Jednou z multifunkčných metód spracovania kovov je sústruženie. S jeho pomocou sa hrubé a jemné dokončovanie vykonáva v procese výroby alebo opravy dielov. Optimalizácia procesu a efektívna kvalitná práca sa dosahuje racionálnym výberom rezných údajov.
Funkcie procesu
Dokončovacie sústruženie sa vykonáva na špeciálnych strojoch s pomocou fréz. Hlavné pohyby vykonáva vreteno, ktoré zabezpečuje otáčanie predmetu, ktorý je na ňom pripevnený. Pohyby posuvu sú vykonávané nástrojom, ktorý je upevnený v strmeni.
Medzi hlavné typy charakteristických prác patria: čelné a tvarové sústruženie, vyvrtávanie, opracovanie vybraní a drážok, orezávanie a odrezávanie, závitovanie. Každý z nich je sprevádzaný produktívnymi pohybmi zodpovedajúceho inventára: cez a ťahové, tvarové, vyvrtávacie, rezacie, rezacie a závitové frézy. Rôzne typy strojovspracovávať malé a veľmi veľké predmety, vnútorné a vonkajšie povrchy, ploché a objemné obrobky.
Základné prvky režimov
Rezný režim pri sústružení je súbor parametrov pre prevádzku stroja na rezanie kovov, ktorých cieľom je dosiahnuť optimálne výsledky. Patria sem nasledujúce položky: hĺbka, posuv, frekvencia a rýchlosť vretena.
Hĺbka je hrúbka kovu odstráneného rezačkou pri jednom prechode (t, mm). Závisí od požadovanej čistoty a zodpovedajúcej drsnosti. Pri sústružení nahrubo t=0,5-2 mm, pri dokončovaní - t=0,1-0,5 mm.
Posuv - vzdialenosť pohybu nástroja v pozdĺžnom, priečnom alebo priamočiarom smere vzhľadom na jednu otáčku obrobku (S, mm / ot). Dôležitými parametrami pre jeho určenie sú geometrické a kvalitatívne charakteristiky sústružníckeho nástroja.
Rýchlosť vretena - počet otáčok hlavnej osi, ku ktorej je obrobok pripevnený, vykonaných za určité časové obdobie (n, ot / s).
Rýchlosť - šírka prechodu za jednu sekundu so špecifikovanou hĺbkou a kvalitou, daná frekvenciou (v, m/s).
Sila otáčania – indikátor spotreby energie (P, N).
Frekvencia, rýchlosť a sila sú najdôležitejšie vzájomne súvisiace prvky rezného režimu pri sústružení, ktoré nastavujú tak optimalizačné indikátory pre dokončovanie konkrétneho objektu, ako aj tempo celého stroja.
Počiatočné údaje
Z hľadiska systematického prístupu processústruženie možno považovať za koordinované fungovanie prvkov komplexného systému. Patria sem: sústruh, nástroj, obrobok, ľudský faktor. Účinnosť tohto systému je teda ovplyvnená zoznamom faktorov. Každá z nich sa berie do úvahy, keď je potrebné vypočítať režim rezu pre sústruženie:
- Parametrické charakteristiky zariadenia, jeho výkon, typ ovládania otáčania vretena (krokové alebo plynulé).
- Spôsob upevnenia obrobku (pomocou čelnej dosky, čelnej dosky a pevnej podpery, dvoch pevných podpier).
- Fyzikálne a mechanické vlastnosti spracovávaného kovu. Zohľadňuje sa jeho tepelná vodivosť, tvrdosť a pevnosť, typ vyrobených triesok a povaha ich správania vzhľadom na zásoby.
- Geometrické a mechanické vlastnosti frézy: rozmery rohov, držiaky, polomer rohu, veľkosť, typ a materiál reznej hrany s vhodnou tepelnou vodivosťou a tepelnou kapacitou, húževnatosť, tvrdosť, pevnosť.
- Uvedené parametre povrchu vrátane jeho drsnosti a kvality.
Ak sa zohľadnia a racionálne vypočítajú všetky charakteristiky systému, je možné dosiahnuť maximálnu efektivitu jeho práce.
Sústruženie výkonnostných kritérií
Súčiastky vyrobené pomocou sústruženia sú najčastejšie komponenty zodpovedných mechanizmov. Požiadavky sú splnené na základe troch hlavných kritérií. Najdôležitejší je maximálny výkonkaždý jeden.
- Zhoda materiálov frézy a sústruženého predmetu.
- Optimalizácia medzi posuvom, rýchlosťou a hĺbkou, maximálna produktivita a kvalita dokončenia: minimálna drsnosť, presnosť tvaru, žiadne chyby.
- Minimálne náklady na zdroje.
Postup výpočtu rezného režimu počas sústruženia sa vykonáva s vysokou presnosťou. Na to existuje niekoľko rôznych systémov.
Metódy výpočtu
Ako už bolo spomenuté, režim rezania počas sústruženia vyžaduje zohľadnenie veľkého množstva rôznych faktorov a parametrov. V procese vývoja technológie vyvinulo množstvo vedeckých pracovníkov niekoľko komplexov zameraných na výpočet optimálnych prvkov rezných podmienok pre rôzne podmienky:
- Matematika. Znamená to presný výpočet podľa existujúcich empirických vzorcov.
- Grafografické. Kombinácia matematických a grafických metód.
- Tabuľkové. Výber hodnôt zodpovedajúcich špecifikovaným prevádzkovým podmienkam v špeciálnych komplexných tabuľkách.
- Stroj. Používanie softvéru.
Najvhodnejšieho si vyberá interpret v závislosti od úloh a masového charakteru výrobného procesu.
Matetická metóda
Rezné podmienky sú analyticky vypočítané počas sústruženia. Vzorce existujú čoraz menej zložité. Výber systému je určený vlastnosťami a požadovanou presnosťou výsledkovchybné výpočty a samotná technológia.
Hĺbka sa vypočíta ako rozdiel medzi hrúbkou obrobku pred (D) a po (d) spracovaním. Pre pozdĺžnu prácu: t=(D - d): 2; a pre priečne: t=D - d.
Prípustné podanie sa určuje krok za krokom:
- čísla, ktoré poskytujú požadovanú kvalitu povrchu, Scher;
- informačný kanál pre konkrétny nástroj, Sp;
- hodnota parametra, berúc do úvahy vlastnosti upevnenia dielu, Sdet.
Každé číslo sa vypočíta podľa príslušných vzorcov. Ako skutočný posuv je zvolený najmenší z prijatých S. Existuje aj zovšeobecňujúci vzorec, ktorý zohľadňuje geometriu frézy, špecifikované požiadavky na hĺbku a kvalitu sústruženia.
- S=(CsRyru): (t xφz2), mm/ot;
- kde Cs je parametrická charakteristika materiálu;
- Ry – špecifikovaná drsnosť, µm;
- ru – polomer hrotu sústružníckeho nástroja, mm;
- tx – hĺbka sústruženia, mm;
- φz – uhol v hornej časti frézy.
Parametre rýchlosti otáčania vretena sa vypočítavajú podľa rôznych závislostí. Jedna zo základných:
v=(CvKv): (Tmt xSy), m/min kde
- Cv – komplexný koeficient sumarizujúci materiál dielu, frézy, podmienky procesu;
- Kv – dodatočný koeficient,charakterizujúce vlastnosti sústruženia;
- Tm – životnosť nástroja, min;
- tx – hĺbka rezu, mm;
- Sy – posuv, mm/ot.
Za zjednodušených podmienok a na účely sprístupnenia výpočtov je možné určiť rýchlosť otáčania obrobku:
V=(πDn): 1000, m/min, kde
n – rýchlosť vretena stroja, otáčky za minútu
Použitá kapacita zariadenia:
N=(Pv): (60100), kW, kde
- kde P je rezná sila, N;
- v – rýchlosť, m/min.
Daná technika je časovo veľmi náročná. Existuje široká škála vzorcov rôznej zložitosti. Najčastejšie je ťažké vybrať tie správne, aby sa vypočítali rezné podmienky pri sústružení. Tu je uvedený príklad najuniverzálnejších z nich.
Tabuľková metóda
Podstatou tejto možnosti je, že ukazovatele prvkov sú v normatívnych tabuľkách v súlade so zdrojovými údajmi. Existuje zoznam referenčných kníh, ktoré uvádzajú hodnoty posuvu v závislosti od parametrických charakteristík nástroja a obrobku, geometrie frézy a špecifikovaných ukazovateľov kvality povrchu. Existujú samostatné normy, ktoré obsahujú maximálne povolené obmedzenia pre rôzne materiály. Počiatočné koeficienty potrebné na výpočet rýchlostí sú tiež uvedené v špeciálnych tabuľkách.
Táto technika sa používa samostatne alebo súčasne s analytickou. Je pohodlný a presnýaplikácia pre jednoduchú sériovú výrobu dielov, v individuálnych dielňach aj doma. Umožňuje vám pracovať s digitálnymi hodnotami s minimálnym úsilím a počiatočnými ukazovateľmi.
Grafografické a strojové metódy
Grafická metóda je pomocná a je založená na matematických výpočtoch. Vypočítané výsledky posuvov sú vynesené do grafu, kde sú nakreslené čiary stroja a frézy a z nich sú určené ďalšie prvky. Táto metóda je veľmi komplikovaný a zložitý postup, ktorý nie je vhodný pre sériovú výrobu.
Strojová metóda – presná a cenovo dostupná možnosť pre skúsených a začínajúcich sústružníkov, určená na výpočet rezných podmienok pri sústružení. Program poskytuje najpresnejšie hodnoty v súlade s danými počiatočnými údajmi. Musia obsahovať:
- Koeficienty charakterizujúce materiál obrobku.
- Ukazovatele zodpovedajúce vlastnostiam kovového nástroja.
- Geometrické parametre sústružníckych nástrojov.
- Číselný popis stroja a spôsob upevnenia obrobku na ňom.
- Parametrické vlastnosti spracovávaného objektu.
Ťažkosti môžu nastať vo fáze číselného popisu počiatočných údajov. Ich správnym nastavením môžete rýchlo získať komplexný a presný výpočet rezných podmienok pre sústruženie. Program môže obsahovať pracovné nepresnosti, ale sú menej významné ako v manuálnej matematickej verzii.
Rezný režim pri sústružení je dôležitou konštrukčnou charakteristikou, ktorá určuje jeho výsledky. Spolu s prvkami sa vyberajú nástroje a chladiace kvapaliny a mazivá. Úplný racionálny výber tohto komplexu je indikátorom skúseností odborníka alebo jeho vytrvalosti.
