Svarvverktyg
Det vanligaste verktyget inom metallskärning är svarvverktyget.Svarvverktyg används för att skära yttre cirklar, hål i mitten, gängor, spår, tänder och andra former på svarvar.Dess huvudtyper visas i figur 3-18.
Figur 3-18 Huvudtyper av svarvverktyg
1. 10—Ändsvarvverktyg 2. 7—Yttercirkel (inre hålsvarvverktyg) 3. 8—Spårverktyg 4. 6—Gängsvarvverktyg 5. 9—Profileringssvarvverktyg
Svarvverktyg klassificeras baserat på deras struktur i solid svarvning, svetssvarvning, maskinklämsvarvning och indexerbara verktyg.Indexerbara svarvverktyg blir mer populära på grund av deras ökade användning.Det här avsnittet fokuserar på att introducera designprinciper och tekniker för indexerbara och svetsande svarvverktyg.
1. Svetsverktyg
Svetssvarvverktyget består av ett blad av en specifik form och hållare sammankopplad genom svetsning.Bladen är vanligtvis gjorda av olika kvaliteter av hårdmetallmaterial.Verktygsskaften är vanligtvis 45-stål och slipade för att passa specifika krav under användning.Kvaliteten på svetssvarvverktygen och deras användning beror på bladkvaliteten, bladmodellen, verktygets geometriska parametrar och formen och storleken på spåret.Slipkvalitet etc. Slipkvalitet m.m.
(1) Det finns fördelar och nackdelar med att svetsa svarvverktyg
Den används ofta på grund av sin enkla, kompakta struktur;hög verktygsstyvhet;och bra vibrationsmotstånd.Det har också många nackdelar, inklusive:
(1) Knivens skärprestanda är dålig.Knivens skärprestanda kommer att minska efter att den har svetsats vid hög temperatur.Den höga temperaturen som används för svetsning och skärpning gör att bladet utsätts för inre belastningar.Eftersom hårdmetallens linjära töjningskoefficient är hälften av verktygskroppen kan detta orsaka sprickor i hårdmetallen.
(2) Verktygshållaren är inte återanvändbar.Råvaror går till spillo eftersom verktygshållaren inte kan återanvändas.
(3) Tilläggsperioden är för lång.Att byta och ställa in verktyget tar mycket tid.Detta är inte kompatibelt med kraven från CNC-maskiner, automatiska bearbetningssystem eller automatiska verktygsmaskiner.
(2) Typ av verktygshållarspår
För svetsade svarvverktyg bör verktygsskaftspår göras enligt bladets form och storlek.Verktygets skaftspår inkluderar genomgående spår, halvgenomgående spår, slutna spår och förstärkta halvgenomgående spår.Som visas i figur 3-19.
Figur 3-19 Verktygshållarens geometri
Verktygshållarens spår måste uppfylla följande krav för att säkerställa kvalitetssvetsning:
(1) Kontrollera tjockleken.(1) Kontrollera skärkroppens tjocklek.
(2) Kontrollera gapet mellan bladet och verktygshållarens spår.Avståndet mellan bladet och verktygshållarens spår bör inte vara för stort eller litet, vanligtvis 0,050,15 mm.Bågskarven bör vara så enhetlig som möjligt och den maximala lokala spalten bör inte överstiga 0,3 mm.Annars kommer svetshållfastheten att påverkas.
(3) Kontrollera ytjämnheten i verktygshållarens spår.Verktygshållarens spår har en ytråhet på Ra=6,3 mm.Bladets yta ska vara plan och slät.Före svetsning ska spåret på verktygshållaren rengöras om det finns olja.För att hålla ytan på svetsområdet ren kan du använda sandblästring eller sprit eller bensin för att borsta den.
Kontrollera bladets längd.Under normala omständigheter bör ett blad placerat i verktygshållarens spår sticka ut 0,20,3 mm för att möjliggöra skärpningen.Verktygshållarens spår kan göras 0,20,3 mm längre än bladet.Efter svetsning svetsas verktygskroppen.För ett snyggare utseende, ta bort eventuellt överskott.
(3) Bladlödningsprocessen
Hårdlödning används för att svetsa hårdmetallblad (hårdlod är eldfast eller hårdlödningsmaterial som har en smälttemperatur högre än 450°C).Lödet värms upp till ett smält tillstånd, vilket vanligtvis är 3050°C över smältpunkten.Flussmedlet skyddar lodet från penetration och diffusion på ytan av denbearbetade komponenter.Det tillåter också interaktionen mellan lodet och den svetsade komponenten.Smältverkan gör att hårdmetallbladet svetsar fast i spåret.
Många uppvärmningstekniker för hårdlödning är tillgängliga, såsom gasflammsvetsning och högfrekvenssvetsning.Elektrisk kontaktsvetsning är den bästa uppvärmningsmetoden.Motståndet i kontaktpunkten mellan kopparblocket och skärhuvudet är högst, och det är här en hög temperatur kommer att genereras.Skärkroppen blir först röd och sedan överförs värmen till bladet.Detta gör att bladet långsamt värms upp och gradvis stiger i temperatur.Att förhindra sprickor är viktigt.
Bladet är inte "överbränt" eftersom strömmen stängs av så fort materialet smälter.Elektrisk kontaktsvetsning har visat sig minska bladsprickor och avlödning.Lödning är lätt och stabil, med en bra kvalitet.Hårdlödningsprocessen är mindre effektiv än högfrekventa svetsar, och det är svårt att löda verktyg med flera kanter.
Kvaliteten på hårdlödningen påverkas av många faktorer.Hårdlödningsmaterial, flussmedel och uppvärmningsmetod bör väljas korrekt.För hårdlödningsverktyget måste materialet ha en smältpunkt som är högre än skärtemperaturen.Det är ett bra material för skärning eftersom det kan behålla bladets bindningsstyrka samtidigt som det bibehåller dess flytbarhet, vätbarhet och värmeledningsförmåga.Följande hårdlödningsmaterial används vanligtvis vid hårdlödning av hårdmetallblad:
(1) Smälttemperaturen för ren koppar eller koppar-nickellegering (elektrolytisk) är cirka 10001200°C.De tillåtna arbetstemperaturerna är 700900degC.Detta kan användas med verktyg som har stor arbetsbelastning.
(2) Koppar-zink eller 105# tillsatsmetall med en smälttemperatur mellan 900920degC och 500600degC.Lämplig för medelstora verktyg.
Smältpunkten för silver-kopparlegeringen är 670820. Dess maximala arbetstemperatur är 400 grader.Den är dock lämplig för svetsning av precisionssvarvverktyg med låg kobolt eller hög titankarbid.
Kvaliteten på hårdlödningen påverkas i hög grad av valet och appliceringen av flussmedel.Flussmedlet används för att avlägsna oxider på ytan av ett arbetsstycke som ska hårdlödas, öka vätbarheten och skydda svetsen från oxidation.Två flussmedel används för att löda hårdmetallverktyg: dehydrerad Borax Na2B4O2 eller dehydratiserad Borax 25% (massafraktion) + borsyra 75% (massfraktion).Lödningstemperaturer varierar från 800 till 1000 grader.Borax kan torkas ut genom att smälta boraxen och sedan krossa den efter kylning.Sålla.Vid hårdlödning av YG-verktyg är uttorkad borax vanligtvis bättre.Du kan uppnå tillfredsställande resultat när du hårdlöder YT-verktyg med formeln dehydrerad borax (massafraktion) 50% + borsyra (massafraktion) 35% + dehydrerad kalium (massfraktion) fluorid (15%).
Tillsatsen av kaliumfluorid kommer att förbättra vätbarheten och smältbarheten hos titankarbid.För att minska svetsspänningen vid hårdlödning av högtitanlegeringar (YT30 och YN05) används vanligtvis en låg temperatur mellan 0,1 och 0,5 mm.Som kompensationspackning mellan bladen och verktygshållarna används ofta kolstål eller järn-nickel.För att minska termisk stress bör bladet isoleras.Vanligtvis placeras svarvverktyget i en ugn med en temperatur på 280°C.Isolera i tre timmar vid 320°C och kyl sedan långsamt antingen i ugnen eller i asbest eller halmaska.
(4) Oorganisk bindning
Oorganisk bindning använder fosforlösning och oorganiskt kopparpulver, som kombinerar kemi, mekanik och fysik för att binda blad.Oorganisk bindning är lättare att använda än hårdlödning och orsakar inte inre spänningar eller sprickor i bladet.Denna metod är särskilt användbar för bladmaterial som är svåra att svetsa, såsom keramik.
Karakteristiska operationer och praktiska fall av bearbetning
4. Val av kantlutningsvinkel och fasskärning
（1） Fasskärning är ett koncept som har funnits länge.
Rättvinklad skärning är skärning där skärbladet på verktyget är parallellt med den riktning som skärrörelsen tar.Fasskärning är när verktygets skäregg inte är vinkelrät mot skärrörelsens riktning.Som en bekvämlighet kan effekten av fodret ignoreras.Kapning som är vinkelrät mot huvudrörelsehastigheten eller egglutningsvinklarna lss=0 betraktas som rätvinklig skärning.Detta visas i figur 3-9.Skärning som inte är vinkelrät mot huvudrörelsehastigheten eller kantlutningsvinklarna lss0 kallas snedvinkelskärning.Till exempel, Som visas i figur 3-9.b, när endast en skäregg skär, kallas detta friskärning.Fasskärning är vanligast vid metallskärning.
Bild 3-9 Rättvinklad skärning och fasskärning
(2) Inverkan av avfasad skärning på skärprocessen
1. Påverka riktningen för flisutflödet
Figur 3-10 visar att ett externt svarvverktyg används för att svarva en rörkoppling.När endast huvudskäret deltar i skärningen blir en partikel M i skärskiktet (förutsatt att den är i samma höjd som mitten av delen) ett spån under extruderingen framför verktyget och rinner ut längs fronten.Förhållandet mellan spånets flödesriktning och kantlutningsvinkeln är att fånga en enhetskropp MBCDFHGM med det ortogonala planet och skärplanet och de två planen parallella med dem genom punkt M.
Figur 3-10 Effekt av λs på flödesflisens riktning
MBCD är basplanet i figur 3-11.När ls=0 är MBEF fronten i figur 3-11, och plan MDF är ett ortogonalt och normalt plan.Punkt M är nu vinkelrät mot skäreggen.När spånen kastas ut är M en komponent av hastigheten längs skäreggens riktning.MF är vinkelrätt parallellt med skäreggen.Som visas i figur 3-10a, vid denna punkt, är chipsen krökta till en fjäderliknande form eller så flyter de i en rak linje.Om ls har ett positivt värde är MGEF-planet framför och huvudrörelsens skärhastighet vcM är inte parallell med skäreggen MG.Partikelns M-hastighetcnc-svarvkomponentervT i förhållande till verktyget i skäreggens riktning pekar mot MG.När punkt M omvandlas till ett chip som rinner ut framför och påverkas av vT kommer chipets hastighet vl att avvika från normalplanet MDK vid en chipvinkel på psl.När ls har ett stort värde kommer chipsen att flyta i riktningen för bearbetning av ytan.
Planet MIN, som visas i figurerna 3-10b och 3-11, är känt som flisflödet.När ls har ett negativt värde omkastas hastighetskomponenten vT i skäreggens riktning och pekar på GM.Detta gör att chipsen divergerar från det normala planet.Flödet går i motsatt riktning mot maskinens yta.Som visas i figur 3-10.c.Den här diskussionen handlar bara om effekten av ls under friskärning.Metallens plastiska flöde vid verktygsspetsen, den mindre skäreggen och spånspåret kommer alla att ha en effekt på riktningen för utflödet av spån under själva bearbetningsprocessen med svarvning av yttre cirklar.Figur 3-12 visar gängning av genomgående hål och stängda hål.Inverkan av skärkantslutningen på spånflödet.När du gängar en hållös gänga är värdet ls positivt, men när du gängar en med hål är det ett negativt värde.
Figur 3-11 Sned skärspånflödesriktning
2. Den faktiska raken och trubbiga radierna påverkas
När ls = 0, vid fri skärning, är spånvinklarna i det ortogonala planet och spånflödesplanet ungefär lika.Om ls inte är noll kan det verkligen påverka skäreggens skärpa och friktionsmotstånd när spånen trycks ut.I spånflödesplanet måste de effektiva spånvinklarna ge och skäreggens trubbiga radier mätas.Figur 3-13 jämför geometrin för ett normalplan som passerar genom M-punkten på huvudkanten med den trubbiga radien av spånflödesplanet.När det gäller den skarpa kanten visar normalplanet en båge som bildas av den trubbiga radien rn.I profilen av spånflödet är skärningen emellertid en del av en ellips.Krökningsradien längs den långa axeln är den faktiska skäreggens trubbiga radie re.Följande ungefärliga formel kan beräknas från de geometriska förhållandena i figurerna 3-11 och 3-13.
Formeln ovan visar att re ökar när det absoluta värdet ls ökar, medan ge minskar.Om ls=75deg och gn=10deg med rn=0.020.15mm kan ge vara så stor som 70deg.re kan också vara så liten som 0,0039 mm.Detta gör skäreggen mycket skarp, och den kan uppnå mikroskärning (ca 0,01 mm) genom att använda en liten mängd bakskärning.Figur 3-14 visar skärläget för ett externt verktyg när ls är inställt på 75 grader.Verktygets huvud- och sekundärkanter har justerats i en rak linje.Verktygets skäregg är extremt vass.Skäreggen är inte fixerad under skärprocessen.Den tangerar också den yttre cylindriska ytan.Installation och justering är lätt.Verktyget har använts framgångsrikt för höghastighetsvarvning av kolstål.Den kan också användas för att avsluta bearbetning av svårbearbetade material som höghållfast stål.
Figur 3-12 Inverkan av kantlutningsvinkel på spånflödesriktningen under gängtappning
Figur 3-13 Jämförelse av rn och re geometrier
3. Slaghållfastheten och hållfastheten hos verktygsspetsen påverkas
När ls är negativ, som visas i figur 3-15b, kommer verktygsspetsen att vara den lägsta punkten längs skäreggen.När skäreggarna skär in iprototypdelarden första stötpunkten med arbetsstycket är verktygsspetsen (när go har ett positivt värde) eller fronten (när det är negativt) Detta skyddar och stärker inte bara spetsen, utan hjälper också till att minska risken för skador.Många verktyg med stor spånvinkel använder negativ kantlutning.De kan både öka styrkan och minska påverkan på verktygsspetsen.Bakkraften Fp ökar vid denna tidpunkt.
Figur 3-14 Stort bladvinkelsvarvverktyg utan fast spets
4. Påverkar stabiliteten vid in- och utklippning.
När ls = 0 skär skäreggen in i och ut ur arbetsstycket nästan samtidigt, skärkraften ändras plötsligt och stöten är stor;när ls inte är noll skär skäreggen gradvis in i och ut ur arbetsstycket, stöten är liten och skärningen blir jämnare.Till exempel har cylindriska fräsar och pinnfräsar med stor spiralvinkel skarpare skäreggar och jämnare skärning än gamla vanliga fräsar.Produktionseffektiviteten ökas med 2 till 4 gånger, och ytråhetsvärdet Ra kan nå mindre än 3,2 mm.
5. Skärkantsform
Verktygets skäreggsform är ett av grundinnehållet i verktygets rimliga geometriska parametrar.Ändringar i verktygets bladform ändrar skärmönstret.Det så kallade skärmönstret hänvisar till den ordning och form i vilken metallskiktet som ska bearbetas tas bort av skäreggen.Det påverkar storleken på skäreggbelastningen, spänningsförhållanden, verktygslivslängd och bearbetad ytkvalitet.vänta.Många avancerade verktyg är nära besläktade med det rimliga urvalet av bladformer.Bland avancerade praktiska verktyg kan bladformerna sammanfattas i följande typer:
(1) Förbättra skäreggens bladform.Denna bladform är främst till för att stärka skäreggens styrka, öka skärkantsvinkeln, minska belastningen på skäreggens enhetslängd och förbättra värmeavledningsförhållandena.Utöver flera verktygsspetsformer som visas i figur 3-8, finns det också bågkantsformer (bågkantsvarvningsverktyg, bågkantsfräsar, bågkantsborr, etc.), flera skarpa kantformer (borrkronor) , etc.) )vänta;
(2) En kantform som minskar restytan.Denna kantform används främst för finbearbetning av verktyg, såsom stormatade svarvverktyg och planfräsar med torkare, flytande borrverktyg och vanliga borrverktyg med cylindriska torkare.Brotschar etc. ;
Figur 3-15 Effekt av egglutningsvinkel på anslagspunkt vid skärverktyg
(3) En bladform som på ett rimligt sätt fördelar skärskiktsmarginalen och smidigt tömmer spånen.Kännetecknande för denna typ av bladform är att den delar upp det breda och tunna skärskiktet i flera smala spån, vilket inte bara gör att spånen kan tömmas smidigt utan också ökar frammatningshastigheten.Ange mängden och minska enhetens skärkraft.Jämfört med vanliga skärknivar med rak egg delar till exempel dubbelstegsskärknivar upp huvudskäret i tre sektioner, som visas i figur 3-16.Chipsen är också uppdelade i tre remsor därefter.Friktionen mellan spånen och de två väggarna minskar, vilket förhindrar att spånen blockeras och minskar skärkraften avsevärt.När skärdjupet ökar, ökar minskningshastigheten och effekten blir bättre.Samtidigt sänks skärtemperaturen och verktygslivslängden förbättras.Det finns många verktyg som hör till denna typ av bladform, såsom stegfräsar, förskjutna kantfräsar, förskjutna kantsågblad, spånborrar, förskjutna tandfräsar för majs och vågkantsändfräsar.Och hjulskurna broscher etc.;
Figur 3-16 Dubbelstegad eggskärkniv
(4) Andra speciella former.Specialbladsformer är bladformer som är utformade för att möta bearbetningsvillkoren för en del och dess skäregenskaper.Figur 3-17 visar formen på den främre tvättbrädan som används för bearbetning av bly-mässing.Den huvudsakliga skäreggen på detta blad är formad i flera tredimensionella bågar.Varje punkt på skäreggen har en lutningsvinkel som ökar från negativ, till noll och sedan till positiv.Detta gör att skräpet pressas ut till bandformade chips.
Anebon upprätthåller alltid filosofin om "Var nr 1 i hög kvalitet, var förankrad på kredit och trovärdighet för tillväxt".Anebon kommer att fortsätta att betjäna tidigare och nya prospekt hemifrån och utomlands helt och hållet för Ordinary Discount 5 Axis Precision Custom Rapid Prototype5-axlig cnc-fräsningSvarvbearbetning, På Anebon med högsta kvalitet till att börja med som vårt motto, tillverkar vi produkter som är helt tillverkade i Japan, från materialanskaffning till bearbetning.Detta gör att kunder från hela landet kan vänja sig med trygg sinnesro.
Kina tillverkningsprocesser, metallfräsningstjänster och snabb prototyptjänst.Anebon ser ”rimliga priser, effektiv produktionstid och god eftermarknadsservice” som vår grundsats.Anebon hoppas kunna samarbeta med fler kunder för ömsesidig utveckling och fördelar.Vi välkomnar potentiella köpare att kontakta oss.
Posttid: 2023-12-14