Jedním z multifunkčních způsobů zpracování kovů je soustružení. S jeho pomocí se v procesu výroby nebo opravy dílů provádí hrubé a jemné dokončování. Optimalizace procesu a efektivní kvalita práce je dosaženo racionálním výběrem řezných dat.
Funkce procesu
Dokončovací soustružení se provádí na speciálních strojích s pomocí fréz. Hlavní pohyby vykonává vřeteno, které zajišťuje rotaci předmětu na něm upevněného. Pohyby posuvu jsou prováděny nástrojem, který je upevněn v třmenu.
Mezi hlavní typy charakteristických prací patří: čelní a tvarové soustružení, vyvrtávání, opracování zápichů a drážek, ořezávání a odřezávání, řezání závitů. Každý z nich je doprovázen produktivními pohyby odpovídajícího inventáře: průchozí a přítlačné, tvarové, vyvrtávací, řezací, řezací a závitové frézy. Různé typy strojůzpracovávat malé a velmi velké předměty, vnitřní a vnější povrchy, ploché a objemné obrobky.
Základní prvky režimů
Režim řezání při soustružení je soubor parametrů pro provoz obráběcího stroje, jehož cílem je dosažení optimálních výsledků. Patří sem následující položky: hloubka, posuv, frekvence a rychlost vřetena.
Hloubka je tloušťka kovu odebraného frézou při jednom průchodu (t, mm). Závisí na požadované čistotě a odpovídající drsnosti. S hrubovacím soustružením t=0,5-2 mm, s dokončováním - t=0,1-0,5 mm.
Posuv - vzdálenost pohybu nástroje v podélném, příčném nebo přímočarém směru vzhledem k jedné otáčkě obrobku (S, mm / ot). Důležitými parametry pro jeho určení jsou geometrické a kvalitativní charakteristiky soustružnického nástroje.
Rychlost vřetena - počet otáček hlavní osy, ke které je obrobek připevněn, provedených za určité časové období (n, ot / s).
Rychlost - šířka průchodu za jednu sekundu se zadanou hloubkou a kvalitou, daná frekvencí (v, m/s).
Síla otáčení – indikátor spotřeby energie (P, N).
Frekvence, rychlost a síla jsou nejdůležitější vzájemně propojené prvky řezného režimu při soustružení, které nastavují jak optimalizační indikátory pro dokončování konkrétního předmětu, tak tempo celého stroje.
Počáteční údaje
Z hlediska systematického přístupu processoustružení lze považovat za koordinované fungování prvků komplexního systému. Patří sem: soustruh, nástroj, obrobek, lidský faktor. Efektivitu tohoto systému tedy ovlivňuje řada faktorů. Každý z nich se bere v úvahu, když je nutné vypočítat řezný režim pro soustružení:
- Parametrické charakteristiky zařízení, jeho výkon, typ řízení otáčení vřetena (krokové nebo plynulé).
- Způsob upevnění obrobku (pomocí čelní desky, čelní desky a pevné podpěry, dvou pevných podpěr).
- Fyzikální a mechanické vlastnosti zpracovávaného kovu. Zohledňuje se jeho tepelná vodivost, tvrdost a pevnost, typ vyráběných třísek a povaha jeho chování vzhledem k zásobám.
- Geometrické a mechanické vlastnosti frézy: rozměry rohu, držáky, rádius rohu, velikost, typ a materiál řezné hrany s vhodnou tepelnou vodivostí a tepelnou kapacitou, houževnatost, tvrdost, pevnost.
- Specifikované parametry povrchu, včetně jeho drsnosti a kvality.
Pokud jsou vzaty v úvahu a racionálně vypočítány všechny charakteristiky systému, je možné dosáhnout maximální efektivity jeho práce.
Kritéria výkonu soustružení
Součástky vyrobené soustružením jsou nejčastěji součástí odpovědných mechanismů. Požadavky jsou splněny na základě tří hlavních kritérií. Nejdůležitější je maximální výkonkaždý z nich.
- Shoda materiálů frézy a soustruženého předmětu.
- Optimalizace mezi posuvem, rychlostí a hloubkou, maximální produktivita a kvalita dokončení: minimální drsnost, přesnost tvaru, žádné vady.
- Minimální náklady na zdroje.
Postup pro výpočet řezného režimu během soustružení je prováděn s vysokou přesností. K tomu existuje několik různých systémů.
Metody výpočtu
Jak již bylo zmíněno, režim řezání během soustružení vyžaduje zohlednění velkého množství různých faktorů a parametrů. V procesu vývoje technologie vyvinulo mnoho vědeckých mozků několik komplexů zaměřených na výpočet optimálních prvků řezných podmínek pro různé podmínky:
- Matematika. Znamená to přesný výpočet podle existujících empirických vzorců.
- Grafografický. Kombinace matematických a grafických metod.
- Tabulkový. Výběr hodnot odpovídajících zadaným provozním podmínkám ve speciálních komplexních tabulkách.
- Stroj. Použití softwaru.
Ten nejvhodnější vybere interpret v závislosti na úkolech a masovém charakteru výrobního procesu.
Matetická metoda
Během soustružení se analyticky vypočítávají řezné podmínky. Vzorce existují stále méně složité. Výběr systému je dán vlastnostmi a požadovanou přesností výsledkůchybné výpočty a samotná technologie.
Hloubka se vypočítá jako rozdíl mezi tloušťkou obrobku před (D) a po (d) zpracování. Pro podélnou práci: t=(D - d): 2; a pro příčné: t=D - d.
Přípustné podání se určuje krok za krokem:
- čísla, která poskytují požadovanou kvalitu povrchu, Scher;
- zdroj pro konkrétní nástroje, Sp;
- hodnota parametru s ohledem na vlastnosti upevnění dílu, Sdet.
Každé číslo se vypočítá podle příslušných vzorců. Jako skutečný posuv je zvolen nejmenší z přijatých S. Existuje také zobecňující vzorec, který bere v úvahu geometrii frézy, stanovené požadavky na hloubku a kvalitu soustružení.
- S=(CsRyru): (t xφz2), mm/ot;
- kde Cs je parametrická charakteristika materiálu;
- Ry – specifikovaná drsnost, µm;
- ru – poloměr hrotu soustružnického nástroje, mm;
- tx – hloubka soustružení, mm;
- φz – úhel v horní části frézy.
Parametry rychlosti otáčení vřetena se počítají podle různých závislostí. Jedna ze základních:
v=(CvKv): (Tmt xSy), m/min kde
- Cv – komplexní koeficient shrnující materiál součásti, frézy, procesní podmínky;
- Kv – dodatečný koeficient,charakterizující vlastnosti soustružení;
- Tm – životnost nástroje, min;
- tx – hloubka řezu, mm;
- Sy – posuv, mm/ot.
Za zjednodušených podmínek a za účelem zpřístupnění výpočtů lze rychlost otáčení obrobku určit:
V=(πDn): 1000, m/min, kde
n – rychlost vřetena stroje, ot./min
Použitá kapacita zařízení:
N=(Pv): (60100), kW, kde
- kde P je řezná síla, N;
- v – rychlost, m/min.
Daná technika je časově velmi náročná. Existuje široká škála vzorců různé složitosti. Nejčastěji je obtížné vybrat ty správné, aby bylo možné vypočítat řezné podmínky při soustružení. Zde je uveden příklad nejuniverzálnějších z nich.
Tabulková metoda
Podstatou této možnosti je, že indikátory prvků jsou v normativních tabulkách v souladu se zdrojovými daty. Existuje seznam referenčních knih, které uvádějí hodnoty posuvu v závislosti na parametrických charakteristikách nástroje a obrobku, geometrii frézy a specifikovaných ukazatelích kvality povrchu. Existují samostatné normy, které obsahují maximální přípustná omezení pro různé materiály. Počáteční koeficienty potřebné pro výpočet rychlostí jsou také obsaženy ve speciálních tabulkách.
Tato technika se používá samostatně nebo současně s analytickou. Je to pohodlné a přesnéaplikace pro jednoduchou sériovou výrobu dílů, v jednotlivých dílnách i doma. Umožňuje vám pracovat s digitálními hodnotami s minimálním úsilím a počátečními indikátory.
Grafografické a strojové metody
Grafická metoda je pomocná a je založena na matematických výpočtech. Vypočtené výsledky posuvů jsou vyneseny do grafu, kde jsou nakresleny čáry stroje a frézy a z nich jsou určeny doplňkové prvky. Tato metoda je velmi komplikovaný komplexní postup, který je pro hromadnou výrobu nepohodlný.
Strojová metoda – přesná a cenově dostupná volba pro zkušené i začínající soustružníky, určená pro výpočet řezných podmínek při soustružení. Program poskytuje nejpřesnější hodnoty v souladu s danými počátečními údaji. Musí obsahovat:
- Koeficienty charakterizující materiál obrobku.
- Ukazatele odpovídající vlastnostem kovového nástroje.
- Geometrické parametry soustružnických nástrojů.
- Číselný popis stroje a způsob upevnění obrobku na něm.
- Parametrické vlastnosti zpracovávaného objektu.
Potíže mohou nastat ve fázi numerického popisu počátečních dat. Jejich správným nastavením můžete rychle získat komplexní a přesný výpočet řezných podmínek pro soustružení. Program může obsahovat pracovní nepřesnosti, ale ty jsou méně významné než u manuální matematické verze.
Režim řezání během soustružení je důležitou konstrukční charakteristikou, která určuje jeho výsledky. Spolu s prvky jsou vybrány nástroje a chladicí kapaliny a maziva. Kompletní racionální výběr tohoto komplexu je indikátorem zkušeností specialisty nebo jeho vytrvalosti.
