Струговането използва струг за отстраняване на материал от външната страна на въртящ се детайл, докато пробиването премахва материала от вътрешността на въртящ се детайл.#база
Струговането е процес на отстраняване на материал от външния диаметър на въртящ се детайл с помощта на струг.Едноточковите фрези режат метал от детайла на (в идеалния случай) къси, остри стружки, които лесно се отстраняват.
CNC струг с постоянен контрол на скоростта на рязане позволява на оператора да избере скоростта на рязане и след това машината автоматично регулира оборотите, докато режещият инструмент преминава различни диаметри по външния контур на детайла.Съвременните стругове се предлагат и в конфигурации с единична и двойна револверна кула: единичните револверни кули имат хоризонтална и вертикална ос, а двойните револверни глави имат чифт хоризонтални и вертикални оси на револверна глава.
Ранните инструменти за струговане бяха твърди правоъгълни парчета, изработени от високоскоростна стомана с наклонени и свободни ъгли в единия край.Когато инструментът се затъпи, шлосерът го заточва на мелница за многократна употреба.HSS инструментите все още са често срещани при по-старите стругове, но карбидните инструменти са станали по-популярни, особено в запоена едноточкова форма.Карбидът има по-добра устойчивост на износване и твърдост, което увеличава производителността и живота на инструмента, но е по-скъп и изисква опит за повторно шлифоване.
Струговането е комбинация от линейно (инструмент) и въртеливо (заготовка) движение.Следователно скоростта на рязане се определя като разстояние на въртене (записано като sfm – повърхностен фут за минута – или smm – квадратен метър за минута – движението на точка върху повърхността на детайла за една минута).Скоростта на подаване (изразена в инчове или милиметри на оборот) е линейното разстояние, което инструментът изминава по или напречно на повърхността на детайла.Подаването също понякога се изразява като линейното разстояние (in/min или mm/min), което инструментът изминава за една минута.
Изискванията за скорост на подаване варират в зависимост от целта на операцията.Например, при груба обработка, високите подавания често са по-добри за максимизиране на скоростите на отнемане на метал, но се изисква висока твърдост на детайла и мощност на машината.В същото време крайното струговане може да забави скоростта на подаване, за да се постигне грапавостта на повърхността, посочена в чертежа на детайла.
Ефективността на режещия инструмент зависи до голяма степен от ъгъла на инструмента спрямо детайла.Термините, дефинирани в този раздел, се отнасят за режещи и хлабини вложки, а също и за запоени едноточкови инструменти.
Горният наклонен ъгъл (известен също като заден наклонен ъгъл) е ъгълът, образуван между ъгъла на вложката и линия, перпендикулярна на детайла, когато се гледа отстрани, отпред и отзад на инструмента.Горният наклонен ъгъл е положителен, когато горният наклонен ъгъл е наклонен надолу от точката на рязане към стеблото;неутрален, когато линията в горната част на вложката е успоредна на горната част на стеблото;и неутрален, когато е наклонен нагоре от точката на рязане.той е по-висок от държача на инструмента, горният наклонен ъгъл е отрицателен..Остриетата и дръжките също са разделени на положителни и отрицателни ъгли.Пластините с положителен наклон имат скосени страни и пасващи държачи с положителни и странични наклонени ъгли.Отрицателните вложки са квадратни по отношение на горната част на острието и пасват на дръжки с отрицателни горни и странични ъгли.Горният наклонен ъгъл е уникален с това, че зависи от геометрията на пластината: положително шлифовани или формовани стружколомачи могат да променят ефективния горен наклонен ъгъл от отрицателен на положителен.Горните наклонени ъгли също са склонни да бъдат по-големи за по-меки, по-пластични материали за детайли, които изискват големи положителни ъгли на срязване, докато по-твърдите, по-твърди материали се режат най-добре с неутрална или отрицателна геометрия.
Страничният наклонен ъгъл, образуван между крайната повърхност на острието и линия, перпендикулярна на детайла, както се вижда от крайната повърхност.Тези ъгли са положителни, когато са наклонени встрани от режещия ръб, неутрални, когато са перпендикулярни на режещия ръб, и отрицателни, когато са насочени нагоре.Възможната дебелина на инструмента зависи от страничния наклонен ъгъл, по-малките ъгли позволяват използването на по-дебели инструменти, които увеличават якостта, но изискват по-високи сили на рязане.По-големите ъгли произвеждат по-тънки стружки и изискват по-ниска сила на рязане, но над максималния препоръчителен ъгъл, режещият ръб отслабва и преносът на топлина се намалява.
Крайният скос на рязане се образува между режещия ръб на острието в края на инструмента и линия, перпендикулярна на гърба на дръжката.Този ъгъл определя разстоянието между режещия инструмент и готовата повърхност на детайла.
Крайният релеф е разположен под крайния режещ ръб и се образува между крайната повърхност на вложката и линия, перпендикулярна на основата на стеблото.Надвесът на върха ви позволява да направите релефния ъгъл (образуван от края на стеблото и линията, перпендикулярна на корена на стеблото) по-голям от релефния ъгъл.
Ъгълът на странично разстояние описва ъгъла под страничния режещ ръб.Оформен е от страните на острието и линия, перпендикулярна на основата на дръжката.Както при крайната издатина, надвесът позволява страничният релеф (образуван от страната на дръжката и линията, перпендикулярна на основата на дръжката) да бъде по-голям от релефа.
Водещият ъгъл (известен също като ъгъл на страничния режещ ръб или водещ ъгъл) се образува между страничния режещ ръб на пластината и страната на държача.Този ъгъл насочва инструмента в детайла и с увеличаването му се получава по-широка и по-тънка стружка.Геометрията и материалното състояние на детайла са основни фактори при избора на водещ ъгъл на режещия инструмент.Например, инструменти с подчертан ъгъл на спиралата могат да осигурят значителна производителност при рязане на синтеровани, прекъснати или закалени повърхности, без сериозно да повлияят на ръба на режещия инструмент.Операторите трябва да балансират това предимство с повишено отклонение на частта и вибрации, тъй като големите ъгли на повдигане създават големи радиални сили.Инструментите за струговане с нулева стъпка осигуряват ширина на стружките, равна на дълбочината на рязане при струговане, докато режещите инструменти с ъгъл на зацепване позволяват ефективната дълбочина на рязане и съответната ширина на стружките да надвишават действителната дълбочина на рязане върху детайла.Повечето операции по завъртане могат да се извършват ефективно с диапазон на ъгъл на подход от 10 до 30 градуса (метричната система обръща ъгъла от 90 градуса на обратния, което прави идеалния диапазон на ъгъл на подход от 80 до 60 градуса).
И върхът, и страните трябва да имат достатъчен релеф и релеф, за да могат инструментът да влезе в среза.Ако няма празнина, няма да се образуват стърготини, но ако няма достатъчно празнина, инструментът ще се трие и генерира топлина.Инструментите за струговане с една точка също изискват челно и странично облекчение, за да влязат в среза.
При завъртане детайлът е подложен на тангенциални, радиални и аксиални сили на рязане.Най-голямо влияние върху потреблението на енергия оказват тангенциалните сили;аксиалните сили (подавания) притискат детайла в надлъжна посока;и радиалните (дълбочина на рязане) сили се стремят да раздалечат детайла и държача на инструмента.„Сила на рязане“ е сумата от тези три сили.За нулев ъгъл на повдигане те са в съотношение 4:2:1 (тангенциално:аксиално:радиално).С увеличаване на водещия ъгъл аксиалната сила намалява и радиалната сила на рязане се увеличава.
Видът на стеблото, радиусът на ъгъла и формата на пластината също имат голямо влияние върху потенциалната максимална ефективна дължина на режещия ръб на стругова пластина.Някои комбинации от радиус на вложката и държач може да изискват компенсация на размерите, за да се възползвате напълно от режещия ръб.
Качеството на повърхността при струговане зависи от твърдостта на инструмента, машината и детайла.След като твърдостта е установена, връзката между машинното подаване (in/rev или mm/rev) и профила на вложката или върха на инструмента може да се използва за определяне на качеството на повърхността на детайла.Профилът на носа се изразява чрез радиус: до известна степен по-големият радиус означава по-добро покритие на повърхността, но твърде големият радиус може да причини вибрации.За операции по обработка, изискващи по-малък от оптималния радиус, може да се наложи скоростта на подаване да се намали, за да се постигне желаният резултат.
След като се достигне необходимото ниво на мощност, производителността се увеличава с дълбочината на рязане, подаването и скоростта.
Дълбочината на рязане се увеличава най-лесно, но подобренията са възможни само с достатъчно материал и сили.Удвояването на дълбочината на рязане увеличава производителността, без да увеличава температурата на рязане, якостта на опън или силата на рязане на кубичен инч или сантиметър (известна също като специфична сила на рязане).Това удвоява необходимата мощност, но животът на инструмента не се намалява, ако инструментът отговаря на изискванията за тангенциална сила на рязане.
Промяната на скоростта на подаване също е относително лесна.Удвояването на скоростта на подаване удвоява дебелината на чипа и увеличава (но не удвоява) тангенциалните сили на рязане, температурата на рязане и необходимата мощност.Тази промяна намалява живота на инструмента, но не наполовина.Специфичната сила на рязане (сила на рязане, свързана с количеството отстранен материал) също намалява с увеличаване на скоростта на подаване.Тъй като скоростта на подаване се увеличава, допълнителната сила, действаща върху режещия ръб, може да доведе до образуване на трапчинки върху горната наклонена повърхност на вложката поради увеличената топлина и триене, генерирани по време на рязане.Операторите трябва внимателно да наблюдават тази променлива, за да избегнат катастрофална повреда, при която стружките стават по-здрави от острието.
Неразумно е да се увеличава скоростта на рязане в сравнение с промяната на дълбочината на рязане и скоростта на подаване.Увеличаването на скоростта доведе до значително повишаване на температурата на рязане и намаляване на срязващите и специфичните сили на рязане.Удвояването на скоростта на рязане изисква допълнителна мощност и намалява живота на инструмента повече от половината.Действителното натоварване върху горния наклон може да бъде намалено, но по-високите температури на рязане все още причиняват кратери.
Износването на вложката е общ индикатор за успеха или неуспеха на всяка стругова операция.Други общи индикатори включват неприемливи стружки и проблеми с детайла или машината.Като общо правило, операторът трябва да индексира вложката до 0,030 инча (0,77 mm) износване на страните.За довършителни операции операторът трябва да индексира на разстояния от 0,015 инча (0,38 mm) или по-малко.
Механично захванатите държачи за сменяеми вложки отговарят на девет стандарта за система за разпознаване ISO и ANSI.
Първата буква в системата показва метода на закрепване на платното.Преобладават четири общи вида, но всеки тип съдържа няколко вариации.
Вложките тип C използват горна скоба за вложки, които нямат централен отвор.Системата разчита изцяло на триене и е най-подходяща за използване с положителни вложки при средни до леки приложения за струговане и пробиване.
Вложки M държат защитната подложка на кухината на вложката с ексцентрик, който притиска вложката към стената на кухината.Горната скоба държи гърба на вложката и я предпазва от повдигане, когато режещото натоварване се приложи към върха на вложката.M вложките са особено подходящи за отрицателни вложки в централен отвор при средно до тежко струговане.
Вложките от тип S използват обикновени винтове Torx или Allen, но изискват зенкериране или зенкериране.Винтовете могат да блокират при високи температури, така че тази система е най-подходяща за леки до умерени операции на струговане и пробиване.
P вложките отговарят на стандарта ISO за стругови ножове.Вложката се притиска към стената на джоба чрез въртящ се лост, който се накланя при настройка на регулиращия винт.Тези вложки са най-подходящи за вложки с отрицателен наклон и отвори при средни до тежки стругови приложения, но не пречат на повдигането на вложката по време на рязане.
Втората част използва букви за обозначаване на формата на острието.Третата част използва букви за обозначаване на комбинации от прави или изместени стебла и ъгли на спиралата.
Четвъртата буква показва предния ъгъл на дръжката или задния ъгъл на острието.За наклонен ъгъл P е положителен наклонен ъгъл, когато сборът от крайния ъгъл на хлабина и ъгъла на клина е по-малък от 90 градуса;N е отрицателен наклонен ъгъл, когато сумата от тези ъгли е по-голяма от 90 градуса;O е неутралния наклонен ъгъл, чиято сума е точно 90 градуса.Точният ъгъл на хлабина се обозначава с една от няколко букви.
Петата е буквата, обозначаваща ръката с инструмента.R показва, че това е инструмент с дясна ръка, който реже отдясно наляво, докато L съответства на инструмент с лява ръка, който реже отляво надясно.N инструментите са неутрални и могат да режат във всяка посока.
Части 6 и 7 описват разликите между имперската и метричната система за измерване.В имперската система тези секции съответстват на двуцифрени числа, обозначаващи секцията на скобата.За квадратни стебла числото е сумата от една шестнадесета от ширината и височината (5/8 инча е преходът от „0x“ към „xx“), докато за правоъгълни стебла първото число се използва за представяне на осем от ширината.четвърт, втората цифра представлява една четвърт от височината.Има няколко изключения от тази система, като дръжката 1¼” x 1½”, която използва обозначението 91. Метричната система използва две числа за височина и ширина.(какъв ред.) По този начин правоъгълно острие с височина 15 mm и ширина 5 mm ще има номер 1505.
Раздели VIII и IX също се различават между имперските и метричните единици.В имперската система раздел 8 се занимава с размерите на вложката, а раздел 9 се занимава с дължината на лицето и инструмента.Размерът на острието се определя от размера на вписания кръг, на стъпки от една осма от инча.Дължините на краищата и инструментите се обозначават с букви: AG за приемливи размери на инструментите в задната част и края и MU (без O или Q) за приемливи размери на инструментите в предната част и края.В метричната система част 8 се отнася до дължината на инструмента, а част 9 се отнася до размера на острието.Дължината на инструмента се обозначава с букви, докато за правоъгълни и паралелограмни размери на пластини се използват числа, за да се посочи дължината на най-дългия режещ ръб в милиметри, като се игнорират десетичните знаци и единичните цифри, предшествани от нули.Други форми използват дължини на страните в милиметри (диаметъра на кръгло острие) и също игнорират десетичните знаци и добавят нули към единичните цифри.
Метричната система използва десетата и последна секция, която включва позиции за квалифицирани скоби с допустими отклонения от ±0,08 mm за заден и край (Q), преден и заден (F) и заден, преден и край (B).
Едноточковите инструменти се предлагат в различни стилове, размери и материали.Твърдите фрези с една точка могат да бъдат направени от бързорежеща стомана, въглеродна стомана, кобалтова сплав или карбид.Въпреки това, тъй като индустрията се пренасочи към струговащи инструменти със запоени върхове, цената на тези инструменти ги направи почти без значение.
Инструментите със запоен връх използват тяло от евтин материал и връх или заготовка от по-скъп режещ материал, запоени към точката на рязане.Материалите на върха включват бързорежеща стомана, карбид и кубичен борен нитрид.Тези инструменти се предлагат в размери от A до G, а офсетните стилове A, B, E, F и G могат да се използват като режещи инструменти за дясна или лява ръка.За квадратни стебла числото след буквата показва височината или ширината на ножа в шестнадесети от инча.За ножове с квадратна дръжка първото число е сумата от ширината на дръжката в една осма от инча, а второто число е сумата от височината на дръжката в една четвърт от инча.
Радиусът на върха на инструментите със запоен връх зависи от размера на стеблото и операторът трябва да се увери, че размерът на инструмента е подходящ за изискванията за довършителни работи.
Пробиването се използва главно за довършване на големи кухи отвори в отливки или пробиване на отвори в изковки.Повечето инструменти са подобни на традиционните инструменти за външно струговане, но ъгълът на рязане е особено важен поради проблеми с евакуацията на стружките.
Твърдостта също е от решаващо значение за скучното представяне.Диаметърът на отвора и необходимостта от допълнителна хлабина пряко влияят върху максималния размер на бормашината.Действителният надвес на стоманената бормашина е четири пъти диаметъра на стеблото.Превишаването на тази граница може да повлияе на скоростта на отстраняване на метала поради загуба на твърдост и увеличен шанс за вибрации.
Диаметърът, модулът на еластичност на материала, дължината и натоварването върху гредата влияят върху твърдостта и деформацията, като диаметърът има най-голямо влияние, следван от дължината.Увеличаването на диаметъра на пръта или скъсяването на дължината ще увеличи значително твърдостта.
Модулът на еластичност зависи от използвания материал и не се променя в резултат на топлинна обработка.Стоманата е най-малко стабилна при 30 000 000 psi, тежките метали са стабилни при 45 000 000 psi, а карбидите са стабилни при 90 000 000 psi.
Въпреки това, тези цифри са високи по отношение на стабилност, а бормашините със стоманени стебла осигуряват задоволителна производителност за повечето приложения до съотношение L/D 4:1.Бормашини със стебло от волфрамов карбид се представят добре при съотношение L/D 6:1.
Радиалните и аксиалните сили на рязане по време на пробиване зависят от ъгъла на наклона.Увеличаването на силата на тягата при малък ъгъл на повдигане е особено полезно за намаляване на вибрациите.С увеличаване на водещия ъгъл, радиалната сила се увеличава и силата, перпендикулярна на посоката на рязане, също се увеличава, което води до вибрации.
Препоръчителният ъгъл на повдигане за контрол на вибрациите на отвора е 0° до 15° (имперски. Метричен ъгъл на повдигане е 90° до 75°).Когато водещият ъгъл е 15 градуса, радиалната сила на рязане е почти два пъти по-голяма, отколкото когато водещият ъгъл е 0 градуса.
За повечето сондажни операции се предпочитат режещи инструменти с положителен наклон, тъй като намаляват силите на рязане.Положителните инструменти обаче имат по-малък свободен ъгъл, така че операторът трябва да е наясно с възможността за контакт между инструмента и детайла.Осигуряването на достатъчна хлабина е особено важно при пробиване на отвори с малък диаметър.
Радиалните и тангенциалните сили в сондажа се увеличават с увеличаване на радиуса на носа, но тези сили също се влияят от ъгъла на наклона.Дълбочината на рязане при пробиване може да промени тази връзка: ако дълбочината на рязане е по-голяма или равна на радиуса на ъгъла, водещият ъгъл определя радиалната сила.Ако дълбочината на рязане е по-малка от радиуса на ъгъла, самата дълбочина на рязане увеличава радиалната сила.Този проблем прави още по-важно за операторите да използват радиус на носа, по-малък от дълбочината на рязане.
Horn USA разработи система за бърза смяна на инструмента, която значително намалява времето за настройка и смяна на инструмента на стругове в швейцарски стил, включително тези с вътрешна охлаждаща течност.
Изследователите на UNCC въвеждат модулация в траекторията на инструментите.Целта беше чупене на стружки, но по-високата скорост на отстраняване на метала беше интересен страничен ефект.
Опционалните въртящи се фрезови оси на тези машини позволяват много типове сложни части да бъдат обработвани в една настройка, но тези машини са изключително трудни за програмиране.Съвременният CAM софтуер обаче значително опростява задачата за програмиране.
Време на публикуване: 04 септември 2023 г