Drejning bruger en drejebænk til at fjerne materiale fra ydersiden af et roterende emne, mens boring fjerner materiale fra indersiden af et roterende emne.#grundlag
Drejning er processen med at fjerne materiale fra den udvendige diameter af et roterende emne ved hjælp af en drejebænk.Enkeltpunktsskærere skærer metal fra emnet til (ideelt set) korte, skarpe spåner, der er nemme at fjerne.
En CNC drejebænk med konstant skærehastighedskontrol gør det muligt for operatøren at vælge skærehastigheden, og derefter justerer maskinen automatisk omdrejningstallet, når skæreværktøjet passerer forskellige diametre langs den ydre kontur af emnet.Moderne drejebænke er også tilgængelige i konfigurationer med enkelt tårn og dobbelt tårn: Enkelte tårne har en vandret og lodret akse, og dobbelttårne har et par vandrette og lodrette akser pr. tårn.
Tidlige drejeværktøjer var solide rektangulære stykker lavet af højhastighedsstål med rive- og frigangshjørner i den ene ende.Når et værktøj bliver sløvt, sliber låsesmeden det på en slibemaskine til gentagen brug.HSS-værktøj er stadig almindeligt på ældre drejebænke, men hårdmetalværktøjer er blevet mere populære, især i loddet enkeltpunktsform.Hårdmetal har bedre slidstyrke og hårdhed, hvilket øger produktiviteten og værktøjets levetid, men det er dyrere og kræver erfaring at genslibe.
Drejning er en kombination af lineær (værktøj) og roterende (arbejdsemne) bevægelse.Derfor defineres skærehastigheden som en rotationsafstand (skrevet som sfm – overfladefod per minut – eller smm – kvadratmeter per minut – bevægelsen af et punkt på overfladen af delen på et minut).Tilspændingshastigheden (udtrykt i tommer eller millimeter pr. omdrejning) er den lineære afstand, som værktøjet bevæger sig langs eller på tværs af overfladen af emnet.Fremføring udtrykkes også nogle gange som den lineære afstand (in/min eller mm/min), som et værktøj tilbagelægger på et minut.
Kravene til foderhastighed varierer afhængigt af formålet med operationen.For eksempel ved skrubbearbejdning er høje tilspændinger ofte bedre til at maksimere metalfjernelseshastigheder, men høj delstivhed og maskinkraft er påkrævet.Samtidig kan færdigdrejning sænke fremføringshastigheden for at opnå den overfladeruhed, der er angivet på deltegningen.
Effektiviteten af et skæreværktøj afhænger i høj grad af værktøjets vinkel i forhold til emnet.Begreberne defineret i dette afsnit gælder for skære- og frigangsskær og gælder også for loddede enkeltpunktsværktøjer.
Topspånvinkel (også kendt som rygvinkel) er den vinkel, der dannes mellem skærvinklen og en linje vinkelret på emnet set fra siden, forsiden og bagsiden af værktøjet.Den øverste slibevinkel er positiv, når den øverste slibevinkel er skrånende ned fra skærepunktet og ind i skaftet;neutral, når linjen i toppen af indsatsen er parallel med toppen af skaftet;og neutral, når den vippes op fra skærepunktet.den er højere end værktøjsholderen, den øvre spånvinkel er negativ..Blade og håndtag er også opdelt i positive og negative vinkler.Positivt skrånende skær har affasede sider og passer til holdere med positive og sideslidevinkler.Negative skær er firkantede i forhold til toppen af bladet og passer til håndtag med negative top- og sideslidvinkler.Den øverste spånvinkel er unik, idet den afhænger af skærets geometri: positivt slebne eller formede spånbrydere kan ændre den effektive topspånvinkel fra negativ til positiv.De øverste skråvinkler har også tendens til at være større for blødere, mere duktile emnematerialer, der kræver store positive forskydningsvinkler, mens hårdere, stivere materialer bedst skæres med neutral eller negativ geometri.
Den laterale skråvinkel dannet mellem bladets endeflade og en linje vinkelret på emnet, set fra endefladen.Disse vinkler er positive, når de er vinklet væk fra skærkanten, neutrale, når de er vinkelrette på skærkanten, og negative, når de er vinklet opad.Den mulige tykkelse af værktøjet afhænger af sideslidvinklen, mindre vinkler tillader brug af tykkere værktøj, der øger styrken, men kræver større skærekræfter.Større vinkler giver tyndere spåner og lavere krav til skærekraft, men ud over den maksimalt anbefalede vinkel svækkes skæret, og varmeoverførslen reduceres.
Den endeskære affasning er dannet mellem skærekanten af bladet for enden af værktøjet og en linje vinkelret på bagsiden af håndtaget.Denne vinkel definerer mellemrummet mellem skæreværktøjet og den færdige overflade af emnet.
Endeaflastningen er placeret under endeskæret og er dannet mellem indsatsens endeflade og en linje vinkelret på bunden af skaftet.Spidsudhæng giver dig mulighed for at gøre reliefvinklen (dannet af skaftenden og linjen vinkelret på skaftroden) større end reliefvinklen.
Sidefrigangsvinklen beskriver vinklen under sideskæret.Det er dannet af bladets sider og en linje vinkelret på bunden af håndtaget.Som med endenavet tillader udhænget, at sideaflastningen (dannet af siden af håndtaget og linjen vinkelret på bunden af håndtaget) er større end aflastningen.
Føringsvinklen (også kendt som sideskærvinkel eller blyvinkel) dannes mellem skærets sideskærkant og siden af holderen.Denne vinkel leder værktøjet ind i emnet, og efterhånden som den øges, produceres en bredere, tyndere spån.Emnets geometri og materialetilstand er vigtige faktorer ved valg af skæreværktøjets vinkel.For eksempel kan værktøjer med en fremhævet skruevinkel give betydelig ydeevne ved skæring af sintrede, diskontinuerlige eller hærdede overflader uden at påvirke skæreværktøjets kant i alvorlig grad.Operatører skal balancere denne fordel med øget delafbøjning og vibration, da store løftevinkler skaber store radiale kræfter.Drejeværktøjer med nulstigning giver en spånbredde svarende til skæredybden ved drejeoperationer, mens skæreværktøjer med en indgrebsvinkel tillader den effektive skæredybde og den tilsvarende spånbredde at overstige den faktiske skæredybde på emnet.De fleste drejeoperationer kan effektivt udføres med et indflyvningsvinkelområde på 10 til 30 grader (det metriske system vender vinklen fra 90 grader til det modsatte, hvilket gør det ideelle indflyvningsvinkelområde på 80 til 60 grader).
Både spidsen og siderne skal have tilstrækkelig aflastning og aflastning til, at værktøjet kan komme ind i snittet.Hvis der ikke er et mellemrum, dannes der ingen spåner, men hvis der ikke er nok mellemrum, vil værktøjet gnide og generere varme.Enkeltpunktsdrejeværktøjer kræver også front- og sideaflastning for at komme ind i snittet.
Ved drejning udsættes emnet for tangentielle, radiale og aksiale skærekræfter.Den største indflydelse på energiforbruget udøves af tangentielle kræfter;aksiale kræfter (tilførsler) presser delen i længderetningen;og radiale (skæredybde) kræfter har tendens til at skubbe emnet og værktøjsholderen fra hinanden."Skærende kraft" er summen af disse tre kræfter.For en højdevinkel på nul er de i forholdet 4:2:1 (tangential:aksial:radial).Når forspringsvinklen øges, falder den aksiale kraft, og den radiale skærekraft øges.
Skafttypen, hjørneradius og skærets form har også stor indflydelse på den potentielle maksimale effektive skærelængde af et drejeskær.Visse kombinationer af skærradius og holder kan kræve dimensionskompensation for at få det fulde udbytte af skærkanten.
Overfladekvaliteten ved drejeoperationer afhænger af værktøjets, maskinens og arbejdsemnets stivhed.Når stivheden er etableret, kan forholdet mellem maskinfremføring (ind/omdrejninger eller mm/omdrejninger) og skær- eller værktøjsnæseprofil bruges til at bestemme overfladekvaliteten af emnet.Næseprofilen udtrykkes i form af en radius: en større radius betyder til en vis grad en bedre overfladefinish, men en for stor radius kan forårsage vibrationer.Til bearbejdningsoperationer, der kræver mindre end optimal radius, skal tilspændingshastigheden muligvis reduceres for at opnå det ønskede resultat.
Når det krævede effektniveau er nået, øges produktiviteten med skæredybden, fremføringen og hastigheden.
Skæredybden er den nemmeste at øge, men forbedringer er kun mulige med tilstrækkeligt materiale og kræfter.En fordobling af skæredybden øger produktiviteten uden at øge skæretemperaturen, trækstyrken eller skærekraften pr. kubikinch eller centimeter (også kendt som specifik skærekraft).Dette fordobler den nødvendige effekt, men værktøjets levetid reduceres ikke, hvis værktøjet opfylder kravene til tangentiel skærekraft.
Ændring af tilspændingshastigheden er også forholdsvis let.En fordobling af tilspændingshastigheden fordobler spåntykkelsen og øger (men fordobler ikke) de tangentielle skærekræfter, skæretemperatur og påkrævet effekt.Denne ændring reducerer værktøjets levetid, men ikke til det halve.Specifik skærekraft (skærekraft relateret til mængden af fjernet materiale) falder også med stigende tilspændingshastighed.Når tilspændingshastigheden stiger, kan den ekstra kraft, der virker på skærkanten, forårsage, at der dannes fordybninger på skærets øverste riveoverflade på grund af den øgede varme og friktion, der genereres under skæringen.Operatører skal nøje overvåge denne variabel for at undgå en katastrofal fejl, hvor spånerne bliver stærkere end klingen.
Det er uklogt at øge skærehastigheden sammenlignet med at ændre skæredybden og fremføringshastigheden.Stigningen i hastighed førte til en betydelig stigning i skæretemperaturen og et fald i forskydnings- og specifikke skærekræfter.Fordobling af skærehastigheden kræver ekstra kraft og reducerer værktøjets levetid med mere end det halve.Den faktiske belastning på den øverste rive kan reduceres, men højere skæretemperaturer forårsager stadig kratere.
Skærslid er en almindelig indikator for succes eller fiasko af enhver drejeoperation.Andre almindelige indikatorer omfatter uacceptable spåner og problemer med emnet eller maskinen.Som en generel regel bør operatøren indeksere skæret til 0,030 in. (0,77 mm) flankeslid.For efterbehandlingsoperationer skal operatøren indeksere i afstande på 0,38 mm (0,015 in.) eller mindre.
Mekanisk fastspændte vendeskærsholdere overholder ni ISO- og ANSI-genkendelsessystemstandarder.
Det første bogstav i systemet angiver metoden til at fastgøre lærredet.Fire almindelige typer dominerer, men hver type indeholder flere variationer.
Type C skær bruger en topklemme til skær, der ikke har et centerhul.Systemet er udelukkende afhængigt af friktion og er bedst egnet til brug med positive skær i middel til let drejning og boreopgaver.
Indsatser M holder indsatshulrummets beskyttende pude med en knastlås, der presser indsatsen mod hulrummets væg.Den øverste klemme holder bagsiden af skæret og forhindrer det i at løfte sig, når skærebelastningen påføres skærets spids.M-skær er særligt velegnede til centerhuls-negative skær i middel til kraftig drejning.
S-type indsatser bruger almindelige Torx- eller unbrakoskruer, men kræver forsænkning eller forsænkning.Skruer kan sætte sig fast ved høje temperaturer, så dette system er bedst egnet til let til moderat drejning og boreoperationer.
P-skær overholder ISO-standarden for drejning af knive.Indsatsen presses mod lommens væg af et roterende håndtag, som vipper, når justeringsskruen er indstillet.Disse skær er bedst egnede til negative riveskær og huller i medium til tunge drejningsopgaver, men de forstyrrer ikke skærløftet under skæring.
Den anden del bruger bogstaver til at angive bladets form.Den tredje del bruger bogstaver til at angive kombinationer af lige eller forskudte skafter og helixvinkler.
Det fjerde bogstav angiver den forreste vinkel på håndtaget eller den bagerste vinkel på bladet.For en spånvinkel er P en positiv spånvinkel, når summen af endefrigangsvinklen og kilevinklen er mindre end 90 grader;N er en negativ skråvinkel, når summen af disse vinkler er større end 90 grader;O er den neutrale hældningsvinkel, hvis sum er præcis 90 grader.Den nøjagtige frivinkel er angivet med et af flere bogstaver.
Det femte er bogstavet, der angiver hånden med værktøjet.R angiver, at det er et højrehåndsværktøj, der skærer fra højre mod venstre, mens L svarer til et venstrehåndsværktøj, der skærer fra venstre mod højre.N værktøjer er neutrale og kan skære i alle retninger.
Del 6 og 7 beskriver forskellene mellem de imperiale og metriske målesystemer.I det kejserlige system svarer disse sektioner til tocifrede tal, der angiver sektionen af parentesen.For firkantede skafter er tallet summen af en sekstendedel af bredden og højden (5/8 tomme er overgangen fra "0x" til "xx"), mens for rektangulære skafter bruges det første tal til at repræsentere otte af bredden.fjerdedel, det andet ciffer repræsenterer en fjerdedel af højden.Der er nogle få undtagelser fra dette system, såsom 1¼" x 1½" håndtaget, som bruger betegnelsen 91. Det metriske system bruger to tal for højde og bredde.(hvilken rækkefølge.) Således ville en rektangulær klinge 15 mm høj og 5 mm bred have nummeret 1505.
Afsnit VIII og IX er også forskellige mellem imperialistiske og metriske enheder.I det kejserlige system omhandler afsnit 8 skærmål, og afsnit 9 omhandler flade og værktøjslængde.Bladstørrelsen bestemmes af størrelsen af den indskrevne cirkel i intervaller på en ottendedel af en tomme.Ende- og værktøjslængder er angivet med bogstaver: AG for acceptable bag- og endeværktøjsstørrelser og MU (uden O eller Q) for acceptable front- og endeværktøjsstørrelser.I det metriske system refererer del 8 til længden af værktøjet, og del 9 refererer til bladets størrelse.Værktøjslængde er angivet med bogstaver, mens for rektangulære og parallelogram-indsatsstørrelser bruges tal til at angive længden af den længste skærekant i millimeter, idet decimaler og enkelte cifre med nuller foranstilles ignoreres.Andre former bruger sidelængder i millimeter (diameteren af et rundt blad) og ignorerer også decimaler og præfikser enkeltcifre med nuller.
Det metriske system bruger den tiende og sidste sektion, som inkluderer positioner for kvalificerede beslag med tolerancer på ±0,08 mm for bag- og ende (Q), for og bag (F), og bag, foran og ende (B).
Enkeltpunktsinstrumenter fås i en række forskellige stilarter, størrelser og materialer.Solide enkeltpunktsfræsere kan fremstilles af højhastighedsstål, kulstofstål, koboltlegering eller carbid.Men da industrien skiftede til drejeværktøjer med loddet spids, gjorde prisen på disse værktøjer dem næsten irrelevante.
Værktøjer med loddet spids bruger en krop af billigt materiale og en spids eller et emne af dyrere skæremateriale loddet til skærepunktet.Spidsmaterialer omfatter højhastighedsstål, carbid og kubisk bornitrid.Disse værktøjer er tilgængelige i størrelserne A til G, og offset-stilene A, B, E, F og G kan bruges som højre- eller venstrehånds skæreværktøjer.For firkantede skafter angiver tallet efter bogstavet højden eller bredden af kniven i sekstendedele af en tomme.For knive med firkantet skaft er det første tal summen af skaftets bredde i en ottendedel af en tomme, og det andet tal er summen af skaftets højde i en kvart tomme.
Spidsradius for loddet spidsværktøj afhænger af skaftstørrelsen, og operatøren skal sikre, at værktøjsstørrelsen er egnet til efterbehandlingskrav.
Boring bruges hovedsageligt til efterbehandling af store hule huller i støbegods eller udstansning af huller i smedegods.De fleste værktøjer ligner traditionelle udvendige drejeværktøjer, men skærevinklen er særlig vigtig på grund af problemer med spånevakuering.
Stivhed er også afgørende for kedelig ydeevne.Borediameteren og behovet for yderligere frigang påvirker direkte den maksimale størrelse af borestangen.Selve udhænget af stålborestangen er fire gange skaftdiameteren.Overskridelse af denne grænse kan påvirke metalfjernelseshastigheden på grund af tab af stivhed og øget risiko for vibrationer.
Diameter, materialets elasticitetsmodul, længde og belastning på bjælken påvirker stivhed og nedbøjning, hvor diameteren har størst indflydelse, efterfulgt af længden.Forøgelse af stangdiameteren eller afkortning af længden vil i høj grad øge stivheden.
Elasticitetsmodulet afhænger af det anvendte materiale og ændres ikke som følge af varmebehandling.Stål er mindst stabilt ved 30.000.000 psi, tungmetaller er stabilt ved 45.000.000 psi, og karbider er stabile ved 90.000.000 psi.
Disse tal er dog høje med hensyn til stabilitet, og stålskaftborestænger giver tilfredsstillende ydeevne til de fleste applikationer op til 4:1 L/D-forhold.Borestænger med wolframcarbidskaft fungerer godt i et 6:1 L/D-forhold.
Radiale og aksiale skærekræfter under boring afhænger af hældningsvinklen.Forøgelse af trykkraften ved en lille løftevinkel er især nyttig til at reducere vibrationer.Når forspringsvinklen øges, øges den radiale kraft, og kraften vinkelret på skæreretningen øges også, hvilket resulterer i vibrationer.
Den anbefalede løftevinkel til hulvibrationskontrol er 0° til 15° (Imperial. Metrisk løftevinkel er 90° til 75°).Når spidsvinklen er 15 grader, er den radiale skærekraft næsten dobbelt så stor, som når spidsvinklen er 0 grader.
Til de fleste kedelige operationer foretrækkes positivt skrånende skæreværktøjer, fordi de reducerer skærekræfterne.Positive værktøjer har dog en mindre frivinkel, så operatøren skal være opmærksom på muligheden for kontakt mellem værktøjet og emnet.Det er især vigtigt at sikre tilstrækkelig frigang ved boring af huller med lille diameter.
De radiale og tangentielle kræfter i boringen øges i takt med, at næseradius øges, men disse kræfter påvirkes også af blyvinklen.Skæringsdybde ved boring kan ændre dette forhold: Hvis spåndybden er større end eller lig med hjørneradius, bestemmer forspringsvinklen den radiale kraft.Hvis skæredybden er mindre end hjørneradius, øger selve skæredybden den radiale kraft.Dette problem gør det så meget desto vigtigere for operatører at bruge en næseradius, der er mindre end skæredybden.
Horn USA har udviklet et system til hurtig værktøjsskifte, der reducerer opsætnings- og værktøjsskiftetider markant på drejebænke i schweizisk stil, inklusive dem med intern kølevæske.
UNCC-forskere introducerer modulering i værktøjsbaner.Målet var spånbrydning, men den højere metalfjernelseshastighed var en interessant bivirkning.
De valgfrie roterende fræseakser på disse maskiner gør det muligt at bearbejde mange typer komplekse dele i en enkelt opsætning, men disse maskiner er notorisk svære at programmere.Imidlertid forenkler moderne CAM-software i høj grad programmeringsopgaven.
Indlægstid: Sep-04-2023