Sorvaus on sorvilla suoritettava työstöprosessi, joka on koneenrakennuksen olennainen osa. Tässä prosessissa pyörivää työkappaletta muotoillaan sorvaustyökalulla. Sorveja käytetään pääasiassa pyörivien pintojen omaavien komponenttien, kuten akseleiden, kiekkojen ja holkkien, työstämiseen. Ne ovat yleisimmin käytetty työstökonetyyppi sekä valmistus- että korjauspajoissa.
Sorvaajien taidot ovat rajattomat. Yleisimmät sorvaajat eivät vaadi kovin korkeaa osaamista. Heidät voidaan jakaa viiteen yhteiskunnassa yleisimpiin kategoriaan.
1. Tavalliset mekaaniset sorvinkäyttäjät, yksinkertaiset ja helposti opittavat, CNC-sorvin jalostustehdas.
2. Muottisorvien käyttäjien, erityisesti muovimuovien tarkkuussorvien, on noudatettava tiukkoja vaatimuksia työkalujen ja tarkkojen mittojen suhteen. On tärkeää ymmärtää, mitkä terästyypit tarjoavat hyvän kiillotusvaikutuksen ja peilimäisen pinnan. Sinun tulisi myös tietää, onko tämän muottisarjan tuote valmistettu ABS-muovista vai jostain muusta muovista, sekä muoviosien elastisuus millimetreinä mitattuna. Lisäksi on monia muita yleisiä tiedollisia näkökohtia, jotka on otettava huomioon. Valmiiden osien tulisi olla korkealaatuisesti viimeisteltyjä, helposti kiillotettavia ja niillä tulisi olla peilimäinen vaikutus. Vankka perusta muovimuottien periaatteille on välttämätön.
3. Työkalusorvin käyttäjät työskentelevät erilaisilla työkaluilla, kuten avartimilla, porilla, metalliseosleikkureilla ja työkalun varsilla. Tämän tyyppinen sorvaustyö on usein yksinkertaisin, mutta voi olla melko väsyttävää. Tyypillisesti nämä työkalut ovat massatuotettuja, ja yleisimpiä tyyppejä ovat kaksoiskeskiöiset, kartioiset ja virtausmoduuliset työkalut.
Nopeimpien ja tehokkaimpien tulosten saavuttamiseksi on tärkeää minimoida työkalun kuluminen. Tämän tyyppisen sorvin käyttäjän käsittelemien materiaalien kovuus on lähes yhtä korkea kuin laadukkaan valkoisen teräsveitsen. Seosveitsen hionnan laatu liittyy suoraan valmiiden tuotteiden laatuun.
4. Suurten laitteiden sorvaajan käyttö: Tämän tyyppisellä sorvaajan on oltava kokeneen alan ammattilainen, ja pystysuoran sorvin käyttö vaatii enemmän opetusta.
Esimerkki: Kampiakselin kääntämiseksi sinun on ensin luettava piirustus toistuvasti monta kertaa, mitä työstää ensin ja mitä myöhemmin, hiotaanko hiontaa kokonaan vai työstetäänkö suoraan kokoon, onko kierre positiivinen vai negatiivinen…
5. CNC-sorvaajan työ: Tämän tyyppinen sorvaajan työ on yksinkertaisin ja vaikein. Ensinnäkin sinun on kyettävä lukemaan piirustuksia, ohjelmoimaan, muuntamaan kaavoja ja käyttämään työkaluja.
Siirrytään prosessiin
Sorvi on työstökone, jota käytetään työkappaleen pyörittämiseen samalla, kun leikkaustyökalu liikkuu joko lineaarisesti tai kaarevasti. Tämä prosessi muuttaa työkappaleen muotoa ja kokoa tiettyjen suunnitteluvaatimusten täyttämiseksi.
Sorvaus on sorvilla suoritettava leikkausmenetelmä, jossa työkappale pyörii työkaluun nähden. Tässä prosessissa leikkausenergia tulee ensisijaisesti pyörivästä työkappaleesta eikä itse leikkaustyökalusta. Sorvaus on yksi perus- ja laajimmin käytetyistä työstömenetelmistä, ja sillä on ratkaiseva rooli valmistuksessa. Se soveltuu erityisesti pyörivien pintojen luomiseen. Useimpia tällaisilla pinnoilla varustettuja työkappaleita voidaan työstää sorvaustekniikoilla, mukaan lukien sisä- ja ulkosylinteripinnat, sisä- ja ulkosylinteripinnat, päätypinnat, urat ja kierteet sekä muut pyörivät muodot. Tässä prosessissa käytettävät ensisijaiset työkalut ovat sorvaustyökaluja.
Erilaisista metallinleikkaustyöstökoneista sorvit ovat yleisimmin käytettyjä, ja ne muodostavat noin 50 % työstökoneiden kokonaismäärästä. Sorveissa voidaan käyttää paitsi sorvaustyökaluja työkappaleiden muotoiluun, myös poria, avartimia, kierretappeja ja pyällystyökaluja poraamiseen, avartamiseen, kierteitykseen ja pyällystykseen. Prosessiominaisuuksiensa, asettelumuotojensa ja rakenteellisten ominaisuuksiensa perusteella sorvit voidaan luokitella useisiin tyyppeihin, mukaan lukien vaakasuorat sorvit, lattiasorvit, pystysuorat sorvit, tornisorvit ja kopiosorvit, joista vaakasuorat sorvit ovat yleisimpiä.
Turvallisuus- ja tekniset kysymykset
Kääntö on yleisimmin käytetty tyyppikoneistus valmistusteollisuudessa. Se edellyttää erilaisia sorveja, merkittävää määrää henkilöstöä, laajan valikoiman koneistusmahdollisuuksia sekä lukuisia työkaluja ja kiinnittimiä. Tämän vuoksi sorvaukseen liittyvät turvallisuus- ja tekniset kysymykset ovat erityisen tärkeitä. Keskeiset tehtävät ovat seuraavat:
1. Sirpaleiden ja suojatoimenpiteiden aiheuttamat vahingot.
Sorveilla työstettävät teräsosat ovat sitkeitä. Sorvausprosessin aikana syntyvät lastut ovat tyypillisesti plastisia ja käpristyneitä, ja niissä on suhteellisen terävät reunat. Teräsosia työstettäessä suurilla nopeuksilla voi muodostua punakuumia ja pitkänomaisia lastuja, jotka aiheuttavat loukkaantumisvaaran. Nämä lastut voivat helposti tarttua työkappaleeseen, leikkaustyökaluun ja työkalunpitimeen.
Turvallisuuden varmistamiseksi rautakoukkuja tulisi käyttää usein lastujen puhdistamiseen tai rikkomiseen tarpeen mukaan. Tarvittaessa kone on pysäytettävä lastujen poistamiseksi, eikä niitä saa koskaan poistaa tai rikkoa käsin. Lastuvaurioiden ja -murtumisen estämiseksi käytetään yleisesti lastunvirtauksen säätötoimenpiteitä ja suojaavia ohjauslevyjä. Tehokkaisiin lastunmurtostrategioihin kuuluvat lastunmurtajaurien tai -portaiden hionta sorvaustyökalussa, sopivien lastunmurtajien käyttö ja työkalun mekaaninen kiinnitys.
2. Työkappaleiden kiinnitys.
Sorvausprosessin aikana voi tapahtua erilaisia onnettomuuksia, jotka voivat vahingoittaa työstökonetta, rikkoa tai osua työkaluun ja aiheuttaa työkappaleen putoamisen tai sinkoutumisen, mikä voi aiheuttaa henkilöstövahinkoja virheellisen kiinnityksen vuoksi. Turvallisen tuotannon varmistamiseksi sorvausoperaatioiden aikana on erittäin tärkeää kiinnittää erityistä huomiota työkappaleen kiinnitykseen.
Eri kokoisille ja muotoisille osille on valittava sopivat puristimet. Käytettiinpä sitten kolmileukaista istukkaa, nelileukaista istukkaa tai erikoispuristinta, karaan kiinnityksen on oltava vakaa ja luotettava. Työkappale on kiinnitettävä tukevasti ja tiukasti, jotta se ei pääse liikkumaan.
Suuremmille työkappaleille voidaan käyttää holkkia varmistamaan, että työkappale ei siirry, putoa tai irtoa paikaltaan pyöriessään suurilla nopeuksilla ja leikkausvoimien alaisena. Tarvittaessa kiinnitystä voidaan vahvistaa entisestään käyttämällä keskiötä tai keskiökehystä. Lisäksi on tärkeää poistaa jakoavain heti kiinnittämisen jälkeen onnettomuuksien välttämiseksi.
3. Turvallinen käyttö.
Ennen työstökoneen käyttöä se on tarkastettava perusteellisesti sen varmistamiseksi, että se on hyvässä kunnossa. Työkappale ja työkalu on kiinnitettävä tukevasti oikeaan asentoon vakauden ja luotettavuuden takaamiseksi. Kone on pysäytettävä työkaluja vaihdettaessa, työkappaletta lastattaessa ja purettaessa tai työkappaletta mitattaessa.
On tärkeää, ettei pyörivää työkappaletta kosketeta tai pyyhitä käsin tai puuvillalangalla. Leikkausnopeus, syöttönopeus ja työsyvyys on valittava asianmukaisesti, eikä ylikuormituskäsittely ole sallittua. Lisäksi työkappaleita, kiinnittimiä ja muita esineitä ei saa asettaa koneen päähän, työkalunpitimeen tai alustalle.
Kun käytät viilaa, siirrä sorvaustyökalu turvalliseen asentoon. Pidä oikea kätesi edessä ja vasen kätesi takana, jotta hihat eivät jää puristuksiin. Nimetyn henkilön tulee olla vastuussa työstökoneen käytöstä ja huollosta; luvattomat henkilöt eivät saa käyttää sitä.
Muistiinpanoja
CNC-sorvin työstötekniikka on samanlainen kuin tavallisen sorvin, mutta koskaCNC-sorvikiinnitetään kerran ja se suorittaa kaikki sorvausprosessit jatkuvasti ja automaattisesti, on otettava huomioon seuraavat seikat.
1. Leikkausparametrien kohtuullinen valinta
Tehokkaan metallinleikkauksen kannalta on otettava huomioon kolme päätekijää: käsiteltävä materiaali, leikkaustyökalut ja leikkausolosuhteet. Nämä tekijät vaikuttavat käsittelyaikaan, työkalun käyttöikään ja käsittelyn laatuun. Taloudellinen ja tehokas käsittelymenetelmä edellyttää leikkausolosuhteiden huolellista valintaa.
Leikkausolosuhteiden kolme keskeistä elementtiä – leikkausnopeus, syöttönopeus ja leikkaussyvyys – vaikuttavat suoraan työkaluvaurioihin. Leikkausnopeuden kasvaessa työkalun kärjen lämpötila nousee, mikä johtaa mekaaniseen, kemialliseen ja lämpökulumiseen. Esimerkiksi 20 prosentin leikkausnopeuden kasvu voi lyhentää työkalun käyttöikää puolella.
Syöttöolosuhteiden ja työkalun takakulumisen välinen suhde on hyvin pieni. Jos syöttönopeus on kuitenkin liian suuri, leikkauslämpötila nousee, mikä voi johtaa merkittävään takakulumiseen. Vaikka leikkaussyvyydellä on pienempi vaikutus työkaluun kuin leikkausnopeudella ja syöttönopeudella, matalalla syvyydellä leikkaus voi aiheuttaa materiaaliin kovettuneeseen kerrokseen, mikä voi vaikuttaa negatiivisesti työkalun käyttöikään.
Leikkausnopeutta valittaessa käyttäjien tulisi ottaa huomioon käsiteltävä materiaali, sen kovuus, vallitsevat leikkausolosuhteet, materiaalin tyyppi, syöttönopeus ja leikkaussyvyys. Sopivimmat käsittelyolosuhteet riippuvat näistä tekijöistä, ja ihanteellinen skenaario on säännöllinen ja vakaa kuluminen, joka maksimoi työkalun käyttöiän.
Käytännössä työkalun kestoikään vaikuttavat kuitenkin myös tekijät, kuten työkalun kuluminen, työkappaleen koon muutokset, pinnanlaatu, leikkausmelu ja työstölämpö. Siksi työstöolosuhteet tulisi analysoida todellisen tilanteen perusteella. Haastaville materiaaleille, kuten ruostumattomalle teräkselle ja kuumuutta kestäville seoksille, voidaan käyttää jäähdytysnesteitä tai valita jäykempiä työkaluja.
Yleinen koodi
Yleinen sorvausprosessikoodi (JB/T9168.2-1998)
Sorvaustyökalujen kiinnitys
1) Työkalupalkki ei saa ulottua liian kauas työkalunpitimestä. Yleensä pituus ei saa ylittää 1,5 kertaa työkalupalkin korkeutta (lukuun ottamatta sorvausreikiä, uria jne.).
2) Työkalupalkin keskiviivan tulee olla kohtisuorassa tai yhdensuuntainen leikkaussuunnan kanssa.
3) Työkalun kärjen korkeuden säätö:
Päätypintoja, kartiopintoja, kierteitä, muovauspintoja ja umpinaisia työkappaleita sorvatessa työkalun kärjen tulee yleensä olla samalla korkeudella kuin työkappaleen akseli.
Ulkoympyröiden rouhintasorvauksessa ja reikien viimeistelyssä työkalun kärjen tulisi yleensä olla työkappaleen akselia korkeammalla.
Hoikkia akseleita sorvattaessa, reikiä karkeasti sorvattaessa ja onttoja työkappaleita työstettäessä työkalun kärjen tulisi yleensä olla hieman työkappaleen akselia alempana.
4) Kierresorvaustyökalun kärkikulman puolittajan tulee olla kohtisuorassa työkappaleen akseliin nähden.
5) Sorvaustyökalua kiinnitettäessä työkalun alla olevan tiivisteen tulee olla pieni ja tasainen, ja sorvaustyökalua paikallaan pitävät ruuvit on kiristettävä tiukalle.
Työkappaleen kiinnitys
- Kun työkappaletta kiinnitetään kolmileukaisella itsekeskittävällä istukalla sekä karkea- että hienosorvausta varten ja työkappaleen halkaisijan ollessa alle 30 mm, vapaapituuden pituus ei saa ylittää viittä kertaa halkaisijaa. Jos työkappaleen halkaisija on yli 30 mm, vapaapituuden pituus ei saa ylittää kolmea kertaa halkaisijaa.
- Kun kiinnitetään epäsäännöllisiä ja raskaita työkappaleita nelileukaisella yksitoimisella istukalla, kiinnityslevyllä, kulmaraudalla tai taivutetulla levyllä, on välttämätöntä lisätä vastapaino.
- KoneistaessaCNC-akselin koneistustyökappaleita keskipisteiden välissä, varmista, että takapylkän keskipisteen akseli on linjassa sorvin karan akselin kanssa ennen sorvauksen aloittamista.
- Kahden keskiön välistä koneistettavien hoikkien akseleiden kohdalla on käytettävä seuraajatukea tai keskitukea. Koneistuksen aikana on kiinnitettävä huomiota keskiön yläkiristysvoiman säätöön ja varmistettava sekä kuolleen keskiön että keskituen asianmukainen voitelu.
- Käytettäessä takapylkkää, pidentäkää holkkia mahdollisimman vähän tärinän minimoimiseksi.
- Kun kiinnität pystysuoraan sorviin työkappaletta, jolla on pieni tukipinta ja korkea korkeus, käytä korotettua kiinnitysleukaa. Lisäksi sopivaan kohtaan on lisättävä kiinnitystanko tai puristuslevy työkappaleen kiinnittämiseksi.
- Sorvatessasi laikka- ja holkkivaluja ja -takeita on käsittelemätön pinta kohdistettava oikein, jotta työkappaleen seinämän paksuus on tasainen työstön jälkeen.
Kääntyminen
- Porrastettua akselia sorvattaessa on yleensä suositeltavaa sorvata ensin suurempi halkaisijaltaan oleva osa jäykkyyden varmistamiseksi ja sen jälkeen pienempi halkaisijaltaan oleva osa.
- Työkappaleen muodonmuutoksen estämiseksi urat on tehtävä ennen akselin hienosorvausta.
- Kierteitetyn akselin hienosorvauksessa kierteetön osa tulisi yleensä hienosorvata kierteiden työstämisen jälkeen.
- Ennen poraamista työkappaleen päätypinta on sorvattava tasaiseksi. Tarvittaessa keskireikä on porattava ensin.
- Syviä reikiä porattaessa on suositeltavaa porata ensin ohjausreikä.
- 10–20 mm:n halkaisijan omaavan reiän poraamiseen käytettävän työkalun halkaisijan tulee olla 0,6–0,7 kertaa työstettävän reiän halkaisija. Yli 20 mm:n halkaisijan omaavan reiän poraamiseen käytetään yleensä kiinnityspäällä varustettua poraa.
- Useita kierteitä tai matoja sorvatessa on suoritettava koeleikkaus vaihtopyörän säädön jälkeen.
- Automaattisorvia käytettäessä työkalun ja työkappaleen suhteellinen asento on säädettävä työstökoneen säätökortin mukaisesti. Säätöjen jälkeen on suoritettava koekäännös. Tuotanto voidaan aloittaa vasta, kun ensimmäisen kappaleen kelpuutus on vahvistettu. Työkalun kulumista sekä työkappaleen kokoa ja pinnan karheutta on jatkuvasti seurattava työstön aikana.
- Kun pystysuoraa sorvia käännetään ja työkalunpidin on säädetty, vältä poikkipalkin siirtämistä ilman asianmukaista syytä.
- Jos työkappaleen asiaankuuluville pinnoille on paikkatoleranssivaatimuksia, pyri suorittamaan sorvausprosessi yhdellä kiinnityksellä.
- Sylinterimäistä hammaspyöräaihiota sorvattaessa sekä reikä että vertailupäätypinta on työstettävä yhdellä kiinnityksellä. Tarvittaessa päätypinnalle on sorvattava merkintäviiva hammaspyörän jakoympyrän lähelle.
Yleisiä ongelmia
Kun tavallisia sorveja käytetään suuren nousun kierteiden työstämiseen merkittävän voiman alaisena, satularunko voi joskus värähdellä. Tämä värähtely voi johtaa värähtelyyn työstetyllä pinnalla tai jopa työkalun rikkoutumiseen. Opiskelijat kohtaavat usein ongelmia, kuten työkalun lävistymistä tai rikkoutumista työstön aikana. Näihin ongelmiin vaikuttaa useita tekijöitä. Tässä artikkelissa käsitellään pääasiassa tätä ilmiötä ja ehdotetaan ratkaisuja analysoimalla työkaluun vaikuttavia voimia.
Ongelman syy ja syy
Kun työstetään kierteitä, joilla on pienempi nousu, käytetään tyypillisesti suorasyöttöistä leikkausmenetelmää. Tässä menetelmässä leikkaus tapahtuu kohtisuorassa suunnassa työkappaleen akseliin nähden. Toisaalta suuremmilla nousuilla kierteille käytetään usein vasen-oikea-lainanleikkausmenetelmää leikkausvoiman vähentämiseksi. Tämä tekniikka mahdollistaa pienen luistin liikkumisen, jolloin kierteiden sorvaustyökalu voi työstää vuorotellen sekä vasemmalla että oikealla leikkausreunalla.
Kierteitä sorvattaessa satulan liikettä ohjataan pitkän johtoruuvin pyörimisellä, joka puolestaan ohjaa halkiomutterin liikettä. Pitkän johtoruuvin laakerissa on aksiaalinen rako, samoin kuin pitkän johtoruuvin ja halkiomutterin välillä. Kun oikeakätistä matoa pyöritetään vasemmalle ja oikealle leikkausmenetelmällä, työkaluun kohdistuu työkappaleesta kohdistettu voima (P) (jättäen huomiotta lastun ja etummaisen leikkaussärmän välisen kitkan, kuten kuvassa 1 on esitetty). Tämä voima (P) voidaan jakaa aksiaalivoimaan (Px) ja radiaalivoimaan. Aksiaalivoima (Px) on linjassa työkalun syöttösuunnan kanssa. Työkalu välittää tämän aksiaalivoiman (Px) satulaan, jolloin se liikkuu nopeasti ja voimakkaasti rakopuolia kohti. Tämän seurauksena työkalu värähtelee edestakaisin, mikä johtaa aaltoilevaan työstettyyn pintaan ja joissakin tapauksissa työkalun rikkoutumiseen.
Vasenta pääleikkaussärmää käytettäessä ei havaita lastuamiseen vaikuttavaa ilmiötä. Sen sijaan työkalun kokema aksiaalivoima \(P_x \) suuntautuu syöttösuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan ja poistaa mahdollisen raon. Tänä aikanaCNC-työstöprosessisatula pitää nopeuden tasaisena.
Keskimmäisen luistin liike tapahtuu ruuvin pyörimisen kautta, joka puolestaan ohjaa mutterin liikettä. Ruuvin laakerissa on kuitenkin aksiaalinen rako, samoin kuin ruuvin ja mutterin välillä.
Sorvattaessa työkalun etureunaan (jolla on etukulma) kohdistuu työkappaleesta kohdistettu voima \(P \). Yksinkertaisuuden vuoksi jätämme huomiotta lastun ja etureunan välisen kitkan, kuten kuvassa 2 on esitetty.
Voima \(P \) voidaan jakaa kahteen osaan: \(P_z \) (aksiaalinen komponentti) ja \(Q \) (radiaalinen komponentti). Radiaalinen voimakomponentti \(Q \) on linjassa leikkaustyökalun syöttösuunnan kanssa ja työntää työkalua työkappaleeseen. Tämä liike saa keskiluistin liikkumaan kohti rakoa, mikä voi johtaa leikkaustyökalun äkilliseen lävistykseen työkappaleeseen. Tämän seurauksena lävistys voi johtaa työkalun rikkoutumiseen tai työkappaleen taipumiseen.
Ratkaisu
Kun sorvataan kierteitä suurilla nousuilla ja käytetään vasenta ja oikeaa lainatyökaluleikkausmenetelmää, on tärkeää säätää paitsi sorvin asiaankuuluvia parametreja myös satulan ja kiskon välistä vastaavaa välystä. Tätä välystä tulisi asettaa hieman tiukemmalle kitkan lisäämiseksi liikkeen aikana ja satulan liikkumisen mahdollisuuden vähentämiseksi. On kuitenkin erittäin tärkeää, että tämä välys säädetään asianmukaisesti, jotta satula voi edelleen liikkua tasaisesti. Lisäksi on minimoitava keskikelkan välys.
Pienen liukukiskon kireyttä kannattaa säätää hieman, jotta se ei liiku sorvauksen aikana. Vakauden parantamiseksi lyhennä työkappaleen ja työkalun pituutta mahdollisimman paljon. Käytä vasenta pääterää leikatessasi aina kun mahdollista. Jos leikkaat oikealla pääterällä, vähennä vastaleikkausmäärää ja lisää oikean pääterän kaltevuuskulmaa. Varmista, että terän reuna on suora ja terävä, jotta työkaluun kohdistuva aksiaalinen komponenttivoima (Px) on mahdollisimman pieni. Oikean pääterän suurempi kaltevuuskulma parantaa suorituskykyä.
Jos haluat tietää lisää tai tiedustella, ota rohkeasti yhteyttäinfo@anebon.com
Anebonin johtavan teknologian, innovaatiohengen, keskinäisen yhteistyön, hyötyjen ja kehityksen ansiosta aiomme rakentaa vauraan tulevaisuuden yhdessä arvostetun OEM-valmistajayrityksesi kanssa.CNC-sorvatut komponentit, metalliosien sorvaus,CNC-jyrsintäteräsosat.
Julkaisun aika: 17.12.2024