تراشکاری از یک ماشین تراش برای حذف مواد از قسمت بیرونی یک قطعه کار چرخان استفاده می کند، در حالی که حفاری مواد را از داخل یک قطعه کار چرخان حذف می کند.#پایه
تراشکاری فرآیند حذف مواد از قطر خارجی قطعه کار دوار با استفاده از تراش است.برش های تک نقطه ای فلز را از قطعه کار به تراشه های کوتاه و تیز (در حالت ایده آل) برش می دهند که به راحتی جدا می شوند.
یک ماشین تراش CNC با کنترل سرعت برش ثابت به اپراتور اجازه می دهد تا سرعت برش را انتخاب کند و سپس دستگاه به طور خودکار RPM را تنظیم می کند زیرا ابزار برش قطرهای مختلف را در امتداد کانتور بیرونی قطعه کار می گذراند.تراش‌های مدرن در پیکربندی‌های تک برجک و برجک دوتایی نیز موجود هستند: برجک‌های تک دارای یک محور افقی و عمودی، و برجک‌های دوتایی دارای یک جفت محور افقی و عمودی در هر برجک هستند.
ابزار تراش اولیه قطعات مستطیل شکل جامد ساخته شده از فولاد با سرعت بالا با چنگک و گوشه های خالی در یک انتها بودند.هنگامی که ابزاری کسل کننده می شود، قفل ساز آن را برای استفاده مکرر روی یک آسیاب تیز می کند.ابزارهای HSS هنوز در ماشین‌های تراش قدیمی رایج هستند، اما ابزارهای کاربید به خصوص در شکل تک نقطه‌ای لحیم کاری شده محبوب‌تر شده‌اند.کاربید مقاومت به سایش و سختی بهتری دارد که باعث افزایش بهره وری و عمر ابزار می شود، اما گران تر است و برای خرد کردن مجدد نیاز به تجربه دارد.
چرخش ترکیبی از حرکت خطی (ابزار) و چرخشی (قطعه کار) است.بنابراین، سرعت برش به عنوان فاصله چرخش (به صورت sfm – فوت سطح در دقیقه – یا smm – متر مربع در دقیقه – حرکت یک نقطه روی سطح قطعه در یک دقیقه نوشته می‌شود) تعریف می‌شود.نرخ تغذیه (بیان شده در اینچ یا میلی متر در هر دور) فاصله خطی است که ابزار در طول یا در سراسر سطح قطعه کار طی می کند.خوراک همچنین گاهی اوقات به صورت فاصله خطی (در دقیقه یا میلی متر در دقیقه) که یک ابزار در یک دقیقه طی می کند بیان می شود.
نیازهای نرخ تغذیه بسته به هدف عملیات متفاوت است.به عنوان مثال، در زبر کردن، تغذیه بالا اغلب برای به حداکثر رساندن نرخ حذف فلز بهتر است، اما سختی قطعه و قدرت ماشین بالا مورد نیاز است.در عین حال، پایان تراشکاری می تواند سرعت تغذیه را برای دستیابی به زبری سطح مشخص شده در نقشه قطعه کاهش دهد.
اثربخشی ابزار برش تا حد زیادی به زاویه ابزار نسبت به قطعه کار بستگی دارد.اصطلاحات تعریف شده در این بخش در مورد درج های برش و ترخیص و همچنین در مورد ابزارهای تک نقطه ای لحیم کاری اعمال می شود.
زاویه چنگک بالا (همچنین به عنوان زاویه چنگک پشت شناخته می شود) زاویه ای است که بین زاویه درج و یک خط عمود بر قطعه کار زمانی که از کنار، جلو و پشت ابزار مشاهده می شود تشکیل می شود.زاویه چنگک بالا وقتی که زاویه چنگک بالا از نقطه برش به سمت ساقه پایین شیبدار می شود مثبت است.خنثی وقتی خط بالای درج موازی با بالای ساقه باشد.و هنگامی که از نقطه برش به سمت بالا کج می شود، خنثی می شود.بالاتر از نگهدارنده ابزار است، زاویه چنگک بالا منفی است..تیغه ها و دسته ها نیز به زوایای مثبت و منفی تقسیم می شوند.درج‌های با تمایل مثبت دارای طرف‌های پخ‌دار و نگهدارنده‌های مناسب با زوایای چنگک مثبت و جانبی هستند.درج های نگاتیو نسبت به بالای تیغه مربع هستند و دسته هایی با زاویه های بالا و کناری منفی دارند.زاویه چنگک بالا از این جهت منحصر به فرد است که به هندسه درج بستگی دارد: تراشه شکن هایی که به طور مثبت آسیاب شده یا شکل گرفته اند، می توانند زاویه موثر چنگک بالا را از منفی به مثبت تغییر دهند.زوایای چنگک بالایی نیز برای مواد قطعه کار نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر که به زوایای برشی مثبت بزرگ نیاز دارند بزرگتر هستند، در حالی که مواد سخت‌تر و سفت‌تر بهتر است با هندسه خنثی یا منفی برش داده شوند.
زاویه چنگک جانبی بین وجه انتهایی تیغه و یک خط عمود بر قطعه کار، همانطور که از صفحه انتهایی دیده می شود، تشکیل می شود.این زوایا زمانی که از لبه برش زاویه داشته باشند مثبت، زمانی که بر لبه برش عمود باشند خنثی و زمانی که به سمت بالا زاویه داشته باشند منفی هستند.ضخامت احتمالی ابزار به زاویه چنگک جانبی بستگی دارد، زوایای کوچکتر امکان استفاده از ابزارهای ضخیم تری را فراهم می کند که استحکام را افزایش می دهند اما به نیروهای برش بیشتری نیاز دارند.زوایای بزرگتر تراشه های نازک تر و نیروی برشی کمتری را تولید می کنند، اما فراتر از حداکثر زاویه توصیه شده، لبه برش ضعیف شده و انتقال حرارت کاهش می یابد.
اریب برش انتهایی بین لبه برش تیغه در انتهای ابزار و خطی عمود بر پشت دسته تشکیل می شود.این زاویه فاصله بین ابزار برش و سطح تمام شده قطعه کار را مشخص می کند.
برجستگی انتهایی در زیر لبه برش انتهایی قرار دارد و بین سطح انتهایی درج و یک خط عمود بر پایه ساقه تشکیل شده است.برآمدگی نوک به شما این امکان را می دهد که زاویه تسکین را (که توسط انتهای ساقه و خط عمود بر ریشه ساقه تشکیل می شود) بزرگتر از زاویه تسکین دهید.
زاویه فاصله جانبی، زاویه زیر لبه برش جانبی را توصیف می کند.از کناره های تیغه و خطی عمود بر پایه دسته تشکیل می شود.همانطور که با باس انتهایی، برآمدگی اجازه می دهد تا برجستگی جانبی (که توسط کنار دسته و خط عمود بر پایه دسته تشکیل شده است) بزرگتر از برجسته باشد.
زاویه سرب (همچنین به عنوان زاویه لبه برش جانبی یا زاویه سرب نیز شناخته می شود) بین لبه برش جانبی درج و کناره نگهدارنده تشکیل می شود.این زاویه ابزار را به داخل قطعه کار هدایت می کند و با افزایش آن، تراشه پهن تر و نازک تری تولید می شود.هندسه و شرایط مواد قطعه کار از عوامل اصلی در انتخاب زاویه سرب ابزار برش است.به عنوان مثال، ابزارهایی با زاویه مارپیچ برجسته می توانند عملکرد قابل توجهی را هنگام برش سطوح متخلخل، ناپیوسته یا سخت شده ارائه دهند بدون اینکه ضربه شدیدی به لبه ابزار برش وارد شود.اپراتورها باید این مزیت را با افزایش انحراف قطعه و ارتعاش متعادل کنند، زیرا زوایای بالابر بزرگ نیروهای شعاعی زیادی ایجاد می کنند.ابزارهای تراش گام صفر، عرض براده ای برابر با عمق برش در عملیات تراشکاری فراهم می کنند، در حالی که ابزارهای برش با زاویه درگیری اجازه می دهند که عمق موثر برش و عرض تراشه مربوطه از عمق واقعی برش روی قطعه کار بیشتر شود.اکثر عملیات تراشکاری را می توان به طور موثر با محدوده زاویه نزدیک 10 تا 30 درجه انجام داد (سیستم متریک زاویه را از 90 درجه به عکس معکوس می کند و دامنه زاویه نزدیک شدن ایده آل را 80 تا 60 درجه می کند).
هم نوک و هم دو طرف باید دارای تسکین و تسکین کافی باشند تا ابزار بتواند وارد برش شود.اگر شکافی وجود نداشته باشد، هیچ براده‌ای تشکیل نمی‌شود، اما اگر شکاف کافی وجود نداشته باشد، ابزار ساییده شده و گرما تولید می‌کند.ابزارهای چرخشی تک نقطه ای نیز برای وارد شدن به برش نیاز به تکان دهنده صورت و جانبی دارند.
هنگام چرخش، قطعه کار تحت نیروهای برش مماسی، شعاعی و محوری قرار می گیرد.بیشترین تأثیر بر مصرف انرژی توسط نیروهای مماسی اعمال می شود.نیروهای محوری (تغذیه) قسمت را در جهت طولی فشار می دهند.و نیروهای شعاعی (عمق برش) تمایل دارند قطعه کار و نگهدارنده ابزار را از هم جدا کنند.«نیروی برش» مجموع این سه نیرو است.برای زاویه ارتفاع صفر، نسبت 4:2:1 (مماسی: محوری: شعاعی) هستند.با افزایش زاویه سرب، نیروی محوری کاهش می یابد و نیروی برش شعاعی افزایش می یابد.
نوع ساقه، شعاع گوشه و شکل درج نیز تأثیر زیادی بر حداکثر طول لبه برش مؤثر بالقوه یک درج تراش دارند.ترکیب خاصی از شعاع درج و نگهدارنده ممکن است به جبران ابعادی نیاز داشته باشد تا از مزیت کامل لبه برش استفاده شود.
کیفیت سطح در عملیات تراشکاری به سختی ابزار، ماشین و قطعه کار بستگی دارد.هنگامی که سفتی مشخص شد، رابطه بین تغذیه ماشین (in/rev یا mm/rev) و درج یا پروفیل دماغه ابزار می تواند برای تعیین کیفیت سطح قطعه کار استفاده شود.نیمرخ بینی بر حسب شعاع بیان می شود: تا حدی، شعاع بزرگتر به معنای روکش بهتر سطح است، اما شعاع بیش از حد بزرگ می تواند باعث لرزش شود.برای عملیات ماشینکاری که نیاز به شعاع کمتر از بهینه دارند، ممکن است نیاز باشد تا نرخ تغذیه کاهش یابد تا به نتیجه مطلوب برسد.
پس از رسیدن به سطح توان مورد نیاز، بهره وری با عمق برش، تغذیه و سرعت افزایش می یابد.
افزایش عمق برش ساده ترین راه است، اما بهبود فقط با مواد و نیروهای کافی امکان پذیر است.دوبرابر کردن عمق برش، بهره وری را بدون افزایش دمای برش، استحکام کششی یا نیروی برش در هر اینچ یا سانتی متر مکعب افزایش می دهد (که به عنوان نیروی برش خاص نیز شناخته می شود).این قدرت مورد نیاز را دوبرابر می کند، اما اگر ابزار الزامات نیروی برش مماسی را برآورده کند، عمر ابزار کاهش نمی یابد.
تغییر نرخ خوراک نیز نسبتا آسان است.دوبرابر کردن نرخ تغذیه، ضخامت تراشه را دو برابر می کند و نیروهای برش مماسی، دمای برش و توان مورد نیاز را افزایش می دهد (اما دو برابر نمی شود).این تغییر عمر ابزار را کاهش می دهد، اما نه به نصف.نیروی برش ویژه (نیروی برش مربوط به مقدار ماده حذف شده) نیز با افزایش نرخ تغذیه کاهش می یابد.با افزایش نرخ تغذیه، نیروی اضافی وارد بر لبه برش می تواند به دلیل افزایش گرما و اصطکاک ایجاد شده در حین برش، باعث ایجاد گودی بر روی سطح چنگک بالای درج شود.اپراتورها باید به دقت این متغیر را کنترل کنند تا از خرابی فاجعه بار در جایی که تراشه ها از تیغه قوی تر می شوند جلوگیری کنند.
افزایش سرعت برش در مقایسه با تغییر عمق برش و نرخ تغذیه غیرعاقلانه است.افزایش سرعت منجر به افزایش قابل توجه دمای برش و کاهش برشی و نیروهای ویژه برش شد.دوبرابر کردن سرعت برش نیاز به نیروی اضافی دارد و عمر ابزار را تا بیش از نصف کاهش می دهد.بار واقعی روی چنگک بالا را می توان کاهش داد، اما دمای برش بالاتر همچنان باعث ایجاد دهانه می شود.
سایش درج یک شاخص رایج از موفقیت یا شکست هر عملیات تراشکاری است.سایر شاخص های رایج عبارتند از تراشه های غیرقابل قبول و مشکلات مربوط به قطعه کار یا دستگاه.به عنوان یک قاعده کلی، اپراتور باید درج را به 0.030 اینچ (0.77 میلی‌متر) سایش پهلو نشان دهد.برای عملیات تکمیلی، اپراتور باید در فواصل 0.015 اینچ (0.38 میلی متر) یا کمتر ایندکس کند.
نگهدارنده‌های اینسرت قابل نمایش با گیره مکانیکی با نه استاندارد سیستم تشخیص ISO و ANSI مطابقت دارند.
حرف اول در سیستم نشان دهنده روش چسباندن بوم است.چهار نوع رایج غالب است، اما هر نوع دارای چندین تنوع است.
درج های نوع C از گیره بالایی برای درج هایی که سوراخ مرکزی ندارند استفاده می کنند.این سیستم کاملاً به اصطکاک متکی است و برای استفاده با درج های مثبت در چرخش های متوسط تا سبک و برنامه های خسته کننده مناسب است.
درج های M پد محافظ حفره درج را با یک قفل بادامکی نگه می دارد که درج را روی دیواره حفره فشار می دهد.گیره بالایی پشت درج را نگه می دارد و از بلند شدن آن در هنگام اعمال بار برشی به نوک درج جلوگیری می کند.درج های M به ویژه برای درج های منفی سوراخ مرکزی در تراشکاری متوسط تا سنگین مناسب هستند.
درج‌های نوع S از پیچ‌های ساده Torx یا Allen استفاده می‌کنند، اما نیاز به ضد غرق شدن یا سینک کردن دارند.پیچ ها می توانند در دماهای بالا گیر کنند، بنابراین این سیستم برای چرخش های سبک تا متوسط و عملیات خسته کننده مناسب است.
درج های P مطابق با استاندارد ISO برای چرخاندن چاقوها هستند.درج به دیواره جیب توسط یک اهرم چرخان فشار داده می شود که با تنظیم پیچ تنظیم کج می شود.این درج‌ها برای درج‌های با چنگک منفی و سوراخ‌ها در کاربردهای تراشکاری متوسط تا سنگین مناسب‌تر هستند، اما در هنگام برش با بالابر درج تداخلی ندارند.
قسمت دوم از حروف برای نشان دادن شکل تیغه استفاده می کند.بخش سوم از حروف برای نشان دادن ترکیبی از ساقه های راست یا افست و زوایای مارپیچ استفاده می کند.
حرف چهارم زاویه جلوی دسته یا زاویه پشت تیغه را نشان می دهد.برای زاویه چنگک، زمانی که مجموع زاویه فاصله انتهایی و زاویه گوه کمتر از 90 درجه باشد، P یک زاویه چنگک مثبت است.زمانی که مجموع این زوایا بیشتر از 90 درجه باشد، N یک زاویه شیار منفی است.O زاویه چنگک خنثی است که مجموع آن دقیقاً 90 درجه است.زاویه فاصله دقیق با یکی از چند حرف نشان داده می شود.
پنجمین حرفی است که نشان دهنده دست با ابزار است.R نشان می دهد که یک ابزار راست دست است که از راست به چپ برش می دهد، در حالی که L مربوط به یک ابزار چپ است که از چپ به راست برش می دهد.ابزارهای N خنثی هستند و می توانند در هر جهتی برش دهند.
بخش‌های 6 و 7 تفاوت‌های بین سیستم‌های اندازه‌گیری امپراتوری و متریک را شرح می‌دهند.در سیستم امپراتوری، این بخش ها با اعداد دو رقمی نشان دهنده بخش براکت مطابقت دارد.برای ساقه های مربعی، عدد حاصل جمع یک شانزدهم عرض و ارتفاع است (5/8 اینچ انتقال از "0x" به "xx" است)، در حالی که برای ساقه های مستطیلی، عدد اول برای نشان دادن هشت مورد استفاده می شود. عرض.یک چهارم، رقم دوم نشان دهنده یک چهارم ارتفاع است.چند استثنا برای این سیستم وجود دارد، مانند دسته 1¼ اینچ x 1½ اینچ، که از نام 91 استفاده می کند. سیستم متریک از دو عدد برای ارتفاع و عرض استفاده می کند.(چه ترتیبی.) بنابراین، یک تیغه مستطیلی به ارتفاع 15 میلی متر و عرض 5 میلی متر دارای شماره 1505 خواهد بود.
بخش های هشتم و نهم نیز بین واحدهای امپراتوری و متریک متفاوت است.در سیستم شاهنشاهی، بخش 8 به ابعاد درج و بخش 9 به طول صورت و ابزار می پردازد.اندازه تیغه بر اساس اندازه دایره محاط شده، با افزایش یک هشتم اینچ تعیین می شود.طول انتها و ابزار با حروف نشان داده می شود: AG برای اندازه های قابل قبول ابزار خلفی و انتهایی، و MU (بدون O یا Q) برای اندازه های قابل قبول ابزار جلو و انتهایی.در سیستم متریک قسمت 8 به طول ابزار و قسمت 9 به اندازه تیغه اشاره دارد.طول ابزار با حروف نشان داده می شود، در حالی که برای اندازه های درج مستطیلی و متوازی الاضلاع، از اعداد برای نشان دادن طول طولانی ترین لبه برش به میلی متر استفاده می شود، بدون توجه به اعشار و اعداد تک رقمی قبل از صفر.فرم‌های دیگر از طول ضلع بر حسب میلی‌متر (قطر یک تیغه گرد) استفاده می‌کنند و همچنین اعشار را نادیده می‌گیرند و پیشوندهای تک رقمی را با صفر نشان می‌دهند.
سیستم متریک از بخش دهم و آخر استفاده می کند که شامل موقعیت هایی برای براکت های واجد شرایط با تلورانس 0.08 ± برای عقب و انتهای (Q)، جلو و عقب (F) و عقب، جلو و انتهای (B) است.
سازهای تک نقطه ای در انواع سبک ها، اندازه ها و مواد موجود هستند.برش های تک نقطه ای جامد را می توان از فولاد پر سرعت، فولاد کربنی، آلیاژ کبالت یا کاربید ساخت.با این حال، با تغییر صنعت به سمت ابزارهای تراشکاری با نوک لحیم کاری، هزینه این ابزارها آنها را تقریباً بی ربط کرد.
ابزارهای با نوک لحیم کاری از بدنه ای از مواد ارزان قیمت و یک نوک یا خالی از مواد برش گران قیمت تر که تا نقطه برش لحیم شده استفاده می کنند.مواد نوک شامل فولاد پر سرعت، کاربید و نیترید بور مکعبی است.این ابزارها در اندازه های A تا G موجود هستند و سبک های افست A، B، E، F و G را می توان به عنوان ابزار برش دست راست یا چپ استفاده کرد.برای ساق های مربعی، عدد بعد از حرف، ارتفاع یا عرض چاقو را در شانزدهم اینچ نشان می دهد.برای چاقوهای ساق مربعی عدد اول مجموع عرض ساقه در یک هشتم اینچ و عدد دوم مجموع ارتفاع ساقه در یک چهارم اینچ است.
شعاع نوک ابزارهای لحیم کاری شده به اندازه ساقه بستگی دارد و اپراتور باید اطمینان حاصل کند که اندازه ابزار برای الزامات تکمیلی مناسب است.
حفاری عمدتاً برای تکمیل سوراخ های توخالی بزرگ در ریخته گری یا سوراخ کردن سوراخ در آهنگری استفاده می شود.اکثر ابزارها شبیه ابزارهای تراشکاری خارجی سنتی هستند، اما زاویه برش به دلیل مسائل تخلیه تراشه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
سفتی نیز برای عملکرد خسته کننده بسیار مهم است.قطر سوراخ و نیاز به فاصله اضافی مستقیماً بر حداکثر اندازه میله حفاری تأثیر می گذارد.برآمدگی واقعی میله حفاری فولادی چهار برابر قطر ساقه است.فراتر از این حد ممکن است بر سرعت حذف فلز به دلیل از دست دادن سفتی و افزایش احتمال ارتعاش تأثیر بگذارد.
قطر، مدول الاستیسیته مواد، طول و بار روی تیر بر سفتی و انحراف تأثیر می‌گذارند و قطر بیشترین تأثیر را دارد و به دنبال آن طول قرار دارد.افزایش قطر میله یا کوتاه کردن طول، سفتی را تا حد زیادی افزایش می دهد.
مدول الاستیسیته بستگی به ماده مورد استفاده دارد و در نتیجه عملیات حرارتی تغییر نمی کند.فولاد در 30,000,000 psi کمترین پایداری را دارد، فلزات سنگین در psi 45,000,000 و کاربیدها در psi 90,000,000 پایدار هستند.
با این حال، این ارقام از نظر پایداری بالا هستند و میلگردهای حفاری ساق فولادی عملکرد رضایت بخشی را برای اکثر کاربردها تا نسبت L/D 4:1 ارائه می دهند.میله های خسته کننده با ساقه کاربید تنگستن در نسبت L/D 6:1 به خوبی عمل می کنند.
نیروهای برش شعاعی و محوری در حین حفاری به زاویه شیب بستگی دارد.افزایش نیروی رانش در یک زاویه بالابر کوچک به ویژه در کاهش لرزش مفید است.با افزایش زاویه سرب، نیروی شعاعی افزایش می یابد و نیروی عمود بر جهت برش نیز افزایش می یابد و در نتیجه لرزش ایجاد می شود.
زاویه بالابر توصیه شده برای کنترل ارتعاش سوراخ 0 تا 15 درجه است (زاویه بالابر متریک 90 تا 75 درجه است).هنگامی که زاویه سرب 15 درجه است، نیروی برش شعاعی تقریباً دو برابر بیشتر از زمانی است که زاویه سرب 0 درجه است.
برای اکثر عملیات خسته کننده، ابزارهای برشی با تمایل مثبت ترجیح داده می شوند زیرا آنها نیروهای برشی را کاهش می دهند.با این حال، ابزارهای مثبت زاویه فاصله کمتری دارند، بنابراین اپراتور باید از امکان تماس بین ابزار و قطعه کار آگاه باشد.حصول اطمینان از فاصله کافی به ویژه هنگام سوراخ کردن سوراخ های با قطر کوچک مهم است.
نیروهای شعاعی و مماسی در حفاری با افزایش شعاع دماغه افزایش می یابد، اما این نیروها تحت تأثیر زاویه سرب نیز قرار می گیرند.عمق برش هنگام حفاری می تواند این رابطه را تغییر دهد: اگر عمق برش بزرگتر یا مساوی با شعاع گوشه باشد، زاویه سرب نیروی شعاعی را تعیین می کند.اگر عمق برش کمتر از شعاع گوشه باشد، خود عمق برش نیروی شعاعی را افزایش می دهد.این مشکل استفاده از شعاع بینی کوچکتر از عمق برش را برای اپراتورها اهمیت بیشتری می دهد.
Horn USA یک سیستم تعویض سریع ابزار را توسعه داده است که زمان نصب و تعویض ابزار را در ماشین‌های تراش سبک سوئیسی، از جمله دستگاه‌هایی که خنک‌کننده داخلی دارند، به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
محققان UNCC مدولاسیون را در مسیرهای ابزار معرفی می کنند.هدف شکستن تراشه بود، اما نرخ حذف فلز بالاتر یک عارضه جانبی جالب بود.
محورهای فرز چرخشی اختیاری در این ماشین‌ها امکان ماشینکاری انواع قطعات پیچیده را در یک راه‌اندازی واحد فراهم می‌کند، اما برنامه‌ریزی این ماشین‌ها بسیار دشوار است.با این حال، نرم افزار مدرن CAM کار برنامه نویسی را بسیار ساده می کند.
زمان ارسال: سپتامبر-04-2023