig dreieverktøy var solide rektangulære stykker laget av høyhastighetsstål med rake og klaringshjørner i den ene enden.Når et verktøy blir sløvt, sliper låsesmeden det på en kvern for gjentatt bruk.HSS-verktøy er fortsatt vanlig på eldre dreiebenker, men karbidverktøy har blitt mer populært, spesielt i loddet enkeltpunktsform.Karbid har bedre slitestyrke og hardhet, noe som øker produktiviteten og verktøyets levetid, men det er dyrere og krever erfaring for å slipe på nytt.
Dreiing er en kombinasjon av lineær (verktøy) og roterende (arbeidsstykke) bevegelse.Derfor er skjærehastighet definert som en rotasjonsavstand (skrevet som sfm – overflatefot per minutt – eller smm – kvadratmeter per minutt – bevegelsen av et punkt på overflaten av delen på ett minutt).Matingshastigheten (uttrykt i tommer eller millimeter per omdreining) er den lineære avstanden som verktøyet beveger seg langs eller på tvers av arbeidsstykkets overflate.Mating uttrykkes også noen ganger som den lineære avstanden (in/min eller mm/min) som et verktøy kjører på ett minutt.
Kravene til matehastighet varierer avhengig av formålet med operasjonen.For eksempel ved grovbearbeiding er høy mating ofte bedre for å maksimere metallfjerningshastigheten, men høy stivhet og maskinkraft er nødvendig.Samtidig kan sluttdreiing redusere matehastigheten for å oppnå overflateruheten spesifisert på deltegningen.
Effektiviteten til et skjæreverktøy avhenger i stor grad av vinkelen til verktøyet i forhold til arbeidsstykket.Begrepene som er definert i denne delen gjelder for skjære- og klaringsskjær og gjelder også for loddede enkeltpunktsverktøy.
Toppspånevinkel (også kjent som ryggvinkel) er vinkelen som dannes mellom innsatsvinkelen og en linje vinkelrett på arbeidsstykket sett fra siden, forsiden og baksiden av verktøyet.Den øvre rakevinkelen er positiv når den øverste rakevinkelen skråner ned fra skjærepunktet og inn i skaftet;nøytral når linjen på toppen av innsatsen er parallell med toppen av skaftet;og nøytral når den vippes opp fra skjærepunktet.den er høyere enn verktøyholderen, den øvre skråvinkelen er negativ..Blader og håndtak er også delt inn i positive og negative vinkler.Positivt skråstilte innsatser har avfasede sider og passer til holdere med positive og sideskårne vinkler.Negative innsatser er firkantede i forhold til toppen av bladet og passer til håndtak med negativ topp- og sidespånvinkel.Den øverste rakevinkelen er unik ved at den avhenger av innsatsens geometri: positivt slipte eller formede sponbrytere kan endre den effektive topprakevinkelen fra negativ til positiv.Toppspånevinkler har også en tendens til å være større for mykere, mer duktile arbeidsstykkematerialer som krever store positive skjærvinkler, mens hardere, stivere materialer best kuttes med nøytral eller negativ geometri.
Den laterale skråvinkelen dannet mellom endeflaten av bladet og en linje vinkelrett på arbeidsstykket, sett fra endeflaten.Disse vinklene er positive når de er vinklet bort fra skjærekanten, nøytrale når de er vinkelrett på skjærekanten, og negative når de er vinklet oppover.Den mulige tykkelsen på verktøyet avhenger av skråvinkelen på siden, mindre vinkler tillater bruk av tykkere verktøy som øker styrken, men krever høyere skjærekrefter.Større vinkler gir tynnere spon og lavere krav til skjærekraft, men utover den maksimale anbefalte vinkelen svekkes skjæret og varmeoverføringen reduseres.
Endeskjæringsfasen dannes mellom skjærekanten på bladet ved enden av verktøyet og en linje vinkelrett på baksiden av håndtaket.Denne vinkelen definerer gapet mellom skjæreverktøyet og den ferdige overflaten av arbeidsstykket.
Endeavlastningen er plassert under endeskjæreggen og er dannet mellom endeflaten på innsatsen og en linje vinkelrett på bunnen av skaftet.Spissens overheng lar deg gjøre avlastningsvinkelen (dannet av skaftenden og linjen vinkelrett på skaftroten) større enn avlastningsvinkelen.
Sideklaringsvinkelen beskriver vinkelen under sideskjærekanten.Den er dannet av sidene av bladet og en linje vinkelrett på bunnen av håndtaket.Som med endebossen gjør overhenget at sideavlastningen (dannet av siden av håndtaket og linjen vinkelrett på bunnen av håndtaket) kan være større enn avlastningen.
Føringsvinkelen (også kjent som sideskjærekantvinkel eller blyvinkel) dannes mellom sideskjærekanten på innsatsen og siden av holderen.Denne vinkelen fører verktøyet inn i arbeidsstykket, og etter hvert som den øker, produseres en bredere, tynnere spon.Geometrien og materialtilstanden til arbeidsstykket er viktige faktorer ved valg av skjæreverktøyets føringsvinkel.For eksempel kan verktøy med en fremhevet spiralvinkel gi betydelig ytelse ved skjæring av sintrede, diskontinuerlige eller herdede overflater uten å påvirke skjæreverktøyets kant.Operatører må balansere denne fordelen med økt delavbøyning og vibrasjon, da store løftevinkler skaper store radielle krefter.Dreieverktøy med null stigning gir en sponbredde lik skjæredybden i dreieoperasjoner, mens skjæreverktøy med inngrepsvinkel lar den effektive skjæredybden og den tilsvarende sponbredden overstige den faktiske skjæredybden på arbeidsstykket.De fleste svingoperasjoner kan effektivt utføres med et innkjøringsvinkelområde på 10 til 30 grader (det metriske systemet snur vinkelen fra 90 grader til det motsatte, noe som gjør det ideelle innkjøringsvinkelområdet på 80 til 60 grader).
Både tuppen og sidene må ha tilstrekkelig avlastning og avlastning for at verktøyet skal kunne gå inn i kuttet.Hvis det ikke er et gap, vil det ikke dannes spon, men hvis det ikke er nok gap, vil verktøyet gni og generere varme.Enkeltpunktsdreieverktøy krever også ansikts- og sideavlastning for å komme inn i kuttet.
Ved dreiing utsettes arbeidsstykket for tangentielle, radielle og aksiale skjærekrefter.Den største innflytelsen på energiforbruket utøves av tangentielle krefter;aksiale krefter (mater) presser delen i lengderetningen;og radielle (skjæredybde) krefter har en tendens til å skyve arbeidsstykket og verktøyholderen fra hverandre."Skjærekraft" er summen av disse tre kreftene.For null høydevinkel er de i forholdet 4:2:1 (tangential:aksial:radial).Ettersom ledevinkelen øker, reduseres den aksiale kraften og den radielle skjærekraften øker.
Skafttypen, hjørneradiusen og skjærformen har også stor innvirkning på den potensielle maksimale effektive skjærekantlengden til et vendeskjær.Visse kombinasjoner av innsatsradius og holder kan kreve dimensjonskompensasjon for å dra full nytte av skjærekanten.
Overflatekvaliteten ved dreieoperasjoner avhenger av stivheten til verktøyet, maskinen og arbeidsstykket.Når stivheten er etablert, kan forholdet mellom maskinmating (inn/omdreininger eller mm/omdreininger) og innsats- eller verktøyneseprofil brukes til å bestemme overflatekvaliteten til arbeidsstykket.Neseprofilen uttrykkes i form av en radius: til en viss grad betyr en større radius en bedre overflatefinish, men en for stor radius kan forårsake vibrasjoner.For maskineringsoperasjoner som krever mindre enn optimal radius, må matehastigheten kanskje reduseres for å oppnå ønsket resultat.
Når det nødvendige kraftnivået er nådd, øker produktiviteten med skjæredybde, mating og hastighet.
Kuttdybden er lettest å øke, men forbedringer er kun mulig med tilstrekkelig materiale og krefter.Dobling av skjæredybden øker produktiviteten uten å øke skjæretemperaturen, strekkstyrken eller skjærekraften per kubikk tomme eller centimeter (også kjent som spesifikk skjærekraft).Dette dobler nødvendig kraft, men verktøyets levetid reduseres ikke dersom verktøyet oppfyller kravene til tangentiell skjærekraft.
Det er også relativt enkelt å endre matehastigheten.En dobling av matehastigheten dobler spontykkelsen og øker (men dobler ikke) de tangentielle skjærekreftene, skjæretemperaturen og kraften som kreves.Denne endringen reduserer verktøyets levetid, men ikke med det halve.Spesifikk skjærekraft (skjærekraft relatert til mengden materiale som fjernes) avtar også med økende matehastighet.Etter hvert som matingshastigheten øker, kan den ekstra kraften som virker på skjærekanten føre til at det dannes groper på den øvre skjæreflate på grunn av den økte varmen og friksjonen som genereres under skjæringen.Operatører må nøye overvåke denne variabelen for å unngå en katastrofal feil der brikkene blir sterkere enn bladet.
Det er uklokt å øke skjærehastigheten sammenlignet med å endre skjæredybden og matehastigheten.Økningen i hastighet førte til en betydelig økning i skjæretemperatur og en reduksjon i skjærkraft og spesifikke skjærekrefter.Dobling av skjærehastigheten krever ekstra kraft og reduserer verktøyets levetid med mer enn halvparten.Den faktiske belastningen på den øverste riven kan reduseres, men høyere skjæretemperaturer forårsaker fortsatt kratere.
Skjærslitasje er en vanlig indikator på suksess eller fiasko ved enhver dreieoperasjon.Andre vanlige indikatorer inkluderer uakseptable spon og problemer med arbeidsstykket eller maskinen.Som en generell regel bør operatøren indeksere innsatsen til 0,030 tommer (0,77 mm) flankeslitasje.For etterbehandlingsoperasjoner må operatøren indeksere i avstander på 0,38 mm (0,015 tommer) eller mindre.
Mekanisk fastklemte vendeskjærsholdere overholder ni ISO- og ANSI-standarder for gjenkjenningssystem.
Den første bokstaven i systemet indikerer metoden for å feste lerretet.Fire vanlige typer dominerer, men hver type inneholder flere variasjoner.
Type C-innsatser bruker en toppklemme for innsatser som ikke har senterhull.Systemet er helt avhengig av friksjon og er best egnet for bruk med positive skjær i middels til lett dreiing og kjedelige applikasjoner.
Innsatser M holder den beskyttende puten til innsatshulen med en kamlås som presser innsatsen mot veggen i hulrommet.Toppklemmen holder baksiden av innsatsen og hindrer den i å løfte seg når skjærebelastningen påføres tuppen av innsatsen.M-skjær er spesielt egnet for senterhulls negative skjær i middels til kraftig dreiing.
S-type innsatser bruker vanlige Torx- eller unbrakoskruer, men krever forsenking eller forsenking.Skruer kan sette seg fast ved høye temperaturer, så dette systemet egner seg best for lett til moderat svinging og kjedelige operasjoner.
P-innsatser overholder ISO-standarden for dreiing av kniver.Innsatsen presses mot lommens vegg av en roterende spak, som vipper når justeringsskruen er innstilt.Disse skjærene egner seg best for negative riveinnsatser og hull i middels til tunge dreieapplikasjoner, men de forstyrrer ikke skjærløftet under kapping.
Den andre delen bruker bokstaver for å indikere formen på bladet.Den tredje delen bruker bokstaver for å indikere kombinasjoner av rette eller forskjøvede skafter og helixvinkler.
Den fjerde bokstaven indikerer fremre vinkel på håndtaket eller ryggvinkel på bladet.For en skråvinkel er P en positiv skråvinkel når summen av endeklaringsvinkelen og kilevinkelen er mindre enn 90 grader;N er en negativ skråvinkel når summen av disse vinklene er større enn 90 grader;O er den nøytrale rakevinkelen, summen av denne er nøyaktig 90 grader.Den nøyaktige klaringsvinkelen er angitt med en av flere bokstaver.
Den femte er bokstaven som angir hånden med verktøyet.R indikerer at det er et høyrehendt verktøy som skjærer fra høyre til venstre, mens L tilsvarer et venstrehendt verktøy som skjærer fra venstre til høyre.N-verktøy er nøytrale og kan kutte i alle retninger.
Del 6 og 7 beskriver forskjellene mellom de keiserlige og metriske målesystemene.I det keiserlige systemet tilsvarer disse seksjonene tosifrede tall som angir delen av parentesen.For firkantede skaft er tallet summen av en sekstendedel av bredden og høyden (5/8 tomme er overgangen fra "0x" til "xx"), mens for rektangulære skaft brukes det første tallet til å representere åtte av bredden.fjerdedel, det andre sifferet representerer en fjerdedel av høyden.Det er noen få unntak fra dette systemet, for eksempel håndtaket på 1¼" x 1½" som bruker betegnelsen 91. Det metriske systemet bruker to tall for høyde og bredde.(hvilken rekkefølge.) Dermed ville et rektangulært blad 15 mm høyt og 5 mm bredt ha tallet 1505.
Avsnitt VIII og IX skiller seg også mellom keiserlige og metriske enheter.I det keiserlige systemet omhandler seksjon 8 innsatsdimensjoner, og seksjon 9 omhandler flate og verktøylengde.Bladstørrelsen bestemmes av størrelsen på den innskrevne sirkelen, i trinn på en åttendedels tomme.Ende- og verktøylengder er angitt med bokstaver: AG for akseptable bakre og endeverktøystørrelser, og MU (uten O eller Q) for akseptable front- og endeverktøystørrelser.I det metriske systemet refererer del 8 til lengden på verktøyet, og del 9 refererer til størrelsen på bladet.Verktøylengden er angitt med bokstaver, mens for rektangulære og parallellogram-innsatsstørrelser brukes tall for å indikere lengden på den lengste skjærekanten i millimeter, og ignorerer desimaler og enkeltsiffer foran med nuller.Andre former bruker sidelengder i millimeter (diameteren til et rundt blad) og ignorerer også desimaler og prefikser enkeltsiffer med nuller.
Det metriske systemet bruker den tiende og siste delen, som inkluderer posisjoner for kvalifiserte braketter med toleranser på ±0,08 mm for bak og ende (Q), foran og bak (F), og bak, foran og ende (B).
Enkeltpunktsinstrumenter er tilgjengelige i en rekke stiler, størrelser og materialer.Solide enkeltpunktkuttere kan lages av høyhastighetsstål, karbonstål, koboltlegering eller karbid.Etter hvert som industrien gikk over til dreieverktøy med loddet spiss, gjorde imidlertid prisen på disse verktøyene dem nesten irrelevante.
Verktøy med loddet spiss bruker en kropp av billig materiale og en spiss eller et emne av dyrere skjæremateriale loddet til skjærepunktet.Spissens materialer inkluderer høyhastighetsstål, karbid og kubisk bornitrid.Disse verktøyene er tilgjengelige i størrelsene A til G, og forskyvningsstilene A, B, E, F og G kan brukes som høyre- eller venstrehånds skjæreverktøy.For firkantede skafter indikerer tallet etter bokstaven høyden eller bredden på kniven i sekstendedeler av en tomme.For kniver med firkantede skaft er det første tallet summen av skaftets bredde i en åttendedels tomme, og det andre tallet er summen av skaftets høyde i en kvart tomme.
Spiseradiusen til loddet tupp avhenger av skaftstørrelsen, og operatøren må sørge for at verktøystørrelsen er egnet for etterbehandlingskrav.
Boring brukes hovedsakelig til etterbehandling av store hule hull i støpegods eller stansing av hull i smiing.De fleste verktøyene ligner på tradisjonelle utvendige dreieverktøy, men skjærevinkelen er spesielt viktig på grunn av sponevakueringsproblemer.
Stivhet er også avgjørende for kjedelig ytelse.Borediameteren og behovet for ekstra klaring påvirker direkte den maksimale størrelsen på borestangen.Selve overhenget til stålborestangen er fire ganger skaftdiameteren.Overskridelse av denne grensen kan påvirke metallfjerningshastigheten på grunn av tap av stivhet og økt sjanse for vibrasjon.
Diameter, elastisitetsmodul til materialet, lengde og belastning på bjelken påvirker stivhet og nedbøyning, med diameter som har størst innflytelse, etterfulgt av lengde.Å øke stangdiameteren eller forkorte lengden vil øke stivheten betraktelig.
Elastisitetsmodulen avhenger av materialet som brukes og endres ikke som følge av varmebehandling.Stål er minst stabilt ved 30 000 000 psi, tungmetaller er stabilt ved 45 000 000 psi, og karbider er stabile ved 90 000 000 psi.
Imidlertid er disse tallene høye når det gjelder stabilitet, og stålskaftborestenger gir tilfredsstillende ytelse for de fleste bruksområder opp til 4:1 L/D-forhold.Borestenger med wolframkarbidskaft fungerer godt i et 6:1 L/D-forhold.
Radielle og aksiale skjærekrefter under boring avhenger av helningsvinkelen.Å øke skyvekraften ved en liten løftevinkel er spesielt nyttig for å redusere vibrasjoner.Ettersom ledevinkelen øker, øker den radielle kraften, og kraften vinkelrett på skjæreretningen øker også, noe som resulterer i vibrasjoner.
Den anbefalte løftevinkelen for hullvibrasjonskontroll er 0° til 15° (Imperial. Metrisk løftevinkel er 90° til 75°).Når blyvinkelen er 15 grader, er den radielle skjærekraften nesten dobbelt så stor som når forføringsvinkelen er 0 grader.
For de fleste kjedelige operasjoner foretrekkes positivt skråstilte skjæreverktøy fordi de reduserer skjærekreftene.Imidlertid har positive verktøy en mindre klaringsvinkel, så operatøren må være oppmerksom på muligheten for kontakt mellom verktøyet og arbeidsstykket.Det er spesielt viktig å sikre tilstrekkelig klaring ved boring av hull med liten diameter.
De radielle og tangentielle kreftene i boringen øker etter hvert som neseradiusen øker, men disse kreftene påvirkes også av blyvinkelen.Kuttdybde ved boring kan endre dette forholdet: hvis skjæredybden er større enn eller lik hjørneradiusen, bestemmer føringsvinkelen den radielle kraften.Hvis skjæredybden er mindre enn hjørneradiusen, øker selve skjæredybden den radielle kraften.Dette problemet gjør det desto viktigere for operatører å bruke en neseradius som er mindre enn skjæredybden.
Horn USA har utviklet et system for hurtig verktøyskifte som reduserer oppsett- og verktøyskiftetiden betraktelig på dreiebenker i sveitsisk stil, inkludert de med intern kjølevæske.
UNCC-forskere introduserer modulering i verktøybaner.Målet var sponbrudd, men den høyere metallfjerningshastigheten var en interessant bieffekt.
De valgfrie roterende freseaksene på disse maskinene gjør at mange typer komplekse deler kan maskineres i ett enkelt oppsett, men disse maskinene er notorisk vanskelige å programmere.Imidlertid forenkler moderne CAM-programvare oppgaven med programmering.
Innleggstid: Sep-04-2023