Sústruženie je obrábací proces vykonávaný na sústruhu, ktorý je kľúčovým aspektom strojárskej výroby. Pri tomto procese sa rotujúci obrobok tvaruje pomocou rezného nástroja nazývaného sústružnícky nástroj. Sústruhy sa používajú predovšetkým na obrábanie súčiastok, ako sú hriadele, kotúče a puzdrá, ktoré majú rotujúce povrchy. Sú najbežnejšie používaným typom obrábacieho stroja vo výrobe aj opravárenských dielňach.
Zručnosti sústružníkov sú nekonečné. Najbežnejší sústružníci nevyžadujú príliš vysoké zručnosti. Možno ich rozdeliť do piatich kategórií, ktoré sú v spoločnosti najbežnejšie.
1. Bežní operátori mechanických sústruhov, jednoduchý a ľahko sa učí, továreň na spracovanie CNC sústruhov.
2. Operátori sústruhov na formy, najmä tí, ktorí sa špecializujú na presné sústruhy na plastové formy, musia dodržiavať prísne požiadavky týkajúce sa nástrojov a presných rozmerov. Je dôležité pochopiť, ktoré typy ocele poskytujú dobrý leštiaci účinok a dosahujú zrkadlový lesk. Mali by ste tiež vedieť, či je výrobok z tejto sady foriem vyrobený z ABS alebo iného typu plastu, ako aj aká je elasticita plastových dielov meraná v milimetroch. Okrem toho je potrebné zvážiť mnoho ďalších všeobecne známych aspektov. Hotové diely by mali mať vysoko kvalitný povrch, mali by sa ľahko leštiť a mali by dosahovať zrkadlový efekt. Pevný základ v princípoch plastových foriem je nevyhnutný.
3. Operátori sústruhov pracujú s rôznymi nástrojmi, ako sú výstružníky, vrtáky, frézy na zliatiny a stopky nástrojov. Tento typ sústružníckej operácie je často najjednoduchší, ale môže byť dosť únavný. Tieto nástroje sa zvyčajne vyrábajú hromadne, pričom medzi najbežnejšie typy patria nástroje s dvojitým stredom, kužeľovitosťou a modulom tečenia.
Pre dosiahnutie najrýchlejších a najefektívnejších výsledkov je nevyhnutné minimalizovať opotrebovanie nástrojov. Tvrdosť materiálov obrábaných týmto typom sústruhu je takmer taká vysoká ako tvrdosť kvalitného noža z bielej ocele. Kvalita brúsenia legovaných nožov priamo súvisí s kvalitou hotových výrobkov.
4. Operátor sústruhu na veľkých zariadeniach: tento typ operátora sústruhu musí mať pokročilé zručnosti a pri používaní vertikálneho sústruhu je potrebná väčšia výučba.
Príklad: Na otáčanie kľukového hriadeľa si musíte najprv opakovane prečítať výkres, ktorý z nich opracovať ako prvý a ktorý neskôr, či stratiť brúsenie alebo priamo opracovať na mieru, či je závit pozitívny alebo negatívny…
5. Operátor CNC sústruhu: tento typ obsluhy sústruhu je najjednoduchší a zároveň najťažší. V prvom rade musíte vedieť čítať výkresy, programovať, prevádzať vzorce a používať nástroje.
Prechod na proces
Sústruh je obrábací stroj používaný na otáčanie obrobku, pričom umožňuje lineárny alebo krivkový pohyb rezného nástroja. Tento proces mení tvar a veľkosť obrobku tak, aby spĺňal špecifické konštrukčné požiadavky.
Sústruženie je metóda rezania vykonávaná na sústruhu, pri ktorej sa obrobok otáča vzhľadom na nástroj. V tomto procese je rezná energia primárne dodávaná rotujúcim obrobkom, a nie samotným rezným nástrojom. Sústruženie je jednou z najzákladnejších a najpoužívanejších metód obrábania a zohráva kľúčovú úlohu vo výrobe. Je obzvlášť vhodné na vytváranie rotujúcich plôch. Väčšinu obrobkov s takýmito povrchmi je možné opracovať pomocou sústružníckych techník, vrátane vnútorných a vonkajších valcových plôch, vnútorných a vonkajších kužeľových plôch, čelných plôch, drážok a závitov, ako aj iných rotujúcich tvarov. Primárnymi nástrojmi používanými v tomto procese sú sústružnícke nástroje.
Spomedzi rôznych typov obrábacích strojov na kov sú sústruhy najčastejšie používané a tvoria približne 50 % z celkového počtu obrábacích strojov. Sústruhy môžu nielen používať sústružnícke nástroje na tvarovanie obrobkov, ale aj vrtáky, výstružníky, závitníky a vrúbkovacie nástroje na vykonávanie operácií, ako je vŕtanie, vystružovanie, rezanie závitov a vrúbkovanie. V závislosti od charakteristík procesu, tvaru rozloženia a konštrukčných prvkov možno sústruhy rozdeliť do niekoľkých typov, vrátane horizontálnych sústruhov, podlahových sústruhov, vertikálnych sústruhov, revolverových sústruhov a kopírovacích sústruhov, pričom horizontálne sústruhy sú najrozšírenejšie.
Bezpečnostné a technické problémy
Sústruženie je najpoužívanejším typomobrábanie vo výrobnom priemysle. Zahŕňa rôzne sústruhy, značný počet pracovníkov, širokú škálu obrábacích možností a množstvo nástrojov a prípravkov. V dôsledku toho je obzvlášť dôležité riešiť bezpečnostné a technické otázky súvisiace so sústružením. Kľúčové úlohy sú nasledovné:
1. Poškodenie spôsobené trieskami a ochranné opatrenia.
Rôzne oceľové diely, ktoré sa obrábajú na sústruhoch, vykazujú dobrú húževnatosť. Počas sústruženia sú triesky zvyčajne plastické a zvlnené s relatívne ostrými hranami. Pri rezaní oceľových dielov vysokými rýchlosťami sa môžu tvoriť rozžeravené a predĺžené triesky, ktoré predstavujú riziko zranenia. Tieto triesky sa môžu ľahko zamotať do obrobku, rezného nástroja a držiaka nástroja.
Pre zaistenie bezpečnosti by sa mali železné háky podľa potreby často používať na čistenie alebo lámanie triesok. V prípade potreby by sa mal stroj zastaviť, aby sa triesky odstránili, a triesky sa nikdy nesmú odstraňovať ani lámať ručne. Aby sa predišlo poškodeniu a lámaniu triesok, bežne sa používajú opatrenia na reguláciu toku triesok a ochranné prepážky. Medzi účinné stratégie lámania triesok patrí brúsenie drážok alebo stupňov pre lámače triesok na sústružníckom nástroji, používanie vhodných lámačov triesok a mechanické upnutie nástroja.
2. Upínanie obrobkov.
Počas sústružníckeho procesu môže dôjsť k rôznym nehodám, ktoré môžu poškodiť obrábací stroj, zlomiť alebo udrieť nástroj a spôsobiť pád alebo vyletenie obrobku, čo môže spôsobiť zranenie personálu v dôsledku nesprávneho upnutia. Pre zaistenie bezpečnej výroby počas sústružníckych operácií je nevyhnutné venovať osobitnú pozornosť upnutiu obrobku.
Pre súčiastky rôznych veľkostí a tvarov je potrebné zvoliť vhodné upínače. Či už sa používa trojčeľusťové skľučovadlo, štvorčeľusťové skľučovadlo alebo špecializovaný upínač, spojenie s vretenom musí byť stabilné a spoľahlivé. Obrobok by mal byť bezpečne a pevne upnutý, aby sa zabránilo akémukoľvek pohybu.
Pri väčších obrobkoch je možné použiť puzdro, ktoré zabezpečí, že sa obrobok pri otáčaní vysokými rýchlosťami a pod reznými silami neposunie, nespadne ani neuvoľní. V prípade potreby je možné upnutie ďalej posilniť použitím stredu alebo stredového rámu. Okrem toho je dôležité po upnutí ihneď odstrániť kľúč, aby sa predišlo nehodám.
3. Bezpečná prevádzka.
Pred použitím obrábacieho stroja je potrebné vykonať jeho kompletnú kontrolu, aby sa zabezpečilo, že je v dobrom stave. Obrobok a nástroj musia byť bezpečne upnuté v správnej polohe, aby sa zaručila stabilita a spoľahlivosť. Stroj sa musí zastaviť pri výmene nástrojov, vkladaní a vykladaní obrobku alebo meraní obrobku.
Je dôležité nedotýkať sa ani neutierať rotujúci obrobok rukou alebo bavlnenou niťou. Rýchlosť rezania, posuv a pracovná hĺbka by sa mali zvoliť vhodne a preťaženie obrábania nie je povolené. Okrem toho by sa obrobky, upínacie prípravky a iné predmety nemali umiestňovať na hlavu stroja, držiak nástroja ani na povrch lôžka.
Pri používaní pilníka presuňte sústružnícky nástroj do bezpečnej polohy. Pravú ruku držte vpredu a ľavú vzadu, aby ste predišli zachyteniu rukávov. Za používanie a údržbu obrábacieho stroja by mala byť zodpovedná určená osoba; neoprávnené osoby ho nesmú obsluhovať.
Poznámky
Technológia spracovania CNC sústruhu je podobná ako u bežného sústruhu, ale keďže...CNC sústruhsa upne raz a všetky sústružnícke procesy sa vykonávajú plynule a automaticky, je potrebné zohľadniť nasledujúce aspekty.
1. Rozumný výber parametrov rezania
Pre efektívne rezanie kovov je potrebné zvážiť tri hlavné faktory: obrábaný materiál, rezné nástroje a rezné podmienky. Tieto faktory ovplyvňujú čas obrábania, životnosť nástroja a kvalitu obrábania. Ekonomická a efektívna metóda obrábania si vyžaduje starostlivý výber rezných podmienok.
Tri kľúčové prvky rezných podmienok – rezná rýchlosť, posuv a hĺbka rezu – priamo ovplyvňujú poškodenie nástroja. So zvyšujúcou sa reznou rýchlosťou sa zvyšuje teplota hrotu nástroja, čo vedie k mechanickému, chemickému a tepelnému opotrebeniu. Napríklad zvýšenie reznej rýchlosti o 20 % môže viesť k skráteniu životnosti nástroja o polovicu.
Vzťah medzi podmienkami posuvu a opotrebením chrbta nástroja sa prejavuje vo veľmi malom rozsahu. Ak je však rýchlosť posuvu príliš vysoká, teplota rezu sa zvyšuje, čo môže viesť k výraznému opotrebeniu chrbta. Zatiaľ čo hĺbka rezu má menší vplyv na nástroj ako rýchlosť rezania a posuv, rezanie v malej hĺbke môže spôsobiť vytvorenie kalenej vrstvy v materiáli, čo môže negatívne ovplyvniť životnosť nástroja.
Pri výbere reznej rýchlosti by používatelia mali zvážiť obrábaný materiál, jeho tvrdosť, aktuálne rezné podmienky, typ materiálu, rýchlosť posuvu a hĺbku rezu. Najvhodnejšie podmienky obrábania závisia od týchto faktorov, pričom ideálnym scenárom je pravidelné a stabilné opotrebovanie, ktoré maximalizuje životnosť nástroja.
V praxi je však životnosť nástroja ovplyvnená aj faktormi, ako je opotrebovanie nástroja, zmeny veľkosti obrobku, kvalita povrchu, hluk pri rezaní a teplo pri obrábaní. Preto by sa podmienky obrábania mali analyzovať na základe skutočnej situácie. Pri náročných materiáloch, ako je nehrdzavejúca oceľ a žiaruvzdorné zliatiny, sa môžu použiť chladiace kvapaliny alebo sa môžu zvoliť nástroje so zvýšenou tuhosťou.
Všeobecný kódex
Všeobecný procesný predpis pre sústruženie (JB/T9168.2-1998)
Upínanie sústružníckych nástrojov
1) Nástrojová lišta by nemala vyčnievať príliš ďaleko od držiaka nástroja. Vo všeobecnosti by jej dĺžka nemala presiahnuť 1,5-násobok výšky nástrojovej lišty (s výnimkou sústružníckych otvorov, drážok atď.).
2) Stredová čiara nástrojovej lišty by mala byť kolmá alebo rovnobežná so smerom rezania.
3) Nastavenie výšky hrotu nástroja:
Pri sústružení čelných plôch, kužeľových plôch, závitov, tvárniacich plôch a rezaní plných obrobkov by hrot nástroja mal byť vo všeobecnosti v rovnakej výške ako os obrobku.
Pri hrubovaní vonkajších kruhov a dokončovaní otvorov by mala byť špička nástroja vo všeobecnosti vyššie ako os obrobku.
Pri sústružení štíhlych hriadeľov, hrubom sústružení otvorov a rezaní dutých obrobkov by mala byť špička nástroja vo všeobecnosti mierne nižšie ako os obrobku.
4) Os uhla hrotu nástroja na sústruženie závitov by mala byť kolmá na os obrobku.
5) Pri upínaní sústružníckeho nástroja by malo byť tesnenie pod nástrojovou lištou malé a ploché a skrutky, ktoré držia sústružnícky nástroj, by mali byť utiahnuté.
Upínanie obrobku
- Pri upínaní obrobku trojčeľusťovým samostrediacim skľučovadlom na hrubovanie alebo jemné sústruženie, ak je priemer obrobku menší ako 30 mm, dĺžka presahu by nemala presiahnuť päťnásobok priemeru. Ak je priemer obrobku väčší ako 30 mm, dĺžka presahu by nemala presiahnuť trojnásobok priemeru.
- Pri upínaní nepravidelných a ťažkých obrobkov pomocou štvorčeľusťového jednočinného skľučovadla, čelnej dosky, uhlovej ocele alebo ohýbanej dosky je nevyhnutné pridať protizávažie.
- Pri obrábaníCNC obrábanie hriadeľovobrobky medzi hrotmi, pred začatím sústruženia sa uistite, že os hrotu koníka je zarovnaná s osou vretena sústruhu.
- Pre štíhle hriadele obrábané medzi dvoma hrotmi by sa mala použiť unášacia luneta alebo stredová luneta. Počas obrábania venujte pozornosť nastaveniu hornej uťahovacej sily hrotu a zabezpečte správne mazanie úvrati aj stredovej lunety.
- Pri použití koníka vysúvajte objímku čo najmenej, aby ste minimalizovali vibrácie.
- Pri upínaní obrobku s malou opornou plochou a vysokou výškou na vertikálnom sústruhu použite zvýšenú upínaciu čeľusť. Okrem toho by sa mala na vhodnom mieste pridať ťahadlo alebo prítlačná doska na zaistenie obrobku.
- Pri sústružení odliatkov a výkovkov typu kolesa a objímky správne zarovnajte neopracovaný povrch, aby ste po opracovaní zabezpečili rovnomernú hrúbku steny obrobku.
Sústruženie
- Pri sústružení stupňovitého hriadeľa sa vo všeobecnosti odporúča najprv sústružiť diel s väčším priemerom, aby sa zabezpečila tuhosť, a potom diel s menším priemerom.
- Aby sa zabránilo deformácii obrobku, pred jemným sústružením hriadeľa by sa mali vyrezať drážky.
- Pri jemnom sústružení hriadeľa so závitmi by sa časť bez závitu mala po spracovaní závitov zvyčajne jemne sústružiť.
- Pred vŕtaním musí byť čelná plocha obrobku vyrovnaná. V prípade potreby by sa mal najskôr vyvŕtať stredový otvor.
- Pri vŕtaní hlbokých otvorov sa odporúča najskôr vyvŕtať vodiaci otvor.
- Pre otvor s priemerom medzi 10 mm a 20 mm by mal byť priemer rezného nástroja 0,6 až 0,7-násobok priemeru obrábaného otvoru. Pri obrábaní otvoru s priemerom väčším ako 20 mm by sa mal vo všeobecnosti použiť rezný nástroj s upínacou hlavou.
- Pri sústružení viacerých závitov alebo závitoviek by sa mal po nastavení výmenného ozubeného kolesa vykonať skúšobný rez.
- Pri použití automatického sústruhu nastavte relatívnu polohu nástroja a obrobku podľa karty nastavenia obrábacieho stroja. Po vykonaní nastavení vykonajte skúšobné sústruženie. Výroba môže pokračovať až po potvrdení, že prvý kus je kvalifikovaný. Počas spracovania priebežne monitorujte opotrebovanie nástroja a veľkosť a drsnosť povrchu obrobku.
- Pri sústružení na vertikálnom sústruhu po nastavení držiaka nástroja sa vyhýbajte pohybu priečky bezdôvodne.
- Ak existujú požiadavky na polohovú toleranciu pre príslušné povrchy obrobku, snažte sa dokončiť proces sústruženia jedným upnutím.
- Pri sústružení valcového polotovaru ozubeného kolesa sa musí otvor aj referenčná čelná plocha opracovať jedným upnutím. V prípade potreby by sa mala na čelnej ploche vyfrézovať značkovacia čiara v blízkosti rozstupovej kružnice ozubeného kolesa.
Bežné problémy
Keď sa bežné sústruhy používajú na rezanie závitov s veľkým rozstupom pod značnou silou, sedlo lôžka môže niekedy vibrovať. Tieto vibrácie môžu viesť k vlneniu na obrábanom povrchu alebo dokonca spôsobiť zlomenie nástroja. Študenti sa často stretávajú s problémami, ako je prepichnutie alebo zlomenie nástroja počas rezania. K týmto problémom prispieva niekoľko faktorov. Tento článok sa primárne zaoberá týmto javom a navrhuje riešenia analýzou síl pôsobiacich na nástroj.
Príčina a príčina problému
Pri obrábaní závitov s menšími stúpaniami sa zvyčajne používa metóda priameho rezania. Táto metóda zahŕňa rezanie v smere, ktorý je kolmý na os obrobku. Na druhej strane, pri závitoch s väčšími stúpaniami sa často používa metóda požičiavania zľava doprava na zníženie reznej sily. Táto technika umožňuje pohyb malého posuvu, čo umožňuje nástroju na sústruženie závitov rezať striedavo ľavou aj pravou reznou hranou.
Pri sústružení závitov je pohyb lôžkového ložiska riadený otáčaním dlhej vodiacej skrutky, ktorá poháňa pohyb rozdvojenej matice. V ložisku dlhej vodiacej skrutky je axiálna medzera, ako aj axiálna medzera medzi dlhou vodiacou skrutkou a rozdvojenou maticou. Keď sa pravotočivý závitovník otáča metódou ľavého a pravého rezania, nástroj pôsobí silou (P) vyvíjanou obrobkom (bez ohľadu na trenie medzi trieskou a prednou reznou hranou, ako je znázornené na obrázku 1). Túto silu (P) možno rozložiť na axiálnu silu (Px) a radiálnu silu. Axiálna sila (Px) je zarovnaná so smerom posuvu nástroja. Nástroj prenáša túto axiálnu silu (Px) na lôžko, čo spôsobuje jeho rýchly a silný pohyb smerom k strane s medzerou. V dôsledku toho nástroj osciluje tam a späť, čo vedie k zvlnenému obrobenému povrchu a v niektorých prípadoch k zlomeniu nástroja.
Pri použití ľavej hlavnej reznej hrany sa nepozoruje žiadny jav ovplyvňujúci rez. Namiesto toho je axiálna sila (P_x) pôsobiaca na nástroj smerovaná opačne ako smer posuvu, čím sa eliminuje akákoľvek prítomná medzera. Počas tohtoProces CNC obrábania, sedlo udržiava rovnomernú rýchlosť.
Pohyb stredného sadla sa deje otáčaním skrutky, ktorá poháňa pohyb matice. Avšak v ložisku skrutky je axiálna medzera, ako aj axiálna medzera medzi skrutkou a maticou.
Pri rezaní na sústruhu pôsobí na prednú reznú hranu nástroja (ktorá má čelný uhol) sila (P) vyvíjaná obrobkom. Kvôli jednoduchosti budeme ignorovať akékoľvek trenie medzi trieskou a prednou reznou hranou, ako je znázornené na obrázku 2.
Sila (P) sa dá rozložiť na dve zložky: (P_z) (axiálna zložka) a (Q) (radiálna zložka). Radiálna zložka sily (Q) sa zarovnáva so smerom posuvu rezného nástroja a tlačí nástroj do obrobku. Táto akcia spôsobí, že sa stredný sanítko posunie smerom k medzere, čo môže viesť k náhlemu prepichnutiu rezného nástroja obrobkom. Toto prepichnutie môže následne viesť k zlomeniu nástroja alebo ohnutiu obrobku.
Riešenie
Pri sústružení závitov s veľkým stúpaním a použití metódy rezania ľavým a pravým požičiavaním nástroja je dôležité nastaviť nielen príslušné parametre sústruhu, ale aj zodpovedajúcu vôľu medzi upínacou lištou a ložnou koľajnicou. Táto vôľa by mala byť nastavená o niečo menšia, aby sa zvýšilo trenie počas pohybu a znížila sa pravdepodobnosť pohybu upínacej lišty. Je však nevyhnutné, aby bola táto vôľa správne nastavená, aby sa upínacia lišta mohla stále pohybovať plynulo. Okrem toho minimalizujte vôľu stredného sane.
Pri malom posuvníku upravte jeho utiahnutie tak, aby bolo mierne tuhšie, čo pomôže zabrániť posunutiu nástroja počas sústruženia. Pre zvýšenie stability čo najviac skráťte dĺžku obrobku a nástrojovej dosky. Pri rezaní používajte vždy, keď je to možné, ľavý hlavný kotúč. Ak režete pravým hlavným kotúčom, znížte množstvo spätného rezu a zväčšite uhol sklonu pravého hlavného kotúča. Uistite sa, že hrana kotúča je rovná a ostrá, aby sa minimalizovala axiálna zložka sily (Px) pôsobiaca na nástroj. Väčší uhol sklonu pravého hlavného kotúča vedie k lepšiemu výkonu.
Ak sa chcete dozvedieť viac alebo máte otázky, neváhajte nás kontaktovaťinfo@anebon.com
S poprednou technológiou spoločnosti Anebon a zároveň s naším duchom inovácie, vzájomnej spolupráce, výhod a rozvoja vybudujeme spolu s vaším váženým podnikom prosperujúcu budúcnosť pre výrobcu OEM.CNC sústružené komponenty, sústruženie kovových dielov,CNC frézovanie oceľových dielov.
Čas uverejnenia: 17. decembra 2024