Як покращити обробку поверхні при токарній обробці

 

Під час фінішної стадії токарних операцій останнє, що хочеться оператору, — це здавати деталь на металобрухт через погану обробку поверхні. Виробники повинні враховувати різні фактори, щоб покращити обробку поверхні та задовольнити вимоги клієнтів. Хоча використання правильних пластин і параметрів різання має важливе значення, застосування цілісного підходу до отримання кращої якості поверхні є не менш важливим.

 

▲ токарні операції

 

Я використовую цілісний підхід

 

Вкрай важливо враховувати всі етапи від чорнової обробки до фінішної обробки, оскільки вони взаємопов’язані, пов’язані та взаємозалежні. Наприклад, перед початком чорнової обробки необхідно врахувати припуск, залишений для чистової та напівчистової обробки.

 

Щоб забезпечити високу якість обробки поверхні, оператор повинен видалити відповідну кількість матеріалу на стадіях чорнової та напівчистової обробки, щоб процес обробки проходив гладко та з мінімальними помилками. Будь-які проблеми на цих етапах можуть призвести до поганої якості поверхні.

 

Чорнова обробка видаляє більшу частину матеріалу, зменшуючи навантаження на фінішний інструмент. Правильний підбір припуску на чорнову обробку також запобігає передчасному пошкодженню інструменту для чистової обробки. Багато виробників вважають за краще використовувати більш агресивні параметри подачі під час чорнової обробки, що може призвести до появи великих задирок на стінках деталей, що ускладнить їх розлом.

 

▲ видалити відповідну кількість матеріалу

 

Якщо ці задирки будуть виявлені під час фінішної обробки, вони можуть бути дуже твердими (що призведе до нарощення краю), що призведе до значного скорочення терміну служби пластини. Інструмент для чорнової обробки має бути запрограмований на видалення задирок і забезпечення якісної обробленої поверхні для фінішної обробки.

 

▲ нарощений край

 

Якщо ви спостерігаєте за нормально працюючим верстатом або токарною операцією на м’якій сталі, оператор повинен досягти достатньо гарної обробки поверхні на ранніх стадіях, щоб досягти необхідної якості поверхні. Якщо ви почнете аналізувати компоненти із загартованої сталі, обробка поверхні під час чорнової прокатки перед термообробкою значно вплине на кінцеву якість поверхні після термічної обробки.

 

 

II Вибір відповідної подачі та швидкості

 

Під час фінішної обробки ви будете використовувати вищу поверхневу подачу, що призведе до вищої швидкості та меншої швидкості подачі. Крім того, глибина різу зазвичай буде меншою. Однак не менш важливо переконатися, що швидкість подачі відповідає бажаній обробці поверхні. Якщо швидкість подачі занадто низька, це може спричинити надмірне тертя та передчасне зношування пластини, що призведе до погіршення якості поверхні.

 

Більш висока швидкість різання допомагає трохи підвищити температуру, що може покращити обробку поверхні. Це також запобігає прилипанню матеріалу до верху або поверхні інструменту. Порівняно з чорновою обробкою, оператор повинен трохи збільшити швидкість, але не надто, оскільки це може мати протилежний ефект. Якщо збоку пластини з’являється нарощений край, швидкість подачі слід збільшити.

 

Багато брендів прагнуть знизити швидкість порівняно з чорновою обробкою, що є типовою помилкою під час фінішної обробки. Збільшення швидкості має важливе значення для досягнення високоякісної обробки поверхні.

 

▲ Гніздо тримача інструменту з надмірним допуском на розміри може зменшити площу контакту між пластиною (наприклад, пластиною WNMG) і пазом, що призведе до переміщення в пазу. Це може спричинити мікровібрацію, яка негативно впливає на обробку поверхні.

 

Визначення правильної глибини різання допоможе стабілізувати процес точіння. Занадто мала глибина різання може призвести до того, що радіус носової частини інструмента буде прикладати всю силу радіально до деталі, що може призвести до вібрації та негативно вплинути на обробку поверхні.

 

Також важливо уникати використання занадто великої глибини різання, оскільки більшу частину матеріалу слід видалити під час чорнової та проміжної обробки. Як правило, вам потрібна невелика глибина різання та менша швидкість подачі.

 

 

III Вибір відповідних інструментів бренду

 

▲ фірмові вставки

 

Використання фірмових пластин може допомогти досягти кращої продуктивності різання. Крім того, обговорення нових застосувань із виробниками пластин може допомогти визначити, які пластини забезпечать високоякісну обробку поверхні під час токарних операцій, що дозволить вибрати відповідну пластину. Умови обробки та матеріал деталі визначають, який тип пластини підходить, але деякі загальні характеристики можна рекомендувати на етапі обробки.

 

Якщо це дозволяє геометрія деталі, більші радіуси, як правило, є кращими під час обробки. Більший радіус допомагає більш ефективно розгладжувати матеріал, майже як склоочисник. Завдяки більшому радіусу пластини можна трохи збільшити швидкість подачі, зберігаючи високу якість поверхні. Однак у тонкостінних застосуваннях менший радіус пластини зменшує радіальні сили різання, що може запобігти прогину та вібрації, тим самим уникаючи негативного впливу на обробку поверхні.

 

Форма пластини має значний вплив на початкове утворення стружки та якість поверхні.

 

 

IV Роль Wiper пластин в механічній обробці

 

Використання фірмових пластин може допомогти досягти кращої продуктивності різання. Крім того, обговорення нових застосувань із виробниками пластин може допомогти визначити, які пластини забезпечать високоякісну обробку поверхні під час токарних операцій, що дозволить вибрати відповідну пластину. Умови обробки та матеріал деталі визначають, який тип пластини підходить, але деякі загальні характеристики можна рекомендувати на етапі обробки.

 

Якщо це дозволяє геометрія деталі, більші радіуси, як правило, є кращими під час обробки. Більший радіус допомагає більш ефективно розгладжувати матеріал, майже як склоочисник. Завдяки більшому радіусу пластини можна трохи збільшити швидкість подачі, зберігаючи високу якість поверхні. Однак у тонкостінних застосуваннях менший радіус пластини зменшує радіальні сили різання, що може запобігти прогину та вібрації, тим самим уникаючи негативного впливу на обробку поверхні.

 

Форма пластини має значний вплив на початкове утворення стружки та якість поверхні.

 

 

V Вибір відповідного стружколома

 

Вибір відповідного стружколома також має вирішальне значення. Коли пластина бере участь у різанні, верхня поверхня пластини безпосередньо взаємодіє з матеріалом, що обробляється, і зоною стружки. Таким чином, якщо ви використовуєте нижчу швидкість подачі для досягнення невеликої глибини різання, стружколом буде виглядати інакше порівняно з використанням вищої швидкості подачі для досягнення більшої глибини різання. Вам потрібно вибрати відповідний стружколом для матеріалу, оскільки правильне стружколомне важливе для підтримки стабільної та якісної обробки поверхні, особливо для кількох деталей.

 

 

VI Тонші покриття краще

 

Одним із аспектів цього процесу, який часто забувають, є те, як клас вставки впливає на обробку поверхні, особливо щодо покриттів.

 

Якщо порівнювати покриття, отримані методом фізичного осадження з парової фази (PVD) і хімічного осадження з парової фази (CVD), то покриття CVD часто набагато товщі, ніж покриття PVD. Більш товсті покриття стикаються з більшими проблемами у виробництві високоякісної обробки поверхні, що постійно відбувається. Завдяки адгезивній природі покриття PVD забезпечує кращу обробку поверхні, ніж покриття CVD. Вставки PVD мають повне покриття на всіх поверхнях, тоді як CVD може зменшити покриття на мікрогеометрії, тим самим змінюючи форму мікрогеометрії.

 

 

VII Як керувати мікросхемами

 

▲ охолоджуюча рідина під високим тиском безпосередньо на ріжучій кромці

 

Для більшості токарних операцій рекомендується направляти охолоджуючу рідину під високим тиском безпосередньо на ріжучу кромку. Це допомагає видалити стружку з зони різання. Контроль стружки важливий для підтримки високої якості обробки. Видалення стружки запобігає повторному зачепленню стружки, що може пошкодити ріжучу кромку інструмента. Це також запобігає згортанню стружки навколо інструменту та переміщенню по поверхні заготовки, що може спричинити подряпини або плями під час обробки.

 

«Охолоджувальна рідина допомагає охолоджувати як деталь, так і інструмент, дозволяючи різати на вищих швидкостях. Якщо охолоджуюча рідина під високим тиском не підходить, звичайне або внутрішнє охолодження є найкращою альтернативою».

 

Охолоджуюча рідина не рекомендується для всіх застосувань. Для точіння загартованих матеріалів — будь-що вище HRC50-уникайте використання охолоджувальної рідини з керамічними вставками, оскільки вона має тенденцію спричиняти термічний удар інструменту, що може призвести до його поломки. Однак якщо матеріал м’якший, охолоджуючу рідину можна використовувати з керамічними вставками.

 

Контроль чіпів має вирішальне значення, оскільки в цьому процесі ми повинні розсіювати тепло через чіпи. Однак вам також потрібна досить велика площа різання. Якщо площа різання зменшується, маса матеріалу, який відводить тепло із зони різання, зменшиться, що призведе до хімічного зносу, бокового зносу та кратерного зносу пластини. Коли йдеться про обробку поверхні, контроль над стружкою стає справжньою проблемою. Ось чому важливо вибрати правильну геометрію та підтримувати належні параметри різання для конкретного застосування.

 

 

VIII Жорсткість також важлива

 

Багато хто погоджується, що інструментотримач і пристосування відіграють важливу роль у досягненні високоякісної обробки поверхні. Якщо кріплення недостатньо жорстке, це спричинить вібрацію, яка може вплинути на обробку. Не менш важливо переконатися, що тримач інструменту має найкоротший звис, щоб зберегти його жорсткість. Як заготовка, так і інструмент повинні мати належну підтримку для усунення вібрації під час обробки.

 

Одним з аспектів, який багато хто може не враховувати, є те, як пластина встановлена ​​в тримачі інструменту. Конструкція тримача інструменту може відігравати вирішальну роль. Занадто відкритий паз для тримача інструменту зменшує площу контакту між пластиною та пазом для тримача інструменту (наприклад, із пластинами WNMG), створюючи рух у пазу. Це може призвести до мікровібрацій, які негативно впливають на обробку поверхні.

 

Рух в інструменті також ускладнює дотримання допусків на розміри деталі. Тримач інструменту повинен відповідати допуску розмірів пластини та залишатися в хорошому стані. Не повинно бути зносу або деформації, оскільки навіть найменший рух може призвести до негативних наслідків.

 

 

IX Дотримуйтеся належної практики обробки

 

Найкращий спосіб досягти гарної обробки поверхні – почати з рекомендацій виробника вставок і слідувати їхнім вказівкам. Це хороша відправна точка. Під час пробного різання можна вносити коригування, але ці рекомендації найкраще підходять для операторів із великим досвідом, тому важливо регулярно накопичувати професійні знання.

 

Для фінішної обробки бажано вибирати пластини з позитивним переднім кутом. Позитивний передній кут допомагає створити гостру ріжучу кромку для зсуву матеріалу. Для чорнової обробки можна рекомендувати від’ємний передній кут, оскільки він докладатиме більше сили за ріжучою кромкою, щоб видалити більше матеріалу, забезпечуючи кращу початкову точку для чистової обробки.

 

Іншим фактором, який слід враховувати, є спрямована сила. На завершальних етапах ви хочете докласти якомога більше зусилля вздовж деталі, оскільки це забезпечить необхідну стабільність. Вибір пластини з кутом наближення, близьким до 0 градусів, дозволить вам докладати більше зусилля в аксіальному напрямку, але вам також потрібно збільшити задній зазор пластини, щоб досягти високоякісної обробки поверхні.

 

Дотична сила є важливим фактором при механічній обробці. Постійною при токарних операціях можна вважати тангенціальну силу, яка поєднує осьову і радіальну сили. Якщо оператори збільшать осьову силу, вони зменшать вплив радіальної сили, дозволяючи їм зберігати кращі допуски та зменшувати мікровібрації за рахунок мінімізації природної нестабільності. Це може не мати вирішального значення на стадіях чорнової та напівчистової обробки.

 

Нарешті, зауважте, що напрямок сили різання також важливий. Ви повинні переконатися, що робоча сила спрямована на добре підтримувану частину заготовки. Обробка на відстані від опори призведе до вібрації, яка також може вплинути на термін служби інструменту, і це, безумовно, вплине на обробку поверхні.