Jak zvolit správnou řeznou rychlost pro soustruh část 2 – Blog
V průmyslu se používají různé typy soustruhů v závislosti na použitém materiálu a velikosti součásti. Proces soustruhu zahrnuje odstranění nepotřebných částí materiálu z rotujícího obrobku a zanechání krásně tvarovaného dílu. Jak ale zvolit optimální a bezpečnou rychlost otáčení obrobku? Zkusme na to přijít. První část tohoto článku si můžete přečíst na našem blogu.
Faktory ovlivňující rychlost soustruhu:
Rychlost soustruhu při obrábění závisí na různých faktorech, které přímo či nepřímo určují optimální rychlost pro daný proces.
Povrchová úprava
Požadovaná povrchová úprava při obrábění určuje optimální rychlost soustruhu pro daný proces.
Pro dosažení hladkého povrchu se obvykle doporučuje provádět soustružení při vysokých rychlostech.
Je však nutné zajistit, aby otáčky nepřekročily určitou mez způsobující nežádoucí vibrace v obrobku.
Tyto vibrace mohou ovlivnit kvalitu řezu, proto je rychlost soustruhu omezena na určitou mez.
Při zpracování obrobku vysokou rychlostí soustruhu bude mít vysoký posuv za následek hrubé řezy se špatnou jakostí povrchu, proto se doporučuje udržovat pomalý posuv pro dokončovací řezy.
Materiál obrobku
Na optimální rychlost soustruhu má vliv i druh opracovávaného materiálu na soustruhu.
Soustruhy na dřevo i soustruhy na kov produkují vysoce kvalitní řezy při vysokých otáčkách a pomalých posuvech.
Při práci s těžkými kovovými obrobky velkého průměru se však doporučuje udržovat vysoký krouticí moment a nízkou rychlost, aby bylo zajištěno silné řezání potřebné pro obrábění kovu.
Při zpracování kovu vysokou rychlostí navíc vzniká velké množství třecího tepla, které vyžaduje použití řezné kapaliny, aby se zabránilo přehřátí obrobku a řezného nástroje.
Na druhou stranu při práci na soustruhu na dřevo ovlivňuje kvalita zpracovávaného dřeva optimální rychlost soustruhu.
Degradované dřevo nebo dřevo se suky s menší pravděpodobností odolá vysoké odstředivé síle, která na něj působí při vysokých rychlostech.
Tento typ rotujícího dřevěného obrobku se může během zpracování roztříštit a způsobit obsluze vážné zranění.
Proto se doporučuje zkontrolovat obrobek a na základě vlastních úvah nastavit optimální rychlost otáčení soustruhu.
Geometrie obrobku
Při soustružení dřeva s nepravidelnou geometrií, jako je například čtvercový blok, řezný nástroj neudržuje souvislý kontakt s povrchem obrobku. Opracovává okraje čtverce, po kterých se tvoří přerušované dutiny.
Tento nerovnoměrný kontakt mezi řezným nástrojem a obrobkem může mít za následek vysoké rázové zatížení a poškození obrobku a řezného nástroje. Zpravidla se doporučuje otáčet takovými obrobky vysokou rychlostí při zachování malé hloubky řezu.
Otáčení obrobku vysokou rychlostí zajišťuje, že dutina prochází pod řezným nástrojem v minimálním čase, čímž se snižuje rázové zatížení.
Soustružení zakázkových obrobků tak vysokou rychlostí však vyžaduje přísnou kontrolu, aby byla zajištěna rovnoměrná a malá hloubka řezu v průběhu celého procesu.
Zvětšení hloubky řezu zvýší rázové zatížení, které může zničit dřevěný obrobek, což způsobí, že úlomky létají směrem k obsluze vysokou rychlostí a mohou způsobit zranění.
Stroje, které by vás mohly zajímat:
Určený pro opracování dřeva frézou, lze s ním provádět: soustružení válcových, kuželových a tvarových ploch, vnitřní soustružení a vrtání, lícování, řezání a řezání drážek, opracování rovných ploch na čelní desce. Disponuje litinovým ložem, dvěma nástrojovými opěrami pro zpracování dlouhých a krátkých obrobků, sadou nářadí a příslušenství. Přítomnost uzamykacího systému zajišťuje bezpečný provoz. Stroj je upevněn na stojanu, což umožňuje jeho instalaci na stůl nebo na speciální stojan.
Maximální délka zpracovávaného výrobku je 1100 mm. Maximální průměr zpracování nad ložem je 370 mm.
Ø zpracování, 360 mm. Vzdálenost mezi hroty, 750 mm. Výkon motoru, 5,5 kW. CNC systém, Siemens Typ vedení, posuvné. Hmotnost, 1650 kg.
Vyrovnání obrobku
Vyrovnání obrobku vzhledem k ose soustruhu je jedním z nejdůležitějších kroků v provozu soustruhu.
Nesouosost i o 1° může mít za následek silné vibrace obrobku, které se dále zesilují se zvyšující se rychlostí otáčení.
Proto je důležité dokonale vyrovnat obrobek, aby se minimalizovaly vibrace. Při zpracování nestandardních obrobků je však nemožné dosáhnout dokonalého vyrovnání.
V takových situacích se doporučuje vyrovnat obrobek se středovou osou vřetena soustruhu, otočit obrobek postupně se zvyšující rychlostí a určit konfiguraci rychlosti a vyrovnání, která způsobuje nejmenší vibrace.
Materiál řezného nástroje
Materiál řezného nástroje určuje velikost řezné síly, která může být aplikována na obrobek, aniž by se nástroj zadřel.
Tvrdokovové nástroje jsou odolnější než HSS nástroje a lze je použít pro soustružení při poměrně vyšších rychlostech, aniž by byla ohrožena životnost nástroje.
Typ soustruhu
Soustruhy obecně spadají do dvou hlavních kategorií: soustruhy na kov a soustruhy na dřevo.
Přestože jsou soustruhy na dřevo poměrně menší než soustruhy na kov, jsou navrženy tak, aby měly vyšší poměr otáček k točivému momentu, protože obrábění dřeva vyžaduje relativně menší krouticí moment než obrábění kovů.
Výsledkem je, že regulace rychlosti na soustruzích na dřevo probíhá elektronicky, takže je snadné nastavit různé rychlosti tak, aby vyhovovaly vašim potřebám.
Na druhou stranu soustruhy na kov s ozubením/dálkovým ovládáním poskytují pevné nastavení rychlosti, které si můžete sami zvolit.
Nebezpečí spojená se zpracováním při vysokých rychlostech:
Vysoké otáčky při soustružení zajišťují hladší řezy a rychlejší zpracování, tak proč se nedoporučuje vždy používat maximální rychlost soustruhu?
Vysoká odstředivá síla
Hlavním problémem při obrábění obrobku vysokou rychlostí je odstředivá síla, která působí na rotující obrobek.
Tato síla odtahuje obrobek od rotační osy soustruhu. Působí podél vnějšího povrchu obrobku, což může dokonce vést ke zničení slabého nebo vadného obrobku.
Odstředivá síla působící na obrobek je přímo úměrná druhé mocnině otáček vřetena.
Proto i nepatrné zvýšení počtu otáček povede ke čtyřnásobnému zvýšení odstředivé síly působící na povrch obrobku.
S rostoucím průměrem obrobku navíc roste i odstředivá síla.
Proto se doporučuje otáčet velké obrobky srovnatelně nižším počtem otáček než malé.
Silná řezná síla
Soustružnické operace na soustruhu poskytují dobrou kvalitu při vysokých rychlostech, ale kvalita řezu závisí také na faktorech, jako je rychlost posuvu a hloubka řezu.
Při obrábění při tak vysokých rychlostech mohou mít hluboké řezy za následek vysoké rázové zatížení, které může poškodit obrobek a řezný nástroj.
Tento náraz je nebezpečnější pro soustruhy na dřevo, protože se skládají z ručního řezného nástroje a rázové zatížení může být přeneseno z ručního nástroje na obsluhu a způsobit vážné zranění.
Vysokorychlostní obrábění se proto doporučuje pouze profesionálům, kteří dokážou řídit optimální rychlost a posuv při zachování jednotné hloubky řezu v průběhu celého procesu.
Slabá fixace
Existují různé způsoby upnutí obrobku na soustruhu.
Zatímco kleštiny a sklíčidla jsou běžná upínací zařízení u soustruhů na kov, soustruhy na dřevo využívají možnosti upínání, jako jsou koncové desky, vřetena atd.
Tříčelisťová nebo čtyřčelisťová sklíčidla jsou nejběžněji používanými způsoby upínání u většiny soustruhů na kov, jako jsou revolverové soustruhy, kde je třeba na obrobek vyvíjet velké řezné síly.
Naproti tomu kleštinová sklíčidla se používají na soustruzích na lehký kov.
Stejně tak při práci s dřevěnými obrobky se koncová sklíčidla doporučují pro těžké obrobky, protože poskytují větší přídržnou sílu k překonání odstředivé síly působící na obrobek.
Slabé přídržné zařízení, jako je vřeteno, je vhodné pro malé obrobky, protože poskytuje relativně slabou přídržnou sílu, která nemůže překonat odstředivou sílu u velkých obrobků.
Tato vysoká odstředivá síla může oddělit obrobek od přídržného zařízení.
Proto se doporučuje vždy zapojit koník soustruhu, aby byla zajištěna dodatečná přídržná síla a minimalizovány vibrace.
vysoké vibrace
Vysoká rychlost otáčení soustruhu má za následek silné vibrace, což má za následek špatnou povrchovou úpravu.
Tyto vibrace způsobují nežádoucí tření mezi nástrojem a obrobkem a mohou někdy vytvářet velké rázové zatížení, čímž se zvyšuje riziko nehod.
Hlavní příčinou těchto vibrací může být lehké lože soustruhu, nevyvážený obrobek nebo házení vřetena.
Proto je důležité zajistit, aby byl obrobek dokonale vyrovnán, a při nastavování rychlosti otáčení pamatujte na fyzická omezení vašeho soustruhu.
Často kladené otázky:
Jaká rychlost soustruhu se doporučuje pro soustružení dřeva?
Pro soustružení dřeva se obvykle doporučuje rychlost otáčení asi 1000 ot./min. Tato rychlost je považována za bezpečnou a umožňuje získat vysoce kvalitní řezy s minimálním opotřebením nástroje u většiny druhů dřeva. Doporučuje se však porozumět chování zpracovávané dřeviny a tomu přizpůsobit rychlost.
Mohu zatáčet pomaleji, než je doporučeno?
Ano, soustružení můžete provádět při nižších než doporučených rychlostech. Zejména při práci na soustruzích na dřevo, kde musíte s řezným nástrojem manipulovat ručně, se doporučuje nastavit rychlost, při které se cítíte pohodlně a zajistit požadovanou povrchovou úpravu.
Jaká je nejlepší rychlost pro stolní soustruh na dřevo?
Většina stolních soustruhů na dřevo má obvykle maximální rychlost vřetena 4000 až 6000 ot./min s proměnnou rychlostí. To umožňuje zpracovávat různé druhy dřeva s vysokou povrchovou úpravou.
závěr:
Rychlost otáčení soustruhu hraje rozhodující roli při určování bezpečnosti procesu a povrchové úpravy obráběné součásti.
Zvýšení otáček vřetena nad určitou mez může mít za následek extrémní odstředivou sílu a ohrozit bezpečnost procesu.
Na druhé straně zvýšení rychlosti otáčení povrchu vede k hladšímu řezu s vysokou kvalitou povrchu.
Snížení rychlosti obrábění pod optimální rozsah navíc ovlivňuje proces řezání tím, že snižuje řeznou sílu aplikovanou k odstranění materiálu z obrobku, čímž se zhoršuje kvalita řezu.
Obě rychlosti jsou na sobě závislé, takže je důležité dosáhnout dokonalé rovnováhy pro zajištění vysoce kvalitního řezání při bezpečném provozu.
Pokud se vám článek líbil, dejte like, sdílejte ho se svými přáteli a zanechte komentáře!
Populární soustruhy:
Max. průměr zpracování nad ložem, mm – 500, Max. průměr obrábění nad podpěrou, mm – 280, Počet nástrojů, ks – 6, RMC, mm – 1000, Výkon, kW – 7,5
Obráběcí průměr nad ložem, 410 mm. Obráběný průměr nad třmenem, 255 mm. Rozsah otáček, 16.
Soustružení je jednou z multifunkčních metod zpracování různých typů dílů. Používá se pro dokončovací a hrubé práce na výrobcích při jejich opravách nebo výrobě. Pečlivý přístup k volbě řezných režimů zajišťuje výrazné zvýšení produktivity tohoto procesu.
Co je to
Režim řezání se nejčastěji týká charakteristik, které jsou zjištěny výpočtem. Jde o hloubku, rychlost a dodání. Tyto hodnoty jsou velmi důležité. Bez nich prostě nelze kvalitně soustružit jakýkoliv díl.
Při výpočtu provozních režimů se berou v úvahu také další charakteristiky prováděných pracovních manipulací:
- přípustné přídavky;
- hmotnost polotovarů;
- otáčky vřetena stroje.
V případě potřeby je zohledněno mnoho dalších charakteristik těchto prvků, které ovlivňují proces zpracování dílů.
Charakteristika provozních režimů
Výpočet operace řezání se provádí pomocí speciálních referenčních a regulačních dokumentů, kterých je v současné době mnoho. Je nutné pečlivě prostudovat předložené tabulky a vybrat z nich vhodné hodnoty. Správně provedený výpočet zaručuje vysokou efektivitu použitého způsobu zpracování součásti a zajišťuje dosažení nejlepšího výsledku.
Hlavní druhy soustružnických prací
Ale tento způsob výpočtu není vždy úspěšný, zejména ve výrobních podmínkách, kdy je nepraktické trávit spoustu času studiem tabulek s velkým množstvím hodnot. Bylo zjištěno, že všechny hodnoty režimu řezání jsou vzájemně propojeny. Pokud změníte jednu hodnotu, je přirozené, že všechny ostatní charakteristiky zpracování se budou lišit.
Specialisté proto velmi často dávají přednost použití výpočtových nebo analytických metod pro stanovení řezných režimů. Pro stanovení všech potřebných norem se používají speciální empirické vzorce. Aby výpočty touto metodou byly naprosto přesné, je nutné znát následující parametry soustruhu:
- rychlost vřetena;
- velikosti krmiva;
- Napájení.
V moderní výrobě se k provádění takových výpočtů používá speciální software. Specialista potřebuje pouze zadat známá data, poté počítač vydá vypočítané hodnoty. Použití kalkulačních programů výrazně zjednodušuje práci specialistů a zefektivňuje výrobu.
Schéma výpočtu
Před provedením výpočtů pro řeznou operaci je nutné určit, jaký typ řezného nástroje bude v daném případě použit. Při soustružení nebo abrazivním zpracování křehkých materiálů se volí zařízení s minimálními indikátory. Je třeba si uvědomit, že během provozu se součást obvykle velmi zahřívá. Pokud je rychlost zpracování příliš vysoká, může se zdeformovat, a tím se stane nepoužitelným.
Proces řezání kovů
Je důležité vzít v úvahu, jaký druh zpracování bude prováděn – dokončování nebo hrubování. V prvním případě jsou zvoleny provozní parametry, které zajistí maximální přesnost. Odborníci dbají i na tloušťku řezané vrstvy. V závislosti na této charakteristice se pomocí speciálního zařízení volí počet průchodů pro ořezávání.
Hloubka
Hloubka je jedním z nejdůležitějších parametrů pro zajištění kvality vyráběných přířezů. Určuje tloušťku vrstvy řezané v jednom průchodu. Při ořezávání čelní plochy se jako hloubka bere průměr součásti.
Zohledňuje se počet průchodů, který je určen povolenkami na zpracování:
Změna zpracovávaného průměru
K určení hloubky řezu válcových obrobků se používá následující vzorec:
k=(Dd)/2Kde к – hloubka řezu, D – počáteční průměr, d – výsledný průměr.
Při určování řezných režimů při práci s plochými díly se místo průměrů používá délka. Obecně se uznává, že pro hrubování by hloubka měla být větší než 2 mm, pro polotovar – 1–2 mm a pro dokončování – méně než 1 mm. Tento parametr závisí na požadavcích na kvalitu dílů. Čím nižší třída přesnosti, tím více průchodů je třeba provést, aby bylo dosaženo požadovaných vlastností výrobků.
Schéma zpracování hrubého kovu
Feed
Příklad konstrukce trajektorie pohybu frézy
Posuv se týká množství pohybu frézy během jedné otáčky obrobku. Při provádění hrubovacího obrábění může mít tento parametr maximální možné hodnoty. V konečné fázi práce je hodnota posuvu určena s ohledem na stupeň drsnosti. Tato charakteristika závisí na hloubce řezu a rozměrech obrobku. Čím menší je velikost, tím je nižší. Pro velké tloušťky řezané vrstvy se volí minimální parametry posuvu.
Pro usnadnění práce specialistů byly vyvinuty speciální tabulky. Ukazuje hodnoty posuvu při různých řezných podmínkách. Pro přesné výpočty je někdy nutné znát velikost držáku nástroje.
Pokud se řezání provádí se značným rázovým zatížením, musí se hodnoty z tabulky vynásobit koeficientem 0,85. Při práci se žáruvzdornou konstrukční ocelí by rychlost posuvu neměla být větší než 1 mm/ot.
Rychlosti posuvu pro hrubé vnější soustružení
Rychlost
Rychlost řezání – to je jeden z nejdůležitějších ukazatelů, který se určuje ve fázi výpočtu před provedením hlavní práce. Jeho hodnoty závisí na provedených operacích. Řezání konců obvykle probíhá při nejvyšší možné rychlosti. Vrtání nebo soustružení má na tento pracovní parametr zcela jiné požadavky. Proto, abyste mohli efektivně provádět zadané úkoly, musíte znát následující:
Tabulka pro výpočet řezných režimů
- druh prováděné kovoobráběcí operace;
- typ použitého soustružnického nástroje;
- materiál, ze kterého je obrobek vyroben.
Při tradičním soustružení se rychlost určuje vynásobením průměru obrobku jeho otáčkami za minutu a π. Získanou hodnotu je nutné vydělit 1000. Řeznou rychlost lze také určit pomocí standardních tabulek pro řezné režimy.
Kontrola vybraných výkonových charakteristik
Jakmile jsou určeny hloubka, posuv a rychlost, je třeba je otestovat. Získané provozní parametry nesmí překročit normové hodnoty, které jsou uvedeny v pasportu provozovaného soustruhu.
Je nezbytné určit výkon zařízení. K tomu se řezná síla vynásobí její rychlostí a vydělí se 1000. Výsledná hodnota se porovná s hodnotou uvedenou v pasu stroje. Pokud jsou parametry vypočítané podle vzorců větší, je nutné upravit hloubku, posuv a rychlost, aby nedošlo k poškození zařízení a nástrojů.
Výběr řezného materiálu pro soustružení
Jaký řezný nástroj použít
Výroba dílů na takových strojích se provádí pomocí speciálních soustružnických fréz. Musí zajistit následující:
Druhy a účely soustružnických fréz
- vysoce kvalitní zpracování dílů pro získání požadovaného tvaru a velikosti;
- dosažení vysoké kvality ošetřeného povrchu;
- vysoká produktivita s minimálními náklady na energii;
- technologicky vyspělá výroba;
- udržitelnost;
- minimální spotřeba drahých materiálů na jejich výrobu.
Soustružnické nástroje jsou klasifikovány podle různých parametrů. Podle druhu prováděné práce mohou být řezné, průchozí, tvarované, podřezávací atd. Frézy jsou vyráběny z různých materiálů – diamanty, wolfram, titan-wolfram a další. V závislosti na provedení mohou být tyto nástroje pevné, prefabrikované nebo kombinované.
Výběr konkrétního typu nástroje se provádí s ohledem na režimy prováděných pracovních operací, tvrdost obrobku, geometrické parametry řezné části a další charakteristiky.