Toczenie to proces obróbki skrawaniem wykonywany na tokarce, który stanowi kluczowy aspekt produkcji mechanicznej. W tym procesie obrotowy przedmiot obrabiany jest kształtowany za pomocą narzędzia skrawającego zwanego nożem tokarskim. Tokarki są wykorzystywane głównie do obróbki elementów takich jak wały, tarcze i tuleje, które posiadają powierzchnie obrotowe. Są to najczęściej używane obrabiarki zarówno w warsztatach produkcyjnych, jak i naprawczych.
Umiejętności operatorów tokarek są nieograniczone. Najczęściej spotykani operatorzy tokarek nie wymagają zbyt wysokich kwalifikacji. Można ich podzielić na pięć kategorii, które są najpowszechniejsze w społeczeństwie.
1. Zwykli operatorzy tokarek mechanicznych, prości i łatwi do nauczenia, fabryka obróbki tokarkami CNC.
2. Operatorzy tokarek formujących, zwłaszcza ci specjalizujący się w precyzyjnych tokarkach do formowania tworzyw sztucznych, muszą przestrzegać surowych wymagań dotyczących narzędzi i precyzyjnych wymiarów. Ważne jest, aby zrozumieć, które rodzaje stali zapewniają dobry efekt polerowania, pozwalając uzyskać lustrzane wykończenie. Należy również wiedzieć, czy produkt z tego zestawu form jest wykonany z ABS, czy innego rodzaju tworzywa sztucznego, a także znać elastyczność części z tworzywa sztucznego mierzoną w milimetrach. Ponadto istnieje wiele innych aspektów wiedzy ogólnej, które należy wziąć pod uwagę. Gotowe części powinny charakteryzować się wysoką jakością wykończenia, być łatwe do polerowania i zapewniać lustrzany efekt. Solidna wiedza z zakresu formowania tworzyw sztucznych jest niezbędna.
3. Operatorzy tokarek narzędziowych pracują z różnymi narzędziami, takimi jak rozwiertaki, wiertła, frezy do stopów metali i trzpienie narzędziowe. Ten rodzaj pracy na tokarce jest często najprostszy, ale może być dość męczący. Zazwyczaj narzędzia te są produkowane masowo, a do najpopularniejszych należą narzędzia z podwójnym kiełkiem, stożkiem i modułem płynięcia.
Aby osiągnąć najszybsze i najefektywniejsze rezultaty, kluczowe jest zminimalizowanie zużycia narzędzi. Twardość materiałów obrabianych przez operatorów tokarek tego typu jest niemal tak wysoka, jak w przypadku wysokiej jakości noża ze stali białej. Jakość szlifowania noży stopowych jest bezpośrednio związana z jakością gotowych produktów.
4. Operator tokarki do dużych urządzeń: ten typ operatora tokarki musi mieć wysokie kwalifikacje, a do obsługi tokarki pionowej wymagane jest dłuższe szkolenie.
Przykład: Aby obrócić wał korbowy, najpierw musisz wielokrotnie przeczytać rysunek, aby dowiedzieć się, który element obrobić najpierw, a który później, czy pominąć szlifowanie, czy od razu obrobić na wymiar, czy gwint jest dodatni, czy ujemny…
5. Operator tokarki CNC: ten typ operatora tokarki jest jednocześnie najprostszy i najtrudniejszy. Przede wszystkim musisz umieć czytać rysunki, programować, konwertować wzory i obsługiwać narzędzia.
Przechodząc do procesu
Tokarka to obrabiarka służąca do obracania przedmiotu obrabianego, umożliwiająca jednocześnie liniowy lub krzywoliniowy ruch narzędzia skrawającego. Proces ten zmienia kształt i rozmiar przedmiotu obrabianego, aby spełnić określone wymagania projektowe.
Toczenie to metoda obróbki skrawaniem wykonywana na tokarce, w której przedmiot obrabiany obraca się względem narzędzia. W tym procesie energia skrawania pochodzi głównie z obracającego się przedmiotu obrabianego, a nie z samego narzędzia skrawającego. Toczenie jest jedną z najbardziej podstawowych i powszechnie stosowanych metod obróbki skrawaniem i odgrywa kluczową rolę w produkcji. Jest szczególnie przydatne do obróbki powierzchni obrotowych. Większość przedmiotów obrabianych z takimi powierzchniami można obrabiać technikami toczenia, w tym powierzchnie walcowe wewnętrzne i zewnętrzne, powierzchnie stożkowe wewnętrzne i zewnętrzne, powierzchnie czołowe, rowki i gwinty, a także inne kształty obrotowe. Podstawowymi narzędziami używanymi w tym procesie są narzędzia tokarskie.
Spośród różnych typów obrabiarek do obróbki skrawaniem metali, tokarki są najczęściej używane, stanowiąc około 50% całkowitej liczby obrabiarek. Tokarki mogą nie tylko wykorzystywać narzędzia tokarskie do kształtowania przedmiotów obrabianych, ale także wiertła, rozwiertaki, gwintowniki i radełkowarki do wykonywania operacji takich jak wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie i radełkowanie. W zależności od charakterystyki procesu, układu i cech konstrukcyjnych, tokarki można podzielić na kilka typów, w tym tokarki poziome, tokarki podłogowe, tokarki pionowe, tokarki rewolwerowe i tokarki kopiujące, przy czym tokarki poziome są najpopularniejsze.
Bezpieczeństwo i kwestie techniczne
Toczenie jest najczęściej stosowanym rodzajemObróbka skrawaniem w przemyśle wytwórczym. Wymaga ona użycia różnych tokarek, znacznej liczby personelu, szerokiego zakresu możliwości obróbczych oraz licznych narzędzi i oprzyrządowania. W związku z tym kwestie bezpieczeństwa i techniczne związane z toczeniem są szczególnie istotne. Kluczowe zadania to:
1. Uszkodzenia spowodowane odpryskami i środkami ochronnymi.
Różne elementy stalowe obrabiane na tokarkach charakteryzują się dobrą wytrzymałością. Podczas toczenia powstają zazwyczaj plastyczne i zawinięte wióry o stosunkowo ostrych krawędziach. Podczas skrawania elementów stalowych z dużą prędkością mogą powstawać rozżarzone do czerwoności i wydłużone wióry, co stwarza ryzyko obrażeń. Wióry te mogą łatwo zaplątać się w obrabiany przedmiot, narzędzie skrawające i uchwyt narzędziowy.
Aby zapewnić bezpieczeństwo, należy często używać żelaznych haków do czyszczenia lub łamania wiórów, w razie potrzeby. W razie potrzeby należy zatrzymać maszynę w celu usunięcia wiórów i nigdy nie należy ich usuwać ani łamać ręcznie. Aby zapobiec uszkodzeniu i pękaniu wiórów, powszechnie stosuje się środki kontroli przepływu wiórów i przegrody ochronne. Skuteczne strategie łamania wiórów obejmują szlifowanie rowków lub stopni łamacza wiórów na narzędziu tokarskim, stosowanie odpowiednich łamaczy wiórów oraz mechaniczne mocowanie narzędzia.
2. Mocowanie przedmiotów obrabianych.
Podczas procesu toczenia może dojść do różnych wypadków, które mogą uszkodzić obrabiarkę, złamać lub uderzyć w narzędzie, a także spowodować wypadnięcie lub wyrzucenie przedmiotu obrabianego, co może skutkować obrażeniami personelu z powodu nieprawidłowego mocowania. Aby zapewnić bezpieczeństwo produkcji podczas operacji toczenia, należy zwrócić szczególną uwagę na mocowanie przedmiotu obrabianego.
Do elementów o różnych rozmiarach i kształtach należy dobrać odpowiednie zaciski. Niezależnie od tego, czy używany jest uchwyt trójszczękowy, czteroszczękowy, czy zacisk specjalistyczny, połączenie z wrzecionem musi być stabilne i niezawodne. Obrabiany przedmiot powinien być mocno i pewnie zamocowany, aby zapobiec jego przemieszczaniu.
W przypadku większych elementów obrabianych można zastosować tuleję, aby zapobiec ich przesunięciu, wypadnięciu lub przemieszczeniu podczas obracania się z dużą prędkością i przy niskich siłach skrawania. W razie potrzeby mocowanie można dodatkowo wzmocnić za pomocą elementu centrującego lub ramy centralnej. Ponadto, aby uniknąć wypadków, ważne jest, aby natychmiast po zamocowaniu zdjąć klucz.
3. Bezpieczna eksploatacja.
Przed użyciem obrabiarki należy ją poddać kompleksowej kontroli, aby upewnić się, że jest w dobrym stanie. Obrabiany przedmiot i narzędzie muszą być pewnie zamocowane w prawidłowej pozycji, aby zagwarantować stabilność i niezawodność. Obrabiarka musi być zatrzymana podczas wymiany narzędzi, załadunku i rozładunku obrabianego przedmiotu lub jego pomiaru.
Ważne jest, aby nie dotykać ani nie wycierać obracającego się przedmiotu obrabianego ręką ani bawełnianą nicią. Prędkość skrawania, posuw i głębokość robocza powinny być odpowiednio dobrane, a obróbka z przeciążeniem jest niedopuszczalna. Ponadto, przedmioty obrabiane, uchwyty i inne przedmioty nie powinny być umieszczane na głowicy maszyny, uchwycie narzędziowym ani powierzchni stołu.
Podczas używania pilnika należy ustawić narzędzie tokarskie w bezpiecznej pozycji. Trzymaj prawą rękę z przodu, a lewą z tyłu, aby zapobiec zaplątaniu się rękawów. Za obsługę i konserwację obrabiarki powinna odpowiadać wyznaczona osoba; osoby nieupoważnione nie mają prawa jej obsługiwać.
Notatki
Technologia obróbki tokarki CNC jest podobna do technologii obróbki zwykłej tokarki, ale ponieważTokarka CNCjest zaciskany tylko raz i wykonuje wszystkie procesy toczenia w sposób ciągły i automatyczny, należy zwrócić uwagę na następujące aspekty.
1. Rozsądny dobór parametrów cięcia
Aby zapewnić wydajne skrawanie metalu, należy uwzględnić trzy główne czynniki: obrabiany materiał, narzędzia skrawające oraz warunki skrawania. Czynniki te wpływają na czas obróbki, trwałość narzędzia i jakość obróbki. Ekonomiczna i efektywna metoda obróbki wymaga starannego doboru warunków skrawania.
Trzy kluczowe elementy warunków skrawania – prędkość skrawania, posuw i głębokość skrawania – bezpośrednio wpływają na uszkodzenia narzędzia. Wraz ze wzrostem prędkości skrawania rośnie temperatura końcówki narzędzia, co prowadzi do zużycia mechanicznego, chemicznego i termicznego. Na przykład, zwiększenie prędkości skrawania o 20% może spowodować skrócenie żywotności narzędzia o połowę.
Zależność między warunkami posuwu a zużyciem powierzchni skrawającej narzędzia występuje w bardzo wąskim zakresie. Jednakże, jeśli posuw jest zbyt wysoki, temperatura skrawania wzrasta, co może prowadzić do znacznego zużycia powierzchni skrawającej. Chociaż głębokość skrawania ma mniejszy wpływ na narzędzie niż prędkość skrawania i posuw, skrawanie na małej głębokości może spowodować utworzenie się warstwy stwardniałej w materiale, co może negatywnie wpłynąć na trwałość narzędzia.
Wybierając prędkość skrawania, użytkownicy powinni wziąć pod uwagę obrabiany materiał, jego twardość, aktualne warunki skrawania, rodzaj materiału, posuw i głębokość skrawania. Najbardziej odpowiednie warunki obróbki zależą od tych czynników, a idealnym scenariuszem jest regularne i stabilne zużycie, maksymalizujące żywotność narzędzia.
Jednak w praktyce na trwałość narzędzia wpływają również takie czynniki, jak zużycie narzędzia, zmiany rozmiaru przedmiotu obrabianego, jakość powierzchni, hałas skrawania i ciepło obróbki. Dlatego warunki obróbki należy analizować w oparciu o rzeczywistą sytuację. W przypadku materiałów wymagających obróbki, takich jak stal nierdzewna i stopy żaroodporne, można zastosować chłodziwa lub wybrać narzędzia o zwiększonej sztywności.
Kod ogólny
Ogólny kod procesu toczenia (JB/T9168.2-1998)
Mocowanie narzędzi tokarskich
1) Belka narzędziowa nie powinna wystawać zbyt daleko poza uchwyt narzędzia. Zasadniczo jej długość nie powinna przekraczać 1,5-krotności wysokości belki narzędziowej (z wyjątkiem toczenia otworów, rowków itp.).
2) Linia środkowa paska narzędziowego powinna być prostopadła lub równoległa do kierunku cięcia.
3) Regulacja wysokości końcówki narzędzia:
Podczas toczenia powierzchni czołowych, powierzchni stożkowych, gwintów, powierzchni formujących i cięcia pełnych przedmiotów obrabianych, końcówka narzędzia powinna znajdować się na tej samej wysokości co oś przedmiotu obrabianego.
Podczas zgrubnego toczenia zewnętrznych okręgów i wykańczania otworów, końcówka narzędzia powinna znajdować się wyżej niż oś przedmiotu obrabianego.
Podczas toczenia smukłych wałów, zgrubnego toczenia otworów i cięcia pustych elementów obrabianych, końcówka narzędzia powinna znajdować się nieco niżej niż oś przedmiotu obrabianego.
4) Dwusieczna kąta ostrza narzędzia do toczenia gwintów powinna być prostopadła do osi przedmiotu obrabianego.
5) Podczas zaciskania narzędzia tokarskiego uszczelka pod drążkiem narzędziowym powinna być niewielka i płaska, a śruby mocujące narzędzie tokarskie powinny być dokręcone.
Mocowanie przedmiotu obrabianego
- Podczas mocowania przedmiotu obrabianego za pomocą samocentrującego uchwytu trójszczękowego do toczenia zgrubnego lub precyzyjnego, jeśli średnica przedmiotu obrabianego jest mniejsza niż 30 mm, długość wysięgu nie powinna przekraczać pięciokrotności średnicy. Jeśli średnica przedmiotu obrabianego jest większa niż 30 mm, długość wysięgu nie powinna przekraczać trzykrotności średnicy.
- Podczas mocowania nieregularnych i ciężkich elementów obrabianych za pomocą czteroszczękowego uchwytu jednostronnego działania, płyty czołowej, kątownika lub płyty giętej, konieczne jest dodanie przeciwwagi.
- Podczas obróbkiObróbka wałów CNCPodczas toczenia przedmiotów obrabianych w kłach należy upewnić się, że oś konika jest wyrównana z osią wrzeciona tokarki przed rozpoczęciem procesu toczenia.
- W przypadku wałów smukłych obrabianych między dwoma kłami, należy zastosować podpórkę centrującą lub podpórkę centrującą. Podczas obróbki należy zwrócić uwagę na regulację siły docisku górnej części kła oraz zapewnić prawidłowe smarowanie zarówno kła martwego, jak i podpórki centrującej.
- Używając konika, należy jak najmniej wysuwać tuleję, aby zminimalizować drgania.
- Podczas mocowania przedmiotu obrabianego o małej powierzchni podparcia i dużej wysokości na tokarce pionowej należy użyć podwyższonej szczęki mocującej. Dodatkowo, w odpowiednim miejscu należy zamontować pręt ściągający lub płytę dociskową, aby zabezpieczyć przedmiot obrabiany.
- Podczas toczenia odlewów i odkuwek typu kołowego i tulejowego należy prawidłowo wyrównać powierzchnię nieobrobioną, aby zapewnić jednolitą grubość ścianek przedmiotu obrabianego po obróbce.
Obrócenie
- Podczas toczenia wału stopniowanego zaleca się na ogół najpierw toczyć część o większej średnicy, aby zapewnić sztywność, a następnie część o mniejszej średnicy.
- Aby zapobiec odkształceniu przedmiotu obrabianego, rowki tnące należy wykonać przed dokładnym obróceniem wału.
- Podczas precyzyjnego toczenia wału z gwintem, część bez gwintu powinna zostać zazwyczaj poddana precyzyjnemu toczeniu po obróbce gwintu.
- Przed wierceniem należy spłaszczyć czoło przedmiotu obrabianego. W razie potrzeby należy najpierw wywiercić otwór centrujący.
- Wiercąc głębokie otwory, zaleca się najpierw wywiercić otwór prowadzący.
- W przypadku otworu o średnicy od 10 mm do 20 mm średnica narzędzia skrawającego powinna wynosić od 0,6 do 0,7 średnicy obrabianego otworu. Podczas obróbki otworu o średnicy powyżej 20 mm należy zazwyczaj stosować narzędzie skrawające z głowicą zaciskową.
- W przypadku toczenia wielu gwintów lub ślimaków, po wyregulowaniu przekładni wymiennej należy wykonać cięcie próbne.
- W przypadku korzystania z automatu tokarskiego, należy wyregulować położenie narzędzia względem przedmiotu obrabianego zgodnie z kartą regulacji obrabiarki. Po dokonaniu regulacji należy wykonać toczenie próbne. Produkcja może być kontynuowana dopiero po potwierdzeniu kwalifikacji pierwszego przedmiotu. Podczas obróbki należy stale monitorować zużycie narzędzia oraz rozmiar i chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego.
- Podczas toczenia na tokarce pionowej, po ustawieniu uchwytu narzędzia, należy unikać przesuwania belki poprzecznej bez uzasadnionej przyczyny.
- Jeżeli istnieją wymagania dotyczące tolerancji położenia odpowiednich powierzchni obrabianego przedmiotu, należy starać się wykonać proces toczenia w jednym zamocowaniu.
- Podczas toczenia walcowego koła zębatego, zarówno otwór, jak i powierzchnia czołowa odniesienia muszą być obrobione w jednym mocowaniu. W razie potrzeby należy wykonać linię znakowania w pobliżu koła podziałowego koła zębatego na powierzchni czołowej.
Typowe problemy
Podczas obróbki gwintów o dużym skoku przy użyciu zwykłych tokarek z dużą siłą, suport łoża może czasami wibrować. Wibracje te mogą prowadzić do powstawania nierówności na obrabianej powierzchni, a nawet do złamania narzędzia. Studenci często spotykają się z problemami, takimi jak przebicie lub pęknięcie narzędzia podczas skrawania. Istnieje kilka czynników, które przyczyniają się do tych problemów. Niniejszy artykuł omawia przede wszystkim to zjawisko i proponuje rozwiązania poprzez analizę sił działających na narzędzie.
Przyczyna i przyczyna problemu
Podczas obróbki gwintów o mniejszym skoku zazwyczaj stosuje się metodę skrawania z posuwem prostym. Metoda ta polega na skrawaniu w kierunku prostopadłym do osi przedmiotu obrabianego. Z kolei w przypadku gwintów o większym skoku, w celu zmniejszenia siły skrawania, często stosuje się metodę skrawania z zapożyczeniem lewego i prawego ostrza. Technika ta pozwala na ruch małego suwaka, umożliwiając narzędziu do toczenia gwintów skrawanie naprzemiennie lewą i prawą krawędzią skrawającą.
Podczas toczenia gwintów ruch suportu łoża jest kontrolowany przez obrót długiej śruby pociągowej, która napędza ruch nakrętki rozdzielonej. Istnieje szczelina osiowa w łożysku długiej śruby pociągowej, a także szczelina osiowa między długą śrubą pociągową a nakrętką rozdzieloną. Gdy prawoskrętny ślimak jest obracany metodą skrawania lewo-prawo, narzędzie doświadcza siły (P) wywieranej przez przedmiot obrabiany (pomijając tarcie między wiórem a przednią krawędzią skrawającą, jak pokazano na rysunku 1). Siłę tę (P) można rozłożyć na siłę osiową (Px) i siłę promieniową. Siła osiowa (Px) jest zgodna z kierunkiem posuwu narzędzia. Narzędzie przekazuje tę siłę osiową (Px) do suportu, powodując jego szybki i silny ruch w stronę ze szczeliną. W rezultacie narzędzie oscyluje tam i z powrotem, co prowadzi do pofałdowania powierzchni obrabianej, a w niektórych przypadkach do złamania narzędzia.
Podczas używania lewej głównej krawędzi skrawającej nie obserwuje się żadnego zjawiska wpływającego na skrawanie. Zamiast tego, siła osiowa \( P_x \), na którą działa narzędzie, jest skierowana przeciwnie do kierunku posuwu, eliminując wszelkie szczeliny. Podczas tegoProces obróbki CNCsiodło utrzymuje jednolitą prędkość.
Ruch środkowego suwaka odbywa się poprzez obrót śruby, która napędza ruch nakrętki. Występuje jednak szczelina osiowa w łożysku śruby, a także szczelina osiowa między śrubą a nakrętką.
Podczas skrawania na tokarce, przednia krawędź skrawająca narzędzia (która ma kąt natarcia) jest poddawana działaniu siły \( P \) wywieranej przez przedmiot obrabiany. Dla uproszczenia pominiemy tarcie między wiórem a przednią krawędzią skrawającą, jak pokazano na rysunku 2.
Siłę \( P \) można rozłożyć na dwie składowe: \( P_z \) (składową osiową) i \( Q \) (składową promieniową). Składowa promieniowa siły \( Q \) jest zgodna z kierunkiem posuwu narzędzia skrawającego, wciskając je w obrabiany przedmiot. To działanie powoduje przesunięcie środkowego suwaka w kierunku szczeliny, co może doprowadzić do nagłego przebicia przedmiotu obrabianego przez narzędzie skrawające. W konsekwencji przebicie to może doprowadzić do złamania narzędzia lub wygięcia przedmiotu obrabianego.
Rozwiązanie
Podczas toczenia gwintów o dużym skoku i stosowania metody skrawania z użyciem noża pożyczającego z lewej i prawej strony, ważne jest wyregulowanie nie tylko odpowiednich parametrów tokarki, ale także odpowiedniego luzu między suportem a szyną łoża. Luz ten należy ustawić nieco ciaśniej, aby zwiększyć tarcie podczas ruchu i zmniejszyć ryzyko przesunięcia się suportu. Kluczowe jest jednak, aby luz ten był odpowiednio wyregulowany, aby suport mógł się płynnie poruszać. Dodatkowo należy zminimalizować luz środkowego suwaka.
W przypadku małego suwaka, należy również nieco zacieśnić jego docisk, co zapobiegnie przesuwaniu się narzędzia podczas toczenia. Aby zwiększyć stabilność, należy maksymalnie skrócić długość obrabianego przedmiotu i rękojeści. Podczas cięcia należy używać lewego ostrza głównego, o ile to możliwe. W przypadku cięcia prawym ostrzem głównym, należy zmniejszyć głębokość cięcia wstecznego i zwiększyć kąt natarcia prawego ostrza głównego. Należy upewnić się, że krawędź ostrza jest prosta i ostra, aby zminimalizować siłę składowej osiowej (Px) działającą na narzędzie. Większy kąt natarcia prawego ostrza głównego zapewnia lepszą wydajność.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej lub zadać pytanie, skontaktuj się z nami.info@anebon.com
Dzięki wiodącej technologii firmy Anebon, naszemu duchowi innowacji, wzajemnej współpracy, korzyści i rozwoju, wspólnie z Państwa szanownym przedsiębiorstwem będziemy budować pomyślną przyszłość jako producent OEMKomponenty toczone CNC, toczenie części metalowych,Frezowanie CNC części stalowych.
Czas publikacji: 17 grudnia 2024 r.