A vágási mód képletének elemei. Forgácsolási feltételek számítása eszterga bekapcsolásakor

Parfenyeva I.E. ÉPÍTÉSI ANYAGOK TECHNOLÓGIÁJA. M.: Tankönyv, 2009

3. A forgácsoló mozgás osztályozása és jellemzői. Vágási módok. A megmunkált felület minősége Forgácsolási folyamat paraméterei. Az esztergálási mód általános jellemzői.

3.1. A forgácsoló mozgás osztályozása és jellemzői

Ahhoz, hogy egy fémréteget levághassunk egy munkadarabból, viszonylagos mozgásokat kell biztosítani a vágószerszámnak és a munkadarabnak. Ezeket a relatív mozgásokat a gépek munkarészei biztosítják, amelyekbe a munkadarabot és a szerszámot beépítik és rögzítik.

A szerszámgépek munkarészeinek mozgását munka- vagy forgácsolómozgásokra, szerelési és segédmozgásokra osztják.

Munka- vagy vágómozgások- ezek olyan mozgások, amelyek biztosítják a fémréteg levágását a munkadarabról. Ide tartozik a fő vágómozgás és az előtolás mozgása.

Mögött fő vágási mozgás vegyük azt a mozgást, amely meghatározza a fém deformációjának és forgácsválásának sebességét. Mögött takarmány mozgás olyan mozgást alkalmazzon, amely biztosítja a szerszám vágóélének a munkadarab anyagába történő vágásának folyamatosságát. Ezek a mozgások lehetnek folyamatosak vagy szakaszosak, természetükben - forgók, transzlációsak, oda-vissza. A fő mozgás sebességét a betű jelzi V, takarmány mozgási sebessége (takarmány mennyisége) - S.

Beépítési mozgások– mozgások, amelyek biztosítják a szerszám és a munkadarab egymáshoz viszonyított helyzetét egy bizonyos anyagréteg levágásához.

Segédmozgások– a szerszámgépek munkadarabjainak olyan mozgásai, amelyek nem kapcsolódnak közvetlenül a forgácsolási folyamathoz. Példák: munkatestek gyors mozgása, vágási sebesség és előtolás váltása stb.

Bármilyen vágási folyamathoz létrehozhat feldolgozási séma. A diagram hagyományosan jelzi a megmunkálandó munkadarabot, annak felszerelését és rögzítését a gépre, a szerszám rögzítését és helyzetét a munkadarabhoz képest, valamint a vágási mozgásokat. A szerszám a munkadarab felületkezelésének végének megfelelő helyzetben látható. A kezelt felület vastag vonalakkal van kiemelve az ábrán. Mutassa be a vágási mozgások természetét.

A munkadarab megkülönböztethető: feldolgozott felület 1, amelyről a fémréteg le van vágva; kezelt felület 3, amelyből a fémet már levágták; vágási felület 2, amelyet a szerszám fő vágóéle a feldolgozás során alakít ki.

1. ábra. Sémák a munkadarabok esztergálással és fúrással történő megmunkálásához

3.2. Vágási módok

A vágási mód fő elemei: vágási sebesség V, takarmány Sés vágási mélység t. Tekintsük a vágási mód elemeit az esztergálás példáján keresztül.

2. ábra. A vágási mód elemei és a vágott réteg geometriája

Vágási sebesség V a szerszám vágóélének pontja által a munkadarabhoz képest a főmozgás irányában megtett távolság egységnyi idő alatt. A vágási sebesség m/perc vagy m/sec méretű.

Fordításkor a vágási sebesség egyenlő:

M/min

Ahol D zag– a megmunkálandó munkadarab felületének legnagyobb átmérője, mm; n– a munkadarab forgási sebessége percenként.

A bejelentéssel S nevezzük a szerszám vágóéle pontjának útját a munkadarabhoz képest az előtolási mozgás irányában a munkadarab vagy a szerszám egy fordulatában vagy egy löketében.

A technológiai feldolgozási módszertől függően a takarmány a következő méretekkel rendelkezik:

mm/ford – esztergáláshoz és fúráshoz;

mm/ford, mm/min, mm/fog – maráshoz;

mm/kétütemű – csiszoláshoz és gyaluláshoz.

A mozgás iránya szerint előtolásokat különböztetünk meg: hosszanti S pr, keresztirányú S p, függőleges S be, hajlamos S n, kör alakú S kr, érintőleges Utca satöbbi.

Vágásmélység t a munkadarab megmunkált és megmunkált felülete közötti távolságnak nevezzük, az utóbbira merőlegesen mérve. A fogásmélység a szerszám egy munkalöketére vonatkozik a megmunkált felülethez viszonyítva. A vágási mélység mérete mm. Hengeres felület esztergálásakor a vágási mélységet a következő képlet határozza meg:

Ahol d– a munkadarab megmunkált hengeres felületének átmérője, mm.

Vágásmélység mindig merőleges a takarmány mozgásának iránya. Vég vágásakor a vágási mélység a megmunkált végre merőlegesen mért vágott réteg mennyisége. Szeletelésnél és vágásnál a vágás mélysége megegyezik a vágó által létrehozott horony szélességével.

A vágásmélység és a takarmányozás olyan technológiai mennyiség, amelyet termelési körülmények között (szabványosítással) üzemeltetnek. Az elméleti tanulmányokhoz a vágott réteg geometriai méretei fontosak: a vágott réteg szélessége, vastagsága és területe.

Vágott réteg szélességeén" b" a megmunkált és megmunkált felületek közötti távolság mm-ben, a vágási felület mentén mérve.

hol van a fő tervszög.

A vágott réteg vastagsága « a" a vágási felület két egymást követő pozíciója közötti távolság mm-ben a munkadarab fordulatánként, a vágott réteg szélességére merőlegesen mérve

Négyzet vágott réteg" f"egyenlő

mm2.

A vágott rétegnek ezt a keresztmetszeti területét ún névleges. A vágott réteg tényleges területe kisebb lesz a névlegesnél a vágó által a kezelt felületen hagyott bordák miatt. A megmaradt bordák magassága és alakja befolyásolja a megmunkált felület érdességét.

3.3. Felületi minőség

A megmunkált felület minőségét a felületi réteg geometriai és fizikai jellemzői határozzák meg. A felület geometriai jellemzői képet adnak a megmunkálási hibákról. Ezek a hibák a következők:

· a felület makrogeometriája, amelyet alakhibák jellemeznek, mint például a sík felületek konvexitása vagy homorúsága és kúpos, hordó alakú, nyereg alakú, ovális és a hengeres felületek fazettáltsága;

• felületi mikrogeometria (érdesség);
• hullámosság.

A felületi réteg fizikai tulajdonságai eltérnek az alapanyag fizikai tulajdonságaitól. Ez azzal magyarázható, hogy a vágás során a felületi réteg magas hőmérsékletnek és jelentős erőknek van kitéve, amelyek rugalmas és képlékeny deformációkat okoznak. A deformált réteg vastagsága csiszoláskor körülbelül 50 000 Ao, polírozáskor 15 000 Ao (Ao = 10-7 mm). Így az 5 mikronnál nagyobb vastagságú felületi réteg még olyan befejező feldolgozásnál is eltér az alapfémtől.

A felületi érdesség határozza meg az alkatrészek és gépek normál működésének időtartamát. A felületi érdesség mértéke meghatározza a dörzsölő párok felületeinek kopásállóságát, a gépalkatrészek korrózióállóságát, az illesztések stabilitását.

Minél durvábban van megmunkálva az alkatrész, annál kisebb a kopásállósága. A mikroérdesség jelenléte feszültségkoncentrációt okoz a gerincek üregeiben, ami repedések megjelenéséhez vezet, és csökkenti az alkatrészek szilárdságát (különösen a váltakozó terhelés mellett működőknél).

Az alkatrészek feldolgozás utáni érdessége jelentős hatással van a korrózióállóságra. A korróziós gócok elsősorban a mélyedésekben alakulnak ki. Minél tisztább a felület kezelése, annál nagyobb a korrózióállósága.

Az érdesség befolyásolja a mozgatható és rögzített lépcsők stabilitását. A jelentős érdesség megváltoztatja a rés vagy interferencia számított értékét.

Az egyenetlenségek magassága a megmunkált felületen függ az előtolástól, a maró geometriájától (a vágósugár a csúcson, a fő- és segédszögek a vezetőben és ). Ezen túlmenően, az asperitások magassága függ a megmunkált anyagtól, a vágási sebességtől, a felépített éltől, a vágókopástól, a vibrációtól stb.

Az egyenetlenségek összmagassága a technológiai tényezőkből adódó érdesség és érdesség számított (elméleti) részéből áll.

Olyan maróval történő megmunkálásnál, amelynél a csúcssugár = 0, az egyenetlenségek elméleti magassága egyenlő

Ahol S– előtolás, mm/ford; , - fő- és segédsíkszögek, fokok.

Nál nél :

A függés hozzávetőleges, mivel nem veszi figyelembe a technológiai tényezők hatását. Az asperitások magassága az előtolás növekedésével növekszik, valamint a szögek és a sugár növekedésével csökken.

Technológiai tényezők hatása a felületi érdességre:

1. Vágási sebesség. A vágási sebességek tartományában, ahol a felhalmozódás maximális értéke van, a legmagasabb érdesség érhető el. Így közepes keménységű acélnál a legnagyobb felületi érdesség a 15-30 m/perc tartományban érhető el.

2. A fogásmélység közvetlenül nem befolyásolja a mikroérdesség magasságát.

3. Minél nagyobb a megmunkálandó anyag viszkozitása, annál nagyobb az érdesség magassága.

4. A hűtőfolyadék használata csökkenti az egyenetlenségek méretét.

A megmunkált felület érdességét befolyásolja a szerszám vágóélén lévő érdesség. Lemásolódik és közvetlenül a kezelt felületre kerül.

3.4. Vágási folyamat paraméterei

A vágási folyamat paraméterei a vágási folyamat leírására és elemzésére használt változók. Ide tartozik a megmunkált felület sok mérete (lineáris, szögletes), sok érdesség-paraméter; közvetlenül a vágással töltött fő idő Hogy, szerszám élettartama T, effektív vágási teljesítmény, vágási sebesség, marók geometriai paraméterei stb.

Alapvető technológiai feldolgozási idő Hogy– ez az az idő, amelyet közvetlenül a megmunkálandó munkadarab felület alakjának, méretének és érdességének megváltoztatására fordítanak.

Fordításhoz

ahol a vágószerszám útja a munkadarabhoz képest az előtolás irányában; l– a kezelt felület hossza, mm; – a maró előtolása () és túlfutása (1–2), mm;

én– a vágógép munkalöketeinek száma a feldolgozásra hagyott anyag eltávolításához;

n– munkadarab forgási sebessége, ford./perc;

S– előtolás, mm/ford.ig – fő (technológiai) vágásra fordított idő;

t V - alkatrész be- és kiszereléséhez, méréséhez, a gép vezérléséhez stb. szükséges segédidő;

t ról ről- a gép és a munkahely karbantartási ideje egy alkatrészhez kapcsolódóan;

t P- szintén egy részletbe sorolt ​​pihenő és természetes szükségletek miatti szünetek ideje.

A darabidő egyes összetevőit normatív és referencia adatok alapján határozzuk meg.

A vágási mód elemei a következők szerint vannak hozzárendelve:

1. Először válassza ki a vágási mélységet. Ebben az esetben arra törekszenek, hogy a vágószerszám egy menetében a teljes feldolgozási ráhagyást eltávolítsák. Ha technológiai okokból két lépésre van szükség, akkor az első menetnél a ráhagyás 80%-a, a másodiknál ​​20%-a kerül levonásra;

2. válassza ki a takarmány mennyiségét. A megmunkált felület pontosságára és érdességére vonatkozó követelmények, valamint a szerszám anyagának forgácsolási tulajdonságai, a gép teljesítménye és egyéb tényezők figyelembevételével javasolt a legnagyobb megengedett előtolást hozzárendelni;

3. empirikus képletekkel határozza meg a forgácsolási sebességet. Például esztergáláshoz

Ahol önéletrajz- együttható a megmunkált és a szerszám anyagoktól és a forgácsolási körülményektől függően;

T– a vágó élettartama percekben;

m- relatív ellenállás mutatója;

XV,YV– fokmutatók.

4. A talált fordulatszám alapján meghatározzuk a géporsó fordulatszámát és a gépútlevél alapján kiválasztjuk a legközelebbi kisebbet.

A vágási folyamat elemei a vágási mozgások sebessége és a vágási mélység. Ezen elemek kombinációját „vágási módnak” nevezik.

Vágási sebesség V- a vágófelület forgástengelyétől legtávolabbi pontja által megtett út a maró vágóéléhez viszonyítva időegység alatt (m min). A vágási sebesség a megmunkálandó munkadarab forgási sebességétől és átmérőjétől függ. Minél nagyobb a munkadarab D átmérője, annál nagyobb a forgácsolási sebesség azonos forgási sebesség mellett, mivel a munkadarab egy fordulata alatt (vagy egy perc alatt) az A pont által a forgácsolási felületen megtett út (1.2. ábra) megnő. nagyobb, mint a B pont által bejárt út (πD>πd) .

Rizs. 1.2. Forgácsolás közbeni vágási sebesség meghatározására szolgáló adatok

Vágási sebesség méretek: penge megmunkáláshoz - m/min, csiszoló megmunkáláshoz - m/s. Ha a fő mozgás forgó, akkor a pengefeldolgozáshoz

V= πDn/1000;

köszörüléshez

V= πDn/(1000*60),

Ahol D- a megmunkálandó munkadarab felületének legnagyobb átmérője vagy egy forgó szerszám átmérője, mm; P- a munkadarab (szerszám) forgási sebessége, rpm.

Ha ismert a v szerszám forgácsolási tulajdonságai által megengedett forgácsolási sebesség és a munkadarab átmérője D, meghatározhatja a munkadarab szükséges forgási sebességét és beállíthatja az orsó fordulatszámához:

n=1000v/πD, rpm

Ha a fő mozgás oda-vissza, és a munka- és alapjárati fordulatszám eltérő, akkor az átlagos sebesség m/perc

V cp =(K + 1)Lm/1000,

Ahol NAK NEK= V px /V xx- löketsebesség arány együttható V px az alapjárati sebességre Vx X;

L- a vágó tervezési lökethossza, mm;

T - a vágó dupla löketeinek száma percenként.

Előtolás mozgási sebessége (előtolás) S - a szerszám forgácsolópengéje csúcsának útja a munkadarabhoz képest egységnyi idő alatt az előtolási mozgás irányában. Vannak:

előtolás percenként (perc) S m - a vágószerszám mozgása percenként, mm/perc;

fordulatonkénti előtolás S 0- a forgácsolószerszám mozgása a munkadarab vagy szerszám fordulatánként, mm/ford;

többfogú műszerek esetén - fogankénti előtolás Sz- a vágószerszám mozgása forgás közben a fogak szögemelkedésével egyenlő szögben, mm/fog;

kettős ütemű takarmány S 2x- a vágószerszám mozgása egy dupla löketben, mm/2x.

S M= S O n= S z nz = S 2х,

Ahol z- szerszámfogak száma.

Esztergáláskor hosszirányú előtolást különböztetünk meg, amely a munkadarab tengelye mentén irányul; a munkadarab tengelyére merőleges keresztirányú előtolás; ferde előtolás a munkadarab tengelyéhez képest szögben (kúpos felület megmunkálásakor).

Vágásmélység t- a megmunkált és megmunkált felületek közötti legrövidebb távolság, mm. Esztergálásakor (1.3. ábra, a) a vágási mélység egyenlő

t = 0,5 (D 3 - d),

Ahol D 3 és d- a munkadarab és a megmunkált felület átmérői, mm.

Fúráskor (1.3. ábra, b) a vágási mélység a furat feldolgozás utáni átmérője és a feldolgozás előtti furat átmérője közötti különbség fele. Vágáskor a vágási mélység a vágási réteg nagysága, a megmunkált végre merőlegesen mérve (1.3. ábra, c), vágásnál és hornyolásnál pedig a vágási mélység megegyezik a maró által kialakított horony szélességével (1.3. ábra, c) 1.3, d).

Rizs. 1.3. Vágási mélység különféle feldolgozási módokhoz. a - külső esztergálás (esztergálás), b - fúrás, c - végvágás, d - vágás

3. A marók típusai és geometriai paramétereik

Az esztergáló marókat rendeltetésük, a munkadarab anyaga, a fej alakja és az előtolás iránya, kialakítása, a rúd keresztmetszete stb. szerint osztják fel.

Cél szerint Léteznek vágószerszámok: átmenő, vágó, vágó, fúró, filéző, formázott és menetes.

Esztergavágókat használnak:

Átvezetés – külső hengeres és kúpos felületek esztergálásához;

Fúrás - átmenő és tartós - vak és átmenő furatok fúrásához;

Vágógépek – munkadarabok vágásához és hornyok esztergálásához;

Menetes - külső és belső menetek vágásához;

Shaped – formázott felületek feldolgozásához;

Fillet – átmeneti felületek forgatásához a tengelylépcsők között a sugár mentén.

Etetési irány szerint Az áthaladó metszőfogak jobbra és balra vannak osztva.

A fej alakja és elhelyezkedése szerint metszőfogak vannak osztva egyenes, hajlított és ívelt.

Tervezés szerint marók lehetnek tömörek, tompahegesztett fejjel, forrasztott lemezzel és a vágóbetétek mechanikus rögzítésével. A munkadarab anyagaként általában gyorsacélokat, keményötvözeteket és fémkerámiát használnak.

A rúd keresztmetszete mentén Vannak téglalap alakú, négyzet alakú és kerek metszőfogak.

Eszterga egyenes vágó(3.1. ábra) egy működő részből (fejből) áll 2 és test (rúd) 3. A vágótest a vágótartóba való felszerelésére és rögzítésére szolgál. A vágó munkarésze az élezés során jön létre, és a következő elemeket tartalmazza: elülső felület 4 (a felület, amelyen a forgács folyik); 7. fő hátsó felület (a legfejlettebb és az előtolási mozgás mentén van irányítva); kiegészítő hátsó felület 7 (az előtolás mozgása ellen irányul). A gereblye és a fő oldalfelületek metszéspontja hozza létre a fő vágóélt 6, a gereblye és a másodlagos oldalfelületek metszéspontja hozza létre a másodlagos vágóélt 5. A vágóélek a vágó csúcsánál metszik egymást 8. A maró felületeinek és éleinek elhelyezkedését az élezése (szerszámgeometria) határozza meg.

Rizs. 3.1. Egyenes esztergavágó elemei és részei:

1 - kiegészítő hátsó felület; 2 - vágófej; 3 - vágótest; 4 - elülső felület; 5, 6 - segéd- és fővágóélek, ill. 7 - fő hátsó felület; 8 - metszőfog hegye

A szerszámelemek elhelyezkedésének szögeinek meghatározásához koordinátasíkokat vezetünk be. Három koordinátarendszert veszünk figyelembe: instrumentális, statikus és dinamikus koordinátarendszert. A műszeres koordinátarendszerben a szerszámot geometriai testnek tekintjük. Statikus koordinátarendszerben a fő mozgási sebesség nem nulla, az előtolási mozgás sebessége pedig nulla. Dinamikus koordinátarendszerben a főmozgás és az előtolás sebessége nullától eltérő.

3.2. ábra. Az esztergavágó koordináta síkjai:

D r – vágómozgás; D S – takarmánymozgások; P v - fősík; P n – vágási sík

Tekintsük a szerszám forgácsoló részének geometriáját statikus koordináta-rendszerben egy esztergamaró példáján (3.3. ábra).

Fő szögek a fő vágási síkban veszik figyelembe R x.Fő hézagszög α- a fő vágóél figyelembe vett pontjában a fő oldalfelület érintője és a vágási sík közötti szög. A szög jelenléte csökkenti a megmunkált és a fő oldalfelület közötti súrlódást, ami növeli a szerszám élettartamát. A szög túlzott növelése azonban csökkenti a vágókés szilárdságát. A szög 5...10°-on belül vanés a feldolgozandó anyag rugalmas tulajdonságaitól függően választják ki. Azoknál a megmunkálási típusoknál, amelyeknél az előtolási sebesség arányos a főmozgás sebességével (menetvágás), a szöget 8...14° tartományban kell megválasztani.

Kúpszög β a vágó elülső és fő hátsó felülete közötti szögnek nevezzük.

Fő dőlésszög γ- a fősík és az elülső felület közötti szög. Lehet pozitív (ha az elülső felület a fősík alatt van), nulla (az elülső felület egybeesik a fősíkkal) és negatív (ha az elülső felület a fősík felett helyezkedik el). Alacsony széntartalmú és gyengén ötvözött acélok nagysebességű szerszámokkal történő feldolgozásakor a szög γ válasszon 12...18°-on belül. A viszkózus anyagok feldolgozásakor a szöget növelik, a rideg és kemény anyagok feldolgozásakor pedig negatív értékekre csökkentik.

Rizs. 3.3. Vágási szögek a statikus koordinátarendszerben:

D r- vágó mozgás; D s- takarmánymozgás; Pv- fősík; P n - vágósík; R τ - fő vágási sík; α, γ - fő hátsó és első szögek; φ , φ 1 - fő és kiegészítő tervszögek; λ - a fő vágóél dőlésszöge

Tervezési szögek az előtolás mozgási iránya és a megfelelő vágóél fősíkra való vetülete között veszik figyelembe. Fő tervszög φ - a fő vágóél fősíkra való vetülete és az előtolás mozgási iránya közötti szög. Kiegészítő megközelítési szög φ 1 - a segédvágóél fősíkra való vetülete és az előtolás mozgási iránya közötti szög. Kis merevségű alkatrészek megmunkálásakor a φ szög közel 90°-hoz vagy azzal egyenlő, mivel ebben az esetben az alkatrész hajlítását okozó sugárirányú erő minimális. Az üzemi körülményektől függően vegyük φ = 10. . .90°. A maró gyalulási szögének legáltalánosabb értéke univerzális esztergagépeken történő megmunkáláskor φ=45°. Segédszög φ 1 =0...45°; a leggyakoribb a φ 1 =12...15°.

A fő vágóél dőlésszöge λ - Ez a szög a fő vágóél és a vágó hegyén áthúzott fősík között. Ha a vágó hegye a fő vágóél legmagasabb része, λ > 0; ha egybeesik a fősíkkal, λ = 0; ha a csúcs a fő vágóél legalsó része, λ < 0. A szög növekedésével a megmunkált felület minősége romlik. De leggyakrabban a szög nagyságának és előjelének megválasztását a forgácsáramlás iránya határozza meg. Negatív szögértékekhez λ a forgács a takarmánymozgás irányába áramlik, ami biztonságos univerzális gépeken végzett munka során; pozitív esetben a forgács az előtolási mozgással ellentétes irányba folyik, ami biztonságos, ha automata és félautomata ciklusú gépeken dolgozunk. A lyukak megmunkálásakor pozitív szögeket használnak annak biztosítására, hogy a forgács kilépjen a furatból.

A fő vágóél λ dőlésszöge határozza meg a forgácsáramlás irányát. Egy pozitív Nak nek a forgács a megmunkált felület felé irányul, negatív λ -val a megmunkált felület felé.

A munkadarab vágással történő megmunkálásához és ennek eredményeként egy adott alkatrész megmunkált felületeinek eléréséhez a munkadarabnak és a használt vágószerszámnak bizonyos mozgásokat kell végrehajtania. Ezeket a mozgásokat alap (a vágási folyamat végrehajtására szolgáló) és segédmozgásokra (a vágási folyamat előkészítésére és a művelet befejezésére szolgál) osztják. Két fő mozgás létezik:

• vágómozgás (vagy főmozgás);
• takarmány mozgás.

Esztergagépen történő feldolgozáskor a forgácsoló mozgást a munkadarab végzi, amely így vagy úgy kapcsolódik a gép orsójához, és az előtolási mozgást - transzlációs - a vágószerszám (vágó), mereven rögzítve a szerszámtartóban. A mozgás lehetővé teszi a vágási folyamatot (forgácsképződés), az előtolási mozgás lehetővé teszi ennek a folyamatnak (megmunkálásnak) a munkadarab teljes hosszában történő végrehajtását (16. rész ábra).

Vágásmélység (t)- az egy menetben levágott réteg mennyisége, a kezelt felületre merőleges irányban mérve. A fogásmélység mindig merőleges az előtolás mozgási irányára (lásd még 11-14. ábra). Külső hosszesztergálásnál (16. ábra) a munkadarab átmérője és a megmunkált felület egy menet után kapott átmérője közötti különbség fele:

Vágási sebességυ - a forgácsolóél pont mozgásának mértéke a felülethez viszonyítva egységnyi idő alatt a forgácsolás során*.

Esztergálás közben, amikor a megmunkálandó munkadarab n ford./perc frekvenciával forog, a forgácsolási sebesség a vágóél MC pontjain változó érték lesz. Maximális sebesség:

ahol D a legnagyobb felületátmérő mm-ben.

* A vágási sebesség a munkadarab forgási sebességének és a vágási sebességnek (előtolás) függvénye.

Ha a sebesség ismert, akkor könnyen meghatározható a forgási sebesség:

Hosszesztergálásnál a forgácsolási sebesség állandó értékű a teljes vágási idő alatt (ha a munkadarab átmérője teljes hosszában azonos és a forgási sebesség állandó). A vég levágásánál, amikor a maró a munkadarab pereméről a középpont felé mozog, a vágási sebesség állandó forgási sebesség mellett változó. A periférián a legnagyobb értéke, középen pedig nullával egyenlő (17. ábra). A forgácsolási sebesség a megmunkált felület mentén is változó lesz vágás közben (lásd 14. ábra). Azonban ezekben az esetekben a maximális vágási sebességet veszik figyelembe.

Feed s(pontosabban előtolási sebesség) - a forgácsolóél mozgásának mértéke a megmunkált felülethez viszonyítva egységnyi idő alatt az előtolás mozgásának irányában. Forduláskor előfordulhat hosszanti előtolás amikor a maró a munkadarab tengelyével párhuzamos irányban mozog (lásd 16. ábra); kereszttáplálás, amikor a maró a munkadarab tengelyére merőleges irányban mozog (lásd 17. ábra), ill. ferde takarmány- a munkadarab tengelyéhez képest szögben (például kúpos felület esztergálásakor).

Tegyen különbséget a takarmányok között fordulatonként munkadarab, azaz a maró relatív mozgásának mértéke a munkadarab egy fordulata alatt (I. pozícióból a maró a II pozícióba mozdult, 16. ábra), ill. perc takarmány, azaz a vágó relatív mozgásának mértéke 1 perc alatt. A percelőtolás S m (mm/perc), a fordulatonkénti előtolás pedig s (mm/ford). A következő kapcsolat van köztük.

A vágási mód elemei közé tartozik a vágási mélység, az előtolás és a vágási sebesség.

A vágási mélységet elsősorban a megmunkálási ráhagyás mértéke határozza meg. Előnyös a feldolgozási ráhagyás egy menetben történő eltávolítása. A fogásmélység nagyban befolyásolja a vágási erőket, ezért néha szükségessé válik a ráhagyás több menetre osztása. A teljes ráhagyás a következőképpen oszlik meg: 60% nagyolásnál, 20-30% félsimításnál és 10-20% simításnál.

Nagyolásnál a vágási mélység t = 3-5 mm, félkikészítés - 2-3 mm és simítás - 0,5-1,0 mm.

A betáplálás mennyiségét a vágási folyamat során fellépő erők korlátozzák; ezek az erők a vágószerszám töréséhez, a munkadarab alakváltozásához és alakváltozásához, valamint a gép tönkremeneteléhez vezethetnek. Célszerű a lehető legmagasabb takarmányozással dolgozni. Jellemzően a takarmányozást a forgácsolási módok referenciatáblázataiból határozzák meg, amelyeket speciális kutatások és a gépgyártó üzemek működési tapasztalatainak tanulmányozása alapján állítanak össze. Miután kiválasztotta az előtolást a referenciakönyvekből, annak a gépnek a kinematikai adataihoz igazodik, amelyen a feldolgozást végzik (a legközelebbi kisebb előtolást veszik).

Nagyolásnál s = 0,3-1,5 mm/ford., simításnál - 0,1-0,4 mm/ford.

A vágás azonos keresztmetszeti területe mellett a vágó terhelése kisebb, ha alacsonyabb előtolással és nagyobb fogásmélységgel dolgozik; a gép terhelése (teljesítmény szempontjából) éppen ellenkezőleg, kisebb, ha nagyobb előtolással és kisebb fogásmélységgel dolgozik, mivel a mélység nagyobb hatással van a vágóerőre, mint az előtolás.

A forgácsolási sebesség a szerszám élettartamát befolyásoló konkrét megmunkálási körülményektől függ (a szerszámmal végzett munkaidő az utánköszörüléstől az újraköszörülésig). Minél nagyobb vágási sebességet tesz lehetővé egy szerszám ugyanolyan tartósság mellett, minél magasabb a vágási tulajdonságai, annál termelékenyebb.

Tovább vágási sebesség A vágó által megengedett értéket a következő tényezők befolyásolják: a vágószerszám tartóssága, a megmunkálandó fém fizikai és mechanikai tulajdonságai, előtolás és vágási mélység, a vágórész vágórészének geometriai elemei, a vágó keresztmetszeti méretei tartó, vágófolyadék, maximálisan megengedett vágókopás.

A metszőfogak tartóssága a gyorsacéloktól a vágási sebesség növekedésével csökken. A racionális vágási sebesség ezeknél a maróknál 20-50 m/perc.

A keményfém lapkákkal felszerelt marók tartóssága összetettebben függ a vágási sebességtől. A racionális forgácsolási sebesség ezeknél a maróknál a v = 80-140 m/perc tartományban van, T = 30-60 perc élettartammal. A vágási sebesség csökken az acél ötvözőelemeinek növekedésével: króm, volfrám, mangán, szilícium stb.

A vágási sebesség a vágási ellenállás növekedésével csökken, ami nagy erőhatásokhoz, magas hőmérsékletekhez és a vágószerszám intenzív kopásához vezet.

Az automata acélokat, színesfémeket és könnyűötvözeteket nagyobb forgácsolási sebességgel dolgozzák fel. Az alumínium feldolgozása 5-6-szor gyorsabb, mint a szénszerkezeti acélé.

Az előtolás és a fogásmélység meghatározza a maró terhelését és a vágási hőmérsékletet. Az előtolás és a fogásmélység növekedésével a maró kopása nő, ami korlátozza a vágási sebességet. A nagyobb vágási teljesítmény elérése érdekében a vágási sebesség csökkentésével jövedelmezőbb nagy vágási szakaszokkal dolgozni. Például, ha az előtolást kétszeresére növeljük (0,3-ról 0,6 mm/ford), a vágási sebességet 20-25%-kal kell csökkenteni. A fogásmélység megkétszerezésekor a vágási sebességet 10-15%-kal kell csökkenteni. A gyakorlatban a vágási sebességet a vágási mélység és az előtolás határértékeinek elérése után növelik.

A szükséges forgácsolási sebességet és a szerszám élettartamát a maró vágórészének geometriájának helyes megválasztása határozza meg, figyelembe kell venni a munkadarab megmunkálhatóságát, a vágóanyag forgácsolási tulajdonságait és egyéb feldolgozási körülményeket is.

Minél nagyobb a gyorsvágó tartó keresztmetszete, annál nagyobb vágási sebesség megengedett, mivel ez javítja a hőelvezetést és növeli a vágó merevségét.

Keményfém betéttel felszerelt maróknál a tartórész hatása elhanyagolható és elhanyagolható.

Acélok nagysebességű marógépekkel történő durva esztergálásakor a vágófolyadékkal való bőséges hűtés (8-12 l/perc) 20-30%-kal növeli a vágási sebességet. A befejező esztergálás során a 4-6 l/perc hűtési intenzitás 8-10%-os vágási sebességnövekedést biztosít.

A keményfém szerszámoknál különösen szükséges az állandó hűtés, mivel szakaszos hűtés esetén repedések keletkezhetnek a lemezen, és a vágó meghibásodik.

A vágási sebesség megválasztását a megengedett vágókopás mértéke határozza meg. A marók megengedhető kopási értékének növelése az oldalfelületen 0,8-ról 1,6 mm-re lehetővé teszi a vágási sebesség 30%-os növelését.

A vágási sebesség hozzávetőleges értékeit acél és öntöttvas külső esztergálásához a táblázat tartalmazza. 3.

3. Vágási sebesség külső esztergáláshoz, m/min

Az ásványi-kerámia lemezekkel felszerelt, az acél alkatrészek befejezésére és félkész megmunkálására szolgáló marók lehetővé teszik a vágási sebesség 20-30% -os növelését a T15K6 márkájú keményfém lemezekkel felszerelt marógépekhez képest, valamint simításhoz és félig simításhoz. öntöttvas feldolgozásának befejezése - 50% -kal a VK8 márkájú lemezes keményfém marógépekhez képest.

A fémfeldolgozás egyik multifunkcionális módszere az esztergálás. Nagyoláshoz, valamint alkatrészek gyártása vagy javítása során használják. és a vágási módok ésszerű megválasztásával hatékony, jó minőségű munka érhető el.

A folyamat jellemzői

Az esztergálást speciális gépeken vágógépekkel végzik. A fő mozgásokat az orsó végzi, amely biztosítja a hozzá rögzített tárgy forgását. Az előtolási mozgásokat a tartóba rögzített szerszám végzi.

A jellemző munkák főbb típusai: homlok- és alakesztergálás, fúrás, bemélyedések és hornyok megmunkálása, vágás és vágás, menettervezés. Mindegyiket a megfelelő berendezés produktív mozgása kíséri: áthúzó- és toló-, formált, fúró-, vágó-, vágó- és menetvágók. A különféle típusú gépek lehetővé teszik kis és nagyon nagy tárgyak, belső és külső felületek, sík és térfogati munkadarabok megmunkálását.

A módok alapelemei

Az esztergálás közbeni vágási mód a fémvágó gép működési paramétereinek összessége, amelynek célja az optimális eredmény elérése. Ezek a következő elemeket tartalmazzák: mélység, előtolás, frekvencia és orsófordulatszám.

A mélység a vágó által egy menetben eltávolított fém vastagsága (t, mm). A megadott tisztasági mutatóktól és a megfelelő érdességtől függ. Durva esztergálás során t = 0,5-2 mm, simításkor - t = 0,1-0,5 mm.

Előtolás - az a távolság, amelyet a szerszám a munkadarab egy fordulatához viszonyítva hossz-, kereszt- vagy lineáris irányban elmozdul (S, mm/ford). Meghatározásának fontos paraméterei a geometriai és minőségi jellemzők

Az orsó forgási sebessége annak a főtengelynek a fordulatszáma, amelyhez a munkadarab rögzítve van, és amelyet egy bizonyos időtartam alatt hajtanak végre (n, fordulat/s).

Sebesség - az átjáró szélessége egy másodpercben az adott mélység és minőség betartásával, amelyet a frekvencia (v, m/s) biztosít.

A forgási erő az energiafogyasztás mutatója (P, N).

A frekvencia, a sebesség és az erő a vágási mód legfontosabb összekapcsolt elemei az esztergálás során, amelyek meghatározzák az optimalizálási mutatókat egy adott tárgy befejezéséhez és az egész gép működési ütemét.

Kezdeti adatok

Rendszerszemléletű szempontból az esztergálási folyamat egy komplex rendszer elemeinek összehangolt működésének tekinthető. Ide tartoznak: szerszám, munkadarab, emberi tényező. Így ennek a rendszernek a hatékonyságát számos tényező befolyásolja. Mindegyiket figyelembe veszik, amikor ki kell számítani a vágási módot az esztergálás során:

• A berendezés paraméteres jellemzői, teljesítménye, az orsó forgásszabályozásának típusa (lépcsős vagy fokozatmentes).
• A munkadarab rögzítésének módja (előlap, előlap és stabil támasz, két stabil támasz használatával).
• A feldolgozott fém fizikai és mechanikai tulajdonságai. Figyelembe veszik hővezető képességét, keménységét és szilárdságát, az előállított forgács típusát és a berendezéshez viszonyított viselkedésének jellegét.
• A vágó geometriai és mechanikai jellemzői: a sarkok méretei, tartó, csúcssugár, a vágóél mérete, típusa és anyaga a megfelelő hővezető képességgel és hőkapacitással, szívósság, keménység, szilárdság.
• Meghatározott felületi paraméterek, beleértve annak érdességét és minőségét.

Ha a rendszer összes jellemzőjét figyelembe veszi és racionálisan kiszámítja, akkor lehetségessé válik a működésének maximális hatékonysága.

Eszterga hatékonysági kritériumok

Az esztergálással gyártott alkatrészek leggyakrabban kritikus mechanizmusok alkotóelemei. A követelmények három fő kritérium figyelembevételével teljesülnek. A legfontosabb dolog az, hogy mindegyiket a lehető legtöbbet végezze el.

• A vágó anyagai és az esztergált tárgy közötti megfelelés.
• Az előtolás, a sebesség és a mélység optimalizálása egymás között, maximális termelékenység és a kikészítés minősége: minimális érdesség, alakpontosság, hibák hiánya.
• Minimális erőforrás költségek.

Az esztergálás során a vágási mód kiszámításának eljárását nagy pontossággal hajtják végre. Erre többféle rendszer létezik.

Számítási módszerek

Amint már említettük, az esztergálás során a vágási mód számos különböző tényező és paraméter figyelembevételét igényli. A technológiai fejlesztés során számos tudományos elme több komplexumot fejlesztett ki, amelyek célja a vágási módok optimális elemeinek kiszámítása különféle körülmények között:

• Matematikai. Pontos számítást igényel a meglévő empirikus képletek használatával.
• Grafikus-analitikai. Matematikai és grafikus módszerek kombinációja.
• Táblázatos. A meghatározott működési feltételeknek megfelelő értékek kiválasztása speciális összetett táblázatokban.
• Gép. A szoftver használata.

A legmegfelelőbbet a kivitelező választja ki a rábízott feladatoktól és a gyártási folyamat tömeges méretétől függően.

Matematikai módszer

Léteznek analitikusan számított képletek, többé-kevésbé bonyolultak. A rendszer kiválasztását a számítási eredmények jellemzői és megkövetelt pontossága, valamint maga a technológia határozza meg.

A mélységet a munkadarab vastagságának különbségeként számítjuk ki (D) és d) feldolgozás előtt. Hosszanti munkához: t = (D - d) : 2; a keresztirányúaknál pedig: t = D - d.

A megengedett takarmány meghatározása szakaszokban történik:

• a kívánt felületi minőséget biztosító figurák, S sher;
• előtolás a szerszám jellemzőinek figyelembevételével, S p;
• paraméterérték, amely figyelembe veszi az alkatrész rögzítésének sajátosságait, S alkatrész.

Minden szám kiszámítása a megfelelő képletekkel történik. A kapott S közül a legkisebbet választjuk tényleges előtolásnak. Van egy általános képlet is, amely figyelembe veszi a maró geometriáját, az esztergálás mélységére és minőségére vonatkozó meghatározott követelményeket.

• S = (C s *R y *r u): (t x *φ z2), mm/ford;
• ahol C s az anyag paraméteres jellemzője;
• R y - meghatározott érdesség, µm;
• r u - sugár az esztergaszerszám csúcsánál, mm;
• t x - fordulási mélység, mm;
• φ z - szög a vágó csúcsánál.

Az orsó forgási sebességének paramétereit különféle függőségek alapján számítják ki. Az egyik alapvető:

v = (C v *K v) : (T m *t x *S y), m/min, ahol

• C v egy összetett együttható, amely általánosítja az alkatrész anyagát, a marószerszámot és a feldolgozási feltételeket;
• K v - az esztergálás jellemzőit jellemző kiegészítő együttható;
• T m - szerszám élettartama, min;
• t x - vágási mélység, mm;
• S y - előtolás, mm/ford.

Egyszerűsített feltételek mellett és a számítások hozzáférhetősége érdekében a munkadarab esztergálásának sebessége meghatározható:

V = (π*D*n) : 1000, m/perc, ahol

• n - gépi orsó fordulatszáma, ford./perc.

A berendezés felhasznált teljesítménye:

N = (P*v) : (60*100), kW, ahol

• ahol P a forgácsolóerő, N;
• v - sebesség, m/perc.

Az adott módszer nagyon munkaigényes. Különböző összetettségű képletek széles választéka létezik. Leggyakrabban nehéz kiválasztani a megfelelőt az esztergálás során a vágási feltételek kiszámításához. Ezek közül a leguniverzálisabbra mutatunk be egy példát.

Táblázatos módszer

Ennek a lehetőségnek az a lényege, hogy az elemek mutatói a forrásadatoknak megfelelően a normatáblázatokban szerepelnek. Van egy lista a referenciakönyvekről, amelyek előtolási értékeket biztosítanak a szerszám és a munkadarab paraméteres jellemzőitől, a maró geometriájától és a megadott felületminőségi mutatóktól függően. Külön szabványok léteznek, amelyek a különböző anyagokra vonatkozó maximális megengedett határértékeket tartalmazzák. A sebesség kiszámításához szükséges indulási együtthatók szintén speciális táblázatokban találhatók.

Ezt a technikát külön-külön vagy az analitikai módszerrel egyidejűleg alkalmazzák. Kényelmes és precízen használható egyszerű tömeggyártáshoz, egyedi műhelyekben és otthon. Lehetővé teszi digitális értékekkel történő kezelést minimális erőfeszítéssel és kezdeti jelzőkkel.

Grafikus-analitikai és gépi módszerek

A grafikus módszer segédeszköz, és matematikai számításokon alapul. A számított előtolási eredményeket grafikonon ábrázoljuk, ahol megrajzoljuk a gép és a vágó vonalait, és azokból további elemeket határozunk meg. Ez a módszer egy nagyon összetett, összetett eljárás, amely a tömeggyártás számára kényelmetlen.

A gépi módszer pontos és megfizethető lehetőség a tapasztalt és kezdő esztergályosok számára, amelyet az esztergálás közbeni vágási feltételek kiszámítására terveztek. A program a legpontosabb értékeket adja a megadott kezdeti adatoknak megfelelően. Tartalmazniuk kell:

• A munkadarab anyagát jellemző együtthatók.
• A szerszámfém jellemzőinek megfelelő mutatók.
• Esztergaszerszámok geometriai paraméterei.
• A gép számszerű leírása és a munkadarab azon rögzítésének módjai.
• A feldolgozott objektum paraméteres tulajdonságai.

A forrásadatok számszerű leírásának szakaszában nehézségek adódhatnak. Ezek helyes beállításával gyorsan átfogó és pontos számítást kaphat a forgácsolási körülményekről az esztergálás során. A program tartalmazhat pontatlanságokat, de ezek kevésbé jelentősek, mint a kézi matematikai változatnál.

Az esztergálás során alkalmazott vágási mód fontos tervezési jellemző, amely meghatározza annak eredményét. A szerszámok, a hűtés és a kenőanyagok kiválasztása az elemekkel egyidejűleg történik. Ennek a komplexumnak a teljes ésszerű kiválasztása a szakember tapasztalatának vagy kitartásának mutatója.