1. Получите небольшую глубину, используя тригонометрические функции.
В отрасли прецизионной обработки мы часто работаем с компонентами, имеющими внутренние и внешние окружности, требующие точности второго уровня. Однако такие факторы, как тепло резки и трение между заготовкой и инструментом, могут привести к износу инструмента. Кроме того, точность повторного позиционирования квадратного держателя инструмента может повлиять на качество готовой продукции.
Для решения задачи точного микроуглубления мы можем использовать соотношение между противолежащей стороной и гипотенузой прямоугольного треугольника в процессе токарной обработки. Регулируя угол продольного держателя инструмента по мере необходимости, мы можем эффективно добиться точного контроля над горизонтальной глубиной токарного инструмента. Этот метод не только экономит время и усилия, но и повышает качество продукции и общую эффективность работы.
Например, значение масштаба подручника на токарном станке C620 составляет 0,05 мм на сетку. Чтобы получить боковую глубину 0,005 мм, мы можем обратиться к тригонометрической функции синуса. Расчет выглядит следующим образом: sinα = 0,005/0,05 = 0,1, что означает α = 5º44′. Таким образом, установив подручник на 5º44′, любое перемещение продольного гравировального диска на одну сетку приведет к боковой регулировке токарного инструмента на 0,005 мм.
2. Три примера применения технологии обратного точения
Многолетняя производственная практика показала, что технология обратного резания может давать превосходные результаты в конкретных процессах токарной обработки.
(1) Материал обратной режущей резьбы – мартенситная нержавеющая сталь.
При обработке внутренних и внешних резьбовых заготовок с шагом 1,25 и 1,75 мм полученные значения не делятся из-за вычитания шага винта токарного станка из шага заготовки. Если резьба обрабатывается путем подъема рукоятки ответной гайки для извлечения инструмента, это часто приводит к неравномерной резьбе. Обычные токарные станки, как правило, не имеют случайных резьбонарезных дисков, и создание такого набора может быть довольно трудоемким.
В результате, для обработки резьбы с таким шагом обычно используется низкоскоростное прямое точение. Высокоскоростное нарезание резьбы не дает достаточного времени для извлечения инструмента, что приводит к низкой эффективности производства и повышенному риску скрежета инструмента в процессе токарной обработки. Эта проблема существенно влияет на шероховатость поверхности, особенно при обработке мартенситных нержавеющих сталей, таких как 1Cr13 и 2Cr13, на низких скоростях из-за выраженного скрежета инструмента.
Для решения этих проблем был разработан метод резки «три-реверса» на основе практического опыта обработки. Этот метод включает в себя обратную загрузку инструмента, обратную резку и подачу инструмента в противоположном направлении. Он эффективно обеспечивает хорошую общую производительность резки и позволяет выполнять высокоскоростную нарезку резьбы, поскольку инструмент движется слева направо для выхода из заготовки. Следовательно, этот метод устраняет проблемы с отводом инструмента во время высокоскоростной нарезки резьбы. Конкретный метод заключается в следующем:
Перед началом обработки слегка затяните шпиндель пластины обратного трения, чтобы обеспечить оптимальную скорость при запуске в обратном направлении. Выровняйте резьбонарезной станок и закрепите его, затянув открывающую и закрывающую гайку. Начните прямое вращение на низкой скорости, пока канавка на резце не опустеет, затем вставьте резьбонарезной инструмент на соответствующую глубину резания и измените направление. В этот момент токарный инструмент должен двигаться слева направо с высокой скоростью. Сделав несколько надрезов таким образом, вы получите резьбу с хорошей шероховатостью поверхности и высокой точностью.
(2) Обратная накатка
В традиционном процессе прямой накатки железные опилки и мусор могут легко застрять между заготовкой и накатным инструментом. Такая ситуация может привести к чрезмерному усилию, прикладываемому к заготовке, что может привести к таким проблемам, как несовпадение рисунков, раздавливание рисунков или появление ореолов. Однако, используя новый метод обратной накатки с горизонтальным вращением шпинделя токарного станка, можно эффективно избежать многих недостатков, связанных с прямой операцией, что приведет к лучшему общему результату.
(3) Обратное точение внутренней и наружной конической трубной резьбы
При точении различных внутренних и внешних конических трубных резьб с низкими требованиями к точности и небольшими производственными партиями можно использовать новый метод, называемый обратной резкой, без необходимости использования высекального устройства. Во время резки можно прикладывать горизонтальное усилие к инструменту рукой. Для внешних конических трубных резьб это означает перемещение инструмента слева направо. Эта боковая сила помогает эффективнее контролировать глубину резания по мере перехода от большего диаметра к меньшему. Причина, по которой этот метод работает эффективно, заключается в предварительном давлении, прикладываемом при ударе по инструменту. Применение этой технологии обратной операции при токарной обработке становится все более распространенным и может гибко адаптироваться для различных конкретных ситуаций.
3. Новый метод работы и инновационный инструмент для сверления малых отверстий
При сверлении отверстий менее 0,6 мм малый диаметр сверла в сочетании с недостаточной жесткостью и низкой скоростью резания может привести к значительному сопротивлению резанию, особенно при работе с жаропрочными сплавами и нержавеющей сталью. В результате использование механической трансмиссионной подачи в этих случаях может легко привести к поломке сверла.
Для решения этой проблемы можно использовать простой и эффективный инструмент и метод ручной подачи. Во-первых, модифицируйте оригинальный патрон сверла в плавающий патрон с прямым хвостовиком. При использовании надежно закрепите маленькое сверло в плавающем патроне сверла, что позволит выполнять плавное сверление. Прямой хвостовик сверла плотно входит в тяговую втулку, позволяя ему свободно перемещаться.
При сверлении небольших отверстий можно аккуратно удерживать патрон сверла рукой, чтобы добиться ручной микроподачи. Этот метод позволяет быстро сверлить небольшие отверстия, обеспечивая при этом как качество, так и эффективность, тем самым продлевая срок службы сверла. Модифицированный многоцелевой патрон сверла также можно использовать для нарезания внутренней резьбы малого диаметра, развертывания отверстий и многого другого. Если необходимо просверлить отверстие большего размера, между тяговой втулкой и прямым хвостовиком можно вставить ограничительный штифт (см. рисунок 3).
4. Антивибрационная обработка глубоких отверстий
При обработке глубоких отверстий малый диаметр отверстия и тонкая конструкция расточного инструмента делают неизбежным возникновение вибраций при точении деталей с глубокими отверстиями диаметром Φ30-50 мм и глубиной около 1000 мм. Чтобы минимизировать эту вибрацию инструмента, одним из самых простых и эффективных методов является прикрепление двух опор из таких материалов, как армированный тканью бакелит, к корпусу инструмента. Эти опоры должны быть того же диаметра, что и отверстие. Во время процесса резки армированные тканью бакелитовые опоры обеспечивают позиционирование и устойчивость, что помогает предотвратить вибрацию инструмента, в результате чего получаются высококачественные детали с глубокими отверстиями.
5. Защита от поломки малых центровых сверл
При токарной обработке при сверлении центрального отверстия диаметром менее 1,5 мм (Φ1,5 мм) центральное сверло склонно к поломке. Простой и эффективный способ предотвращения поломки — избегать блокировки задней бабки при сверлении центрального отверстия. Вместо этого позвольте весу задней бабки создавать трение о поверхность станины станка по мере сверления отверстия. Если сопротивление резанию становится чрезмерным, задняя бабка автоматически отойдет назад, обеспечивая защиту центрального сверла.
6. Технология обработки резиновой формы типа «О»
При использовании резиновой формы типа «O» частой проблемой является несоосность между мужской и женской формами. Такая несоосность может исказить форму прессованного резинового кольца типа «O», как показано на рисунке 4, что приводит к значительным отходам материала.
После многочисленных испытаний следующий метод позволяет в принципе изготовить форму в форме буквы «О», которая соответствует техническим требованиям.
(1) Технология обработки пуансона
① Точная точная обработка размеров каждой детали и скоса 45° согласно чертежу.
② Установите нож для формовки R, переместите держатель малого ножа на 45°, метод выравнивания ножа показан на рисунке 5.
Согласно диаграмме, когда инструмент R находится в положении A, инструмент касается внешней окружности D точкой контакта C. Переместите большой суппорт на расстояние в направлении стрелки один, а затем переместите горизонтальный держатель инструмента X в направлении стрелки 2. X рассчитывается следующим образом:
X=(Dd)/2+(R-Rsin45°)
=(Дд)/2+(Р-0,7071Р)
=(Дд)/2+0,2929Р
(т.е. 2X=D—d+0,2929Φ).
Затем переместите большой слайд в направлении стрелки три так, чтобы инструмент R коснулся наклона 45°. В это время инструмент находится в центральном положении (т. е. инструмент R находится в положении B).
③ Переместите малый держатель инструмента в направлении стрелки 4, чтобы вырезать полость R, при этом глубина подачи составит Φ/2.
Примечание ① Когда инструмент R находится в положении B:
∵OC=R, OD=Rsin45°=0,7071R
∴CD=OC-OD=R-0,7071R=0,2929R,
④ Размер X можно контролировать с помощью калибровочной линейки, а размер R можно контролировать с помощью циферблатного индикатора для контроля глубины.
(2) Технология обработки негативной формы
① Обработайте размеры каждой детали в соответствии с требованиями рисунка 6 (размеры полости не обрабатываются).
② Отшлифуйте скос 45° и торцевую поверхность.
③ Установите инструмент для формовки R и отрегулируйте малый держатель инструмента на угол 45° (сделайте одну регулировку для обработки как позитивных, так и негативных форм). Когда инструмент R установлен в A′, как показано на рисунке 6, убедитесь, что инструмент касается внешнего круга D в точке контакта C. Затем переместите большой слайд в направлении стрелки 1, чтобы отсоединить инструмент от внешнего круга D, а затем сместите горизонтальный держатель инструмента в направлении стрелки 2. Расстояние X рассчитывается следующим образом:
X=d+(Dd)/2+CD
=d+(Dd)/2+(R-0,7071R)
=д+(Дд)/2+0,2929Р
(т.е. 2X=D+d+0,2929Φ)
Затем переместите большой слайдер в направлении стрелки три, пока инструмент R не коснется скоса 45°. В это время инструмент находится в центральном положении (т. е. положение B′ на рисунке 6).
④ Переместите малый держатель инструмента в направлении стрелки 4, чтобы вырезать полость R, при этом глубина подачи составит Φ/2.
Примечание: ①∵DC=R, OD=Rsin45°=0,7071R.
∴CD=0,2929R,
⑤Размер X можно контролировать с помощью калибровочной линейки, а размер R можно контролировать с помощью циферблатного индикатора для контроля глубины.
7. Антивибрация при точении тонкостенных заготовок
В процессе токарной обработки тонкостенных деталейлитье деталей, вибрации часто возникают из-за их плохой жесткости. Эта проблема особенно ярко проявляется при обработке нержавеющей стали и жаропрочных сплавов, что приводит к крайне плохой шероховатости поверхности и сокращению срока службы инструмента. Ниже приведено несколько простых методов борьбы с вибрацией, которые можно использовать в производстве.
1. Поворот внешнего круга полых тонких трубок из нержавеющей стали**: Для уменьшения вибраций заполните полую часть заготовки опилками и плотно закройте ее. Кроме того, используйте армированные тканью бакелитовые заглушки для герметизации обоих концов заготовки. Замените опорные когти на подручнике на опорные дыни из армированного тканью бакелита. После выравнивания необходимой дуги можно приступать к повороту полого тонкого стержня. Этот метод эффективно минимизирует вибрацию и деформацию во время резки.
2. Точение внутреннего отверстия тонкостенных заготовок из жаропрочного (с высоким содержанием никеля и хрома) сплава**: Из-за плохой жесткости этих заготовок в сочетании с тонкой рамой инструмента во время резки может возникнуть сильный резонанс, что может привести к повреждению инструмента и образованию отходов. Обертывание внешнего круга заготовки амортизирующими материалами, такими как резиновые полосы или губки, может значительно снизить вибрации и защитить инструмент.
3. Точение внешнего круга тонкостенных втулок из жаропрочного сплава**: Высокая стойкость жаропрочных сплавов к резанию может привести к вибрации и деформации в процессе резки. Для борьбы с этим заполните отверстие заготовки такими материалами, как резина или хлопчатобумажная нить, и надежно зажмите оба торца. Такой подход эффективно предотвращает вибрации и деформации, позволяя производить высококачественные тонкостенные втулок.
8. Зажимной инструмент для дисков в форме диска
Дискообразная деталь представляет собой тонкостенную деталь с двойными скосами. Во время второго процесса токарной обработки важно обеспечить соблюдение допусков формы и положения, а также исключить любую деформацию заготовки во время зажима и резки. Для этого можно самостоятельно изготовить простой набор зажимных инструментов.
Эти инструменты используют скос с предыдущего этапа обработки для позиционирования. Дискообразная деталь закрепляется в этом простом инструменте с помощью гайки на внешнем скосе, что позволяет поворачивать радиус дуги (R) на торцевой поверхности, отверстии и внешнем скосе, как показано на прилагаемом рисунке 7.
9. Прецизионная расточка большого диаметра мягкого ограничителя кулачков
При точении и зажиме прецизионных заготовок с большими диаметрами важно не допустить смещения трех кулачков из-за зазоров. Для этого пруток, соответствующий диаметру заготовки, должен быть предварительно зажат за тремя кулачками, прежде чем будут выполнены какие-либо регулировки мягких кулачков.
Наш изготовленный на заказ прецизионный расточный мягкий ограничитель большого диаметра имеет уникальные особенности (см. Рисунок 8). В частности, три винта в детали № 1 можно отрегулировать в пределах фиксированной пластины для расширения диаметра, что позволяет нам заменять стержни различных размеров по мере необходимости.
10. Простая точность, дополнительный мягкий коготь
In токарная обработка, мы часто работаем с заготовками средней и малой точности. Эти компоненты часто имеют сложную внутреннюю и внешнюю форму со строгими требованиями к допускам формы и положения. Чтобы решить эту проблему, мы разработали набор специальных трехкулачковых патронов для токарных станков, таких как C1616. Прецизионные мягкие кулачки гарантируют, что заготовки соответствуют различным стандартам допуска формы и положения, предотвращая защемление или деформацию во время многократных операций зажима.
Процесс изготовления этих прецизионных мягких кулачков прост. Они изготавливаются из прутков алюминиевого сплава и просверливаются в соответствии со спецификациями. На внешнем круге создается базовое отверстие с резьбой М8. После фрезерования с обеих сторон мягкие кулачки можно установить на оригинальные жесткие кулачки трехкулачкового патрона. Для фиксации трех кулачков используются винты с шестигранным углублением под ключ М8. После этого мы сверлим позиционирующие отверстия по мере необходимости для точного зажима заготовки в алюминиевых мягких кулачках перед резкой.
Внедрение этого решения может принести значительные экономические выгоды, как показано на рисунке 9.
11. Дополнительные антивибрационные средства
Из-за низкой жесткости тонких валов при резке с несколькими канавками может легко возникнуть вибрация. Это приводит к ухудшению качества поверхности заготовки и может привести к повреждению режущего инструмента. Однако набор изготовленных на заказ антивибрационных инструментов может эффективно решать проблемы вибрации, связанные с тонкими деталями при проточке канавок (см. рисунок 10).
Перед началом работы установите самодельный антивибрационный инструмент в подходящее положение на квадратном держателе инструмента. Затем прикрепите нужный инструмент для проточки пазов к квадратному держателю инструмента и отрегулируйте расстояние и сжатие пружины. После того, как все настроено, можно приступать к работе. Когда токарный инструмент соприкасается с заготовкой, антивибрационный инструмент одновременно прижимается к поверхности заготовки, эффективно снижая вибрации.
12. Дополнительный центральный колпачок
При обработке небольших валов различной формы необходимо использовать вращающийся центр для надежного удержания заготовки во время резки. Поскольку концыпрототип фрезерования с ЧПУЗаготовки часто имеют разную форму и малый диаметр, стандартные вращающиеся центры не подходят. Чтобы решить эту проблему, я создал специальные вращающиеся предварительные наконечники разных форм во время моей производственной практики. Затем я установил эти наконечники на стандартные вращающиеся предварительные наконечники, что позволило эффективно их использовать. Структура показана на рисунке 11.
13. Хонингование труднообрабатываемых материалов
При обработке сложных материалов, таких как жаропрочные сплавы и закаленная сталь, важно достичь шероховатости поверхности Ra от 0,20 до 0,05 мкм и сохранить высокую размерную точность. Обычно окончательный процесс отделки выполняется с помощью шлифовального станка.
Для повышения экономической эффективности рассмотрите возможность создания набора простых хонинговальных инструментов и хонинговальных кругов. Используя хонингование вместо финишной шлифовки на токарном станке, вы можете добиться лучших результатов.
Хонинговальный круг
Изготовление хонинговального круга
① Ингредиенты
Связующее: 100 г эпоксидной смолы
Абразив: 250-300 г корунда (монокристаллический корунд для труднообрабатываемых высокотемпературных никель-хромовых материалов). Используйте № 80 для Ra0,80 мкм, № 120-150 для Ra0,20 мкм и № 200-300 для Ra0,05 мкм.
Отвердитель: 7-8 г этилендиамина.
Пластификатор: 10-15 г дибутилфталата.
Материал формы: форма HT15-33.
② Метод литья
Разделительный состав для форм: нагрейте эпоксидную смолу до 70–80 ℃, добавьте 5% полистирола, 95% раствор толуола и дибутилфталат и равномерно перемешайте, затем добавьте корунд (или монокристаллический корунд) и равномерно перемешайте, затем нагрейте до 70–80 ℃, добавьте этилендиамин, охладите до 30–38 ℃, равномерно перемешайте (2–5 минут), затем залейте в форму и выдерживайте при температуре 40 ℃ в течение 24 часов перед извлечением из формы.
③ Линейная скорость \( V \) определяется формулой \( V = V_1 \cos \alpha \). Здесь \( V \) представляет собой относительную скорость к заготовке, в частности скорость шлифования, когда хонинговальный круг не совершает продольную подачу. В процессе хонингования, в дополнение к вращательному движению, заготовка также продвигается с величиной подачи \( S \), что позволяет совершать возвратно-поступательное движение.
V1=80～120м/мин
t=0,05～0,10 мм
Остаток<0,1 мм
④ Охлаждение: 70% керосина, смешанного с 30% моторного масла № 20, и хонинговальный круг корректируется перед хонингованием (предварительное хонингование).
Конструкция хонинговального инструмента показана на рисунке 13.
14. Шпиндель быстрой загрузки и выгрузки
При токарной обработке часто используются различные типы наборов подшипников для точной настройки внешних окружностей и углов перевернутых направляющих конусов. Учитывая большие размеры партий, процессы загрузки и выгрузки во время производства могут привести к вспомогательному времени, превышающему фактическое время резки, что приводит к снижению общей эффективности производства. Однако, используя быстрозагрузочный и выгрузочный шпиндель вместе с однолезвийным многолезвийным твердосплавным токарным инструментом, мы можем сократить вспомогательное время при обработке различных деталей подшипниковой втулки, сохраняя при этом качество продукции.
Чтобы создать простой небольшой конусный шпиндель, начните с установки небольшого конуса 0,02 мм в задней части шпинделя. После установки набора подшипников компонент будет закреплен на шпинделе посредством трения. Затем используйте однолезвийный многолезвийный токарный инструмент. Начните с поворота внешнего круга, а затем примените угол конуса 15°. После завершения этого шага остановите станок и используйте гаечный ключ, чтобы быстро и эффективно извлечь деталь, как показано на рисунке 14.
15. Токарная обработка деталей из закаленной стали
(1) Один из основных примеров токарной обработки деталей из закаленной стали.
- Восстановление и регенерация закаленных протяжек из быстрорежущей стали W18Cr4V (ремонт после поломки)
- Самодельные нестандартные резьбовые калибры-пробки (закаленная фурнитура)
- Токарная обработка закаленных изделий и деталей с напылением
- Токарная обработка закаленных метизов, гладких калибров-пробок
- Метчики для полировки резьбы, модифицированные инструментами из быстрорежущей стали
Для эффективной работы с закаленным оборудованием и различными сложными задачамиДетали, обработанные на станках с ЧПУв процессе производства, необходимо выбрать соответствующие материалы инструмента, параметры резания, углы геометрии инструмента и методы эксплуатации для достижения благоприятных экономических результатов. Например, когда квадратная протяжка ломается и требует восстановления, процесс восстановления может быть длительным и дорогостоящим. Вместо этого мы можем использовать карбид YM052 и другие режущие инструменты в основании исходного перелома протяжки. Затачивая головку лезвия до отрицательного переднего угла от -6° до -8°, мы можем улучшить ее производительность. Режущую кромку можно отшлифовать с помощью масляного камня, используя скорость резания от 10 до 15 м/мин.
После обработки внешнего круга мы приступаем к вырезанию паза и, наконец, формированию резьбы, разделяя процесс Turning на Turningnd чистовую обработку. После черновой обработки инструмент необходимо заточить и отшлифовать, прежде чем мы сможем приступить к чистовой обработке внешней резьбы. Кроме того, необходимо подготовить часть внутренней резьбы шатуна, а инструмент следует отрегулировать после выполнения соединения. В конечном итоге, сломанную и отбракованную квадратную протяжку можно отремонтировать путем обработки точением, успешно вернув ей первоначальную форму.
(2) Выбор инструментальных материалов для токарной обработки закаленных деталей
① Новые твердосплавные лезвия, такие как YM052, YM053 и YT05, обычно имеют скорость резания ниже 18 м/мин, а шероховатость поверхности заготовки может достигать Ra1,6~0,80 мкм.
② Инструмент из кубического нитрида бора, модель FD, способен обрабатывать различные закаленные стали и напыленные стали.точеные компонентыпри скорости резания до 100 м/мин, достигая шероховатости поверхности Ra от 0,80 до 0,20 мкм. Кроме того, композитный кубический нитрид бора DCS-F, который производится государственным заводом Capital Machinery Factory и заводом Guizhou Sixth Grinding Wheel Factory, демонстрирует схожие характеристики.
Однако эффективность обработки этими инструментами уступает твердосплавным. Хотя прочность кубического нитрида бора ниже, чем у твердосплавных, они обеспечивают меньшую глубину контакта и стоят дороже. Кроме того, головка инструмента может быть легко повреждена при неправильном использовании.
⑨ Керамические инструменты, скорость резания 40-60 м/мин, низкая прочность.
Вышеперечисленные инструменты имеют свои особенности при точении закаленных деталей и должны подбираться в соответствии с конкретными условиями токарной обработки различных материалов и различной твердости.
(3) Виды закаленных стальных деталей из различных материалов и выбор производительности инструмента
Закаленные стальные детали из разных материалов предъявляют совершенно разные требования к эксплуатационным характеристикам инструмента при одинаковой твердости, которые можно условно разделить на следующие три категории:
① Высоколегированная сталь относится к инструментальной и штамповой стали (в основном различные быстрорежущие стали) с общим содержанием легирующих элементов более 10%.
② Легированная сталь относится к инструментальной и штамповой стали с содержанием легирующих элементов 2–9%, например, 9SiCr, CrWMn и высокопрочная легированная конструкционная сталь.
③ Углеродистая сталь: включая различные углеродистые инструментальные листы из стали и цементируемой стали, такой как сталь Т8, Т10, сталь 15 или цементируемая сталь 20 и т. д.
Для углеродистой стали микроструктура после закалки состоит из отпущенного мартенсита и небольшого количества карбида, что приводит к диапазону твердости HV800-1000. Это значительно ниже твердости карбида вольфрама (WC), карбида титана (TiC) в твердом сплаве и A12D3 в керамических инструментах. Кроме того, горячая твердость углеродистой стали меньше, чем у мартенсита без легирующих элементов, и обычно не превышает 200°C.
С увеличением содержания легирующих элементов в стали увеличивается и содержание карбидов в микроструктуре после закалки и отпуска, что приводит к более сложному разнообразию карбидов. Например, в быстрорежущей стали содержание карбидов может достигать 10-15% (по объему) после закалки и отпуска, включая такие типы, как MC, M2C, M6, M3 и 2C. Среди них карбид ванадия (VC) обладает высокой твердостью, которая превосходит твердость твердой фазы в обычных инструментальных материалах.
Кроме того, наличие нескольких легирующих элементов повышает горячую твердость мартенсита, позволяя ему достигать около 600°C. Следовательно, обрабатываемость закаленных сталей с аналогичной макротвердостью может значительно различаться. Перед точением деталей из закаленной стали важно определить их категорию, понять их характеристики и выбрать подходящие инструментальные материалы, параметры резания и геометрию инструмента для эффективного завершения процесса токарной обработки.
Если вы хотите узнать больше или у вас есть вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.info@anebon.com.
Время публикации: 11 ноября 2024 г.