Modalità di taglio in tornitura: gli elementi e il concetto di taglio

2024 Autore: Henry Conors | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-12 09:19

Uno dei metodi multifunzionali di lavorazione dei metalli è la tornitura. Con il suo aiuto, la finitura grezza e fine viene eseguita nel processo di produzione o riparazione di parti. L'ottimizzazione del processo e l'efficienza del lavoro di qualità si ottengono mediante la selezione razionale dei dati di taglio.

Caratteristiche del processo

La finitura di tornitura viene eseguita su macchine speciali con l'ausilio di frese. I movimenti principali sono eseguiti dal mandrino, che assicura la rotazione dell'oggetto fissato su di esso. I movimenti di avanzamento sono effettuati dall'utensile, che è fissato nel calibro.

I principali tipi di lavorazioni caratteristiche includono: tornitura frontale e sagomata, alesatura, lavorazione di incavi e scanalature, rifilatura e troncatura, filettatura. Ciascuno di essi è accompagnato dai movimenti produttivi del relativo magazzino: frese passanti e a spinta, sagomate, alesanti, taglienti, taglienti e filettatrici. Una varietà di tipi di macchinelavorare oggetti piccoli e molto grandi, superfici interne ed esterne, pezzi piani e ingombranti.

Elementi di base delle modalità

La modalità di taglio in tornitura è un insieme di parametri per il funzionamento di una macchina per il taglio dei metalli, finalizzato al raggiungimento di risultati ottimali. Questi includono i seguenti elementi: profondità, avanzamento, frequenza e velocità del mandrino.

Profondità è lo spessore del metallo rimosso dalla taglierina in una passata (t, mm). Dipende dalla pulizia desiderata e dalla corrispondente rugosità. Con sgrossatura t=0,5-2 mm, con finitura - t=0,1-0,5 mm.

Avanzamento - la distanza di movimento dell'utensile in direzione longitudinale, trasversale o rettilinea rispetto a un giro del pezzo (S, mm / giro). Parametri importanti per la sua determinazione sono le caratteristiche geometriche e qualitative dell'utensile da tornio.

Velocità mandrino - il numero di giri dell'asse principale a cui è attaccato il pezzo, eseguiti in un periodo di tempo (n, giri / s).

Velocità - la larghezza del passaggio in un secondo con la profondità e la qualità specificate, fornite dalla frequenza (v, m/s).

Forza di svolta - un indicatore del consumo di energia (P, N).

Frequenza, velocità e forza sono gli elementi correlati più importanti della modalità di taglio nella tornitura, che imposta sia gli indicatori di ottimizzazione per la finitura di un particolare oggetto che il ritmo dell'intera macchina.

Dati iniziali

Dal punto di vista di un approccio sistematico, il processola tornitura può essere considerata come il funzionamento coordinato degli elementi di un sistema complesso. Questi includono: tornio, utensile, pezzo, fattore umano. Pertanto, l'efficacia di questo sistema è influenzata da un elenco di fattori. Ciascuno di essi viene preso in considerazione quando è necessario calcolare la modalità di taglio per la tornitura:

• Caratteristiche parametriche dell'apparecchiatura, sua potenza, tipo di controllo rotazione mandrino (step o stepless).
• Metodo di fissaggio del pezzo (usando un frontalino, un frontalino e una lunetta, due lunette).
• Proprietà fisiche e meccaniche del metallo lavorato. Vengono presi in considerazione la sua conducibilità termica, durezza e resistenza, il tipo di trucioli prodotti e la natura del suo comportamento rispetto all'inventario.
• Caratteristiche geometriche e meccaniche della fresa: dimensioni spigoli, attacchi, raggio spigolo, dimensioni, tipo e materiale del tagliente con adeguata conducibilità termica e capacità termica, tenacità, durezza, resistenza.
• Parametri di superficie specificati, inclusa rugosità e qualità.

Se si prendono in considerazione e calcolate razionalmente tutte le caratteristiche del sistema, diventa possibile ottenere la massima efficienza del suo lavoro.

Criteri di prestazione di tornitura

Le parti realizzate con la finitura di tornitura sono spesso componenti di meccanismi responsabili. I requisiti sono soddisfatti sulla base di tre criteri principali. La cosa più importante è la massima prestazioneciascuno.

• Corrispondenza dei materiali della taglierina e dell'oggetto da girare.
• Ottimizzazione tra avanzamento, velocità e profondità, massima produttività e qualità di finitura: rugosità minima, precisione di forma, assenza di difetti.
• Costo minimo delle risorse.

La procedura per calcolare la modalità di taglio durante la tornitura viene eseguita con elevata precisione. Esistono diversi sistemi per questo.

Metodi di calcolo

Come già accennato, la modalità di taglio durante la tornitura richiede la presa in considerazione di un gran numero di fattori e parametri diversi. Nel processo di sviluppo tecnologico, numerose menti scientifiche hanno sviluppato diversi complessi volti a calcolare gli elementi ottimali delle condizioni di taglio per varie condizioni:

• Matematica. Implica un calcolo esatto secondo formule empiriche esistenti.
• Grafico. Combinazione di metodi matematici e grafici.
• Tabulare. Selezione di valori corrispondenti alle condizioni operative specificate in speciali tabelle complesse.
• Macchina. Utilizzo del software.

Quello più adatto viene scelto dall'esecutore in base ai compiti e al carattere di massa del processo di produzione.

Metodo matematico

Le condizioni di taglio vengono calcolate analiticamente durante la tornitura. Esistono formule sempre meno complesse. La scelta del sistema è determinata dalle caratteristiche e dalla precisione richiesta dei risultatierrori di calcolo e la tecnologia stessa.

La profondità è calcolata come la differenza tra lo spessore del pezzo prima (D) e dopo (d) la lavorazione. Per il lavoro longitudinale: t=(D - d): 2; e per la traversa: t=D - d.

La presentazione ammissibile è determinata passo dopo passo:

• numeri che forniscono la qualità superficiale richiesta, S_cher;
• avanzamento specifico per utensile, S_p;
• valore del parametro, tenendo conto delle caratteristiche di fissaggio della parte, S_det.

Ogni numero viene calcolato secondo le formule corrispondenti. Come avanzamento effettivo viene scelta la più piccola delle S ricevute. Esiste anche una formula di generalizzazione che tiene conto della geometria della fresa, dei requisiti specificati per la profondità e la qualità della tornitura.

• S=(C_sR^yr^u): (t ^xφ^{z2), mm/giro;}
• dove C_{s è la caratteristica parametrica del materiale;}
• Ry – rugosità specificata, µm;
• ru – raggio della punta dell'utensile di tornitura, mm;
• tx – profondità di tornitura, mm;
• φz – angolo nella parte superiore della taglierina.

I parametri di velocità di rotazione del mandrino sono calcolati in base a varie dipendenze. Uno dei fondamentali:

v=(C_vK_v): (T^mt ^xS^{y), m/min dove}

• C_{v – coefficiente complesso che riassume il materiale del pezzo, la fresa, le condizioni di processo;}
• K_{v – coefficiente aggiuntivo,caratterizzanti le caratteristiche della tornitura;}
• Tm – vita utensile, min;
• tx – profondità di taglio, mm;
• Sy – feed, mm/giro

In condizioni semplificate e allo scopo di rendere disponibili i calcoli, è possibile determinare la velocità di tornitura di un pezzo:

V=(πDn): 1000, m/min, dove

n – velocità del mandrino della macchina, giri/min

Capacità attrezzatura utilizzata:

N=(Pv): (60100), kW, dove

• dove P è la forza di taglio, N;
• v – velocità, m/min.

La tecnica data richiede molto tempo. Esiste un'ampia varietà di formule di varia complessità. Molto spesso, è difficile scegliere quelli giusti per calcolare le condizioni di taglio durante la tornitura. Un esempio dei più versatili è riportato qui.

Metodo tabella

L'essenza di questa opzione è che gli indicatori degli elementi sono nelle tabelle normative in conformità con i dati di origine. Esiste un elenco di libri di riferimento che elencano i valori di avanzamento in base alle caratteristiche parametriche dell'utensile e del pezzo, alla geometria della fresa e agli indicatori di qualità della superficie specificati. Esistono standard separati che contengono le restrizioni massime consentite per vari materiali. I coefficienti di partenza necessari per il calcolo delle velocità sono contenuti anche in apposite tabelle.

Questa tecnica viene utilizzata separatamente o contemporaneamente a quella analitica. È comodo e precisoapplicazione per la semplice produzione in serie di parti, nelle singole officine ea casa. Consente di operare con valori digitali, utilizzando un minimo di sforzo e indicatori iniziali.

Metodi grafici e macchina

Il metodo grafico è ausiliario e si basa su calcoli matematici. I risultati calcolati degli avanzamenti vengono tracciati su un grafico, in cui vengono tracciate le linee della macchina e della taglierina e da esse vengono determinati elementi aggiuntivi. Questo metodo è una procedura complessa molto complicata, che è scomoda per la produzione di massa.

Metodo macchina: un'opzione accurata e conveniente per tornitori esperti e principianti, progettata per calcolare le condizioni di taglio durante la tornitura. Il programma fornisce i valori più accurati in base ai dati iniziali forniti. Devono includere:

• Coefficienti che caratterizzano il materiale del pezzo.
• Indicatori corrispondenti alle caratteristiche del metallo dell'utensile.
• Parametri geometrici degli utensili di tornitura.
• Descrizione numerica della macchina e come fissare il pezzo su di essa.
• Proprietà parametriche dell'oggetto elaborato.

Potrebbero sorgere difficoltà nella fase di descrizione numerica dei dati iniziali. Impostandoli correttamente, è possibile ottenere rapidamente un calcolo completo e accurato delle condizioni di taglio per la tornitura. Il programma può contenere imprecisioni di lavoro, ma sono meno significative rispetto alla versione matematica manuale.

La modalità di taglio durante la tornitura è un'importante caratteristica progettuale che ne determina i risultati. Insieme agli elementi, vengono selezionati strumenti, refrigeranti e lubrificanti. Una selezione razionale completa di questo complesso è un indicatore dell'esperienza di uno specialista o della sua perseveranza.