Bij draaien wordt een draaibank gebruikt om materiaal van de buitenkant van een roterend werkstuk te verwijderen, terwijl bij boren materiaal van de binnenkant van een roterend werkstuk wordt verwijderd.#baseren
Draaien is het proces waarbij materiaal van de buitendiameter van een roterend werkstuk wordt verwijderd met behulp van een draaibank.Eénpuntsfrezen snijden metaal van het werkstuk in (idealiter) korte, scherpe spanen die gemakkelijk te verwijderen zijn.
Met een CNC-draaibank met constante snijsnelheidsregeling kan de operator de snijsnelheid selecteren, waarna de machine automatisch het toerental aanpast wanneer het snijgereedschap verschillende diameters langs de buitencontour van het werkstuk passeert.Moderne draaibanken zijn ook verkrijgbaar in configuraties met enkele toren en dubbele toren: enkele torentjes hebben een horizontale en verticale as, en dubbele torentjes hebben een paar horizontale en verticale assen per toren.
Vroege draaigereedschappen waren massieve rechthoekige stukken gemaakt van snelstaal met schuine en vrije hoeken aan één uiteinde.Wanneer een stuk gereedschap bot wordt, slijpt de slotenmaker het op een slijpmachine voor herhaald gebruik.HSS-gereedschappen zijn nog steeds gebruikelijk op oudere draaibanken, maar hardmetalen gereedschappen zijn populairder geworden, vooral in gesoldeerde enkelpuntsvorm.Hardmetaal heeft een betere slijtvastheid en hardheid, waardoor de productiviteit en de standtijd toenemen, maar het is duurder en vereist ervaring om te herslijpen.
Draaien is een combinatie van lineaire (gereedschap) en roterende (werkstuk) beweging.Daarom wordt de snijsnelheid gedefinieerd als een rotatieafstand (geschreven als sfm – oppervlaktevoet per minuut – of smm – vierkante meter per minuut – de beweging van een punt op het oppervlak van het onderdeel in één minuut).De voedingssnelheid (uitgedrukt in inches of millimeters per omwenteling) is de lineaire afstand die het gereedschap langs of over het oppervlak van het werkstuk aflegt.Voeding wordt soms ook uitgedrukt als de lineaire afstand (in/min of mm/min) die een gereedschap in één minuut aflegt.
De vereisten voor de voedingssnelheid variëren afhankelijk van het doel van de bewerking.Bij voorbewerken zijn bijvoorbeeld hoge voedingen vaak beter voor het maximaliseren van de verspaningsvolumes, maar zijn er wel een hoge onderdeelstijfheid en machinevermogen vereist.Tegelijkertijd kan nadraaien de voedingssnelheid vertragen om de oppervlakteruwheid te bereiken die is gespecificeerd in de onderdeeltekening.
De effectiviteit van een snijgereedschap hangt grotendeels af van de hoek van het gereedschap ten opzichte van het werkstuk.De in dit hoofdstuk gedefinieerde termen zijn van toepassing op snij- en spelingwisselplaten en ook op gesoldeerde enkelpuntsgereedschappen.
De bovenste spaanhoek (ook wel achterspoilerhoek genoemd) is de hoek die wordt gevormd tussen de wisselplaathoek en een lijn loodrecht op het werkstuk, gezien vanaf de zijkant, voorkant en achterkant van het gereedschap.De bovenste spaanhoek is positief wanneer de bovenste spaanhoek vanaf het snijpunt naar de schacht afloopt;neutraal wanneer de lijn aan de bovenkant van het inzetstuk evenwijdig loopt aan de bovenkant van de schacht;en neutraal wanneer deze vanaf het snijpunt omhoog is gekanteld.deze is hoger dan de gereedschapshouder, de bovenste spaanhoek is negatief..Messen en handgrepen zijn ook verdeeld in positieve en negatieve hoeken.Positief hellende wisselplaten hebben afgeschuinde zijkanten en passen op houders met positieve en zijwaartse hellingshoeken.Negatieve inzetstukken zijn vierkant ten opzichte van de bovenkant van het mes en passen op handgrepen met negatieve boven- en zijhoeken.De bovenste spaanhoek is uniek omdat deze afhangt van de geometrie van de wisselplaat: positief geslepen of gevormde spaanbrekers kunnen de effectieve bovenste spaanhoek veranderen van negatief naar positief.De bovenste spaanhoeken zijn doorgaans ook groter voor zachtere, meer ductiele werkstukmaterialen die grote positieve afschuifhoeken vereisen, terwijl hardere, stijvere materialen het beste kunnen worden gesneden met een neutrale of negatieve geometrie.
De laterale hellingshoek gevormd tussen het eindvlak van het blad en een lijn loodrecht op het werkstuk, gezien vanaf het eindvlak.Deze hoeken zijn positief als ze van de snijkant af gericht zijn, neutraal als ze loodrecht op de snijkant staan, en negatief als ze naar boven gericht zijn.De mogelijke dikte van het gereedschap hangt af van de zijdelingse spaanhoek. Kleinere hoeken maken het gebruik van dikkere gereedschappen mogelijk die de sterkte vergroten maar hogere snijkrachten vereisen.Grotere hoeken produceren dunnere spanen en lagere snijkrachtvereisten, maar boven de maximaal aanbevolen hoek verzwakt de snijkant en wordt de warmteoverdracht verminderd.
De eindsnijafschuining wordt gevormd tussen de snijkant van het mes aan het uiteinde van het gereedschap en een lijn loodrecht op de achterkant van het handvat.Deze hoek definieert de opening tussen het snijgereedschap en het afgewerkte oppervlak van het werkstuk.
Het eindreliëf bevindt zich onder de eindsnijkant en is gevormd tussen het eindvlak van het inzetstuk en een lijn loodrecht op de basis van de schacht.Met de overhang van de punt kunt u de ontlastingshoek (gevormd door het schachtuiteinde en de lijn loodrecht op de schachtwortel) groter maken dan de ontlastingshoek.
De zijvrijloophoek beschrijft de hoek onder de zijsnijkant.Het wordt gevormd door de zijkanten van het mes en een lijn loodrecht op de basis van het handvat.Net als bij de eindnok zorgt de overhang ervoor dat het zijreliëf (gevormd door de zijkant van de handgreep en de lijn loodrecht op de basis van de handgreep) groter is dan het reliëf.
De inloophoek (ook bekend als zijsnijkanthoek of inloophoek) wordt gevormd tussen de zijsnijkant van de wisselplaat en de zijkant van de houder.Deze hoek geleidt het gereedschap in het werkstuk en naarmate deze groter wordt, ontstaat er een bredere, dunnere spaan.De geometrie en de materiaalconditie van het werkstuk zijn belangrijke factoren bij het selecteren van de inloophoek van het snijgereedschap.Gereedschappen met een geaccentueerde spiraalhoek kunnen bijvoorbeeld aanzienlijke prestaties leveren bij het snijden van gesinterde, discontinue of geharde oppervlakken zonder de rand van het snijgereedschap ernstig te beïnvloeden.Operators moeten dit voordeel in evenwicht brengen met een grotere doorbuiging en trillingen van onderdelen, omdat grote hefhoeken grote radiale krachten veroorzaken.Draaigereedschappen met nulvertanding bieden een spaanbreedte die gelijk is aan de snedediepte bij draaibewerkingen, terwijl snijgereedschappen met een aangrijpingshoek ervoor zorgen dat de effectieve snedediepte en de bijbehorende spaanbreedte de werkelijke snedediepte op het werkstuk overschrijden.De meeste draaioperaties kunnen effectief worden uitgevoerd met een naderingshoekbereik van 10 tot 30 graden (het metrische systeem keert de hoek om van 90 graden naar het tegenovergestelde, waardoor het ideale naderingshoekbereik van 80 tot 60 graden ontstaat).
Zowel de punt als de zijkanten moeten voldoende reliëf en reliëf hebben om het gereedschap in de snede te laten komen.Als er geen opening is, zullen er geen spanen ontstaan, maar als er niet voldoende opening is, zal het gereedschap wrijven en warmte genereren.Draaigereedschappen met één punt vereisen ook vlak- en zijontlasting om in de snede te komen.
Bij het draaien wordt het werkstuk blootgesteld aan tangentiële, radiale en axiale snijkrachten.De grootste invloed op het energieverbruik wordt uitgeoefend door tangentiële krachten;axiale krachten (voedingen) drukken het onderdeel in de lengterichting;en radiale krachten (snedediepte) hebben de neiging het werkstuk en de gereedschapshouder uit elkaar te duwen.“Snijkracht” is de som van deze drie krachten.Voor een elevatiehoek van nul hebben ze een verhouding van 4:2:1 (tangentieel:axiaal:radiaal).Naarmate de inloophoek groter wordt, neemt de axiale kracht af en neemt de radiale snijkracht toe.
Het type schacht, de hoekradius en de wisselplaatvorm hebben ook een grote invloed op de potentiële maximale effectieve snijkantlengte van een draaiwisselplaat.Bepaalde combinaties van wisselplaatradius en houder vereisen mogelijk maatcompensatie om optimaal gebruik te kunnen maken van de snijkant.
De oppervlaktekwaliteit bij draaibewerkingen is afhankelijk van de stijfheid van het gereedschap, de machine en het werkstuk.Zodra de stijfheid is vastgesteld, kan de relatie tussen machinevoeding (in/omw of mm/omw) en wisselplaat- of gereedschapsneusprofiel worden gebruikt om de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk te bepalen.Het neusprofiel wordt uitgedrukt in termen van een straal: tot op zekere hoogte betekent een grotere straal een betere oppervlakteafwerking, maar een te grote straal kan trillingen veroorzaken.Voor bewerkingen die een minder dan optimale radius vereisen, kan het nodig zijn de voedingssnelheid te verlagen om het gewenste resultaat te bereiken.
Zodra het vereiste vermogensniveau is bereikt, neemt de productiviteit toe met de snedediepte, voeding en snelheid.
De snijdiepte is het gemakkelijkst te vergroten, maar verbeteringen zijn alleen mogelijk met voldoende materiaal en krachten.Het verdubbelen van de snedediepte verhoogt de productiviteit zonder de snijtemperatuur, treksterkte of snijkracht per kubieke inch of centimeter te verhogen (ook wel specifieke snijkracht genoemd).Dit verdubbelt het benodigde vermogen, maar de standtijd wordt niet verkort als het gereedschap voldoet aan de eisen voor tangentiële snijkracht.
Ook het wijzigen van de voedingssnelheid is relatief eenvoudig.Een verdubbeling van de voedingssnelheid verdubbelt de spaandikte en verhoogt (maar verdubbelt niet) de tangentiële snijkrachten, snijtemperatuur en vereist vermogen.Deze verandering vermindert de standtijd, maar niet met de helft.De specifieke snijkracht (snijkracht gerelateerd aan de hoeveelheid verwijderd materiaal) neemt ook af bij toenemende voedingssnelheid.Naarmate de voedingssnelheid toeneemt, kan de extra kracht die op de snijkant inwerkt ervoor zorgen dat er kuiltjes ontstaan in het bovenste spaanoppervlak van de wisselplaat als gevolg van de toegenomen hitte en wrijving die tijdens het snijden worden gegenereerd.Operators moeten deze variabele zorgvuldig in de gaten houden om een catastrofale storing te voorkomen waarbij de spanen sterker worden dan het mes.
Het is onverstandig om de snijsnelheid te verhogen in vergelijking met het veranderen van de snedediepte en voedingssnelheid.De snelheidsverhoging leidde tot een aanzienlijke stijging van de snijtemperatuur en een afname van de schuif- en specifieke snijkrachten.Het verdubbelen van de snijsnelheid vereist extra vermogen en verkort de standtijd met meer dan de helft.De werkelijke belasting van de bovenhark kan worden verminderd, maar hogere snijtemperaturen veroorzaken nog steeds kraters.
Wisselplaatslijtage is een veel voorkomende indicator voor het succes of falen van een draaibewerking.Andere veel voorkomende indicatoren zijn onder meer onaanvaardbare spanen en problemen met het werkstuk of de machine.Als algemene regel moet de operator de wisselplaat indexeren tot een flankslijtage van 0,030 inch (0,77 mm).Voor nabewerkingen moet de machinist indexeren op afstanden van 0,38 mm (0,015 inch) of minder.
Mechanisch geklemde wisselplaathouders voldoen aan negen ISO- en ANSI-herkenningssysteemnormen.
De eerste letter in het systeem geeft de bevestigingsmethode van het canvas aan.Vier veel voorkomende typen overheersen, maar elk type bevat verschillende variaties.
Type C wisselplaten gebruiken een bovenklem voor wisselplaten die geen middengat hebben.Het systeem is volledig afhankelijk van wrijving en is het meest geschikt voor gebruik met positieve wisselplaten bij middelzware tot lichte draai- en kottertoepassingen.
Inzetstukken M houden het beschermkussen van de inzetholte vast met een nokvergrendeling die het inzetstuk tegen de wand van de holte drukt.De bovenste klem houdt de achterkant van de wisselplaat vast en voorkomt dat deze omhoog komt wanneer de snijkracht op de punt van de wisselplaat wordt uitgeoefend.M-wisselplaten zijn vooral geschikt voor negatieve wisselplaten met centrale gaten bij middelzwaar tot zwaar draaien.
S-type wisselplaten gebruiken gewone Torx- of inbusschroeven, maar vereisen verzinking of verzinking.Schroeven kunnen bij hoge temperaturen vastlopen, dus dit systeem is het meest geschikt voor lichte tot middelzware draai- en kotterbewerkingen.
P-wisselplaten voldoen aan de ISO-norm voor draaimessen.Het inzetstuk wordt tegen de wand van de zak gedrukt door een roterende hendel, die kantelt wanneer de stelschroef wordt ingesteld.Deze wisselplaten zijn het meest geschikt voor wisselplaten met negatieve spaanhoek en gaten bij middelzware tot zware draaitoepassingen, maar ze belemmeren de wisselplaatlift tijdens het snijden niet.
In het tweede deel worden letters gebruikt om de vorm van het lemmet aan te geven.In het derde deel worden letters gebruikt om combinaties van rechte of verschoven schachten en spiraalhoeken aan te geven.
De vierde letter geeft de voorste hoek van het handvat of de achterste hoek van het lemmet aan.Voor een hellingshoek is P een positieve hellingshoek wanneer de som van de vrije hoek aan het uiteinde en de wighoek kleiner is dan 90 graden;N is een negatieve hellingshoek wanneer de som van deze hoeken groter is dan 90 graden;O is de neutrale hellingshoek, waarvan de som precies 90 graden is.De exacte vrije hoek wordt aangegeven met een van meerdere letters.
De vijfde is de letter die de hand met het gereedschap aanduidt.R geeft aan dat het een rechtshandig gereedschap is dat van rechts naar links snijdt, terwijl L overeenkomt met een linkshandig gereedschap dat van links naar rechts snijdt.N-gereedschappen zijn neutraal en kunnen in elke richting snijden.
Delen 6 en 7 beschrijven de verschillen tussen het imperiale en metrische meetsysteem.In het imperiale systeem komen deze secties overeen met tweecijferige getallen die de sectie van de beugel aangeven.Voor vierkante schachten is het getal de som van één zestiende van de breedte en de hoogte (5/8 inch is de overgang van “0x” naar “xx”), terwijl voor rechthoekige schachten het eerste getal wordt gebruikt om acht van de schachten weer te geven. de breedte.kwart, het tweede cijfer vertegenwoordigt een kwart van de hoogte.Er zijn een paar uitzonderingen op dit systeem, zoals de 1¼” x 1½” handgreep, die de aanduiding 91 gebruikt. Het metrische systeem gebruikt twee cijfers voor hoogte en breedte.(welke volgorde.) Een rechthoekig mes van 15 mm hoog en 5 mm breed zou dus het nummer 1505 hebben.
Secties VIII en IX verschillen ook tussen imperiale en metrische eenheden.In het imperiale systeem behandelt sectie 8 de wisselplaatafmetingen, en sectie 9 de vlak- en gereedschapslengte.De bladgrootte wordt bepaald door de grootte van de ingeschreven cirkel, in stappen van een achtste van een inch.Eind- en gereedschapslengtes worden aangegeven met letters: AG voor acceptabele maten van achterste en eindgereedschappen, en MU (zonder O of Q) voor acceptabele maten van voor- en eindgereedschappen.In het metrische systeem verwijst deel 8 naar de lengte van het gereedschap en verwijst deel 9 naar de maat van het mes.De gereedschapslengte wordt aangegeven met letters, terwijl voor rechthoekige en parallellogram wisselplaatformaten cijfers worden gebruikt om de lengte van de langste snijkant in millimeters aan te geven, waarbij decimalen en enkele cijfers voorafgegaan door nullen worden genegeerd.Andere vormen gebruiken zijdelengtes in millimeters (de diameter van een rond blad) en negeren ook decimalen en laten enkele cijfers voorafgaan door nullen.
Het metrische systeem gebruikt het tiende en laatste deel, dat posities bevat voor gekwalificeerde beugels met toleranties van ±0,08 mm voor achterkant en uiteinde (Q), voor en achterkant (F), en achterkant, voorkant en uiteinde (B).
Single point-instrumenten zijn verkrijgbaar in verschillende stijlen, maten en materialen.Solide enkelpuntsfrezen kunnen worden gemaakt van snelstaal, koolstofstaal, kobaltlegering of carbide.Toen de industrie echter overging op draaigereedschappen met gesoldeerde punten, werden ze door de kosten van deze gereedschappen vrijwel irrelevant.
Gereedschappen met gesoldeerde punten gebruiken een lichaam van goedkoop materiaal en een punt of plano van duurder snijmateriaal dat tot het snijpunt is gesoldeerd.Tipmaterialen omvatten snelstaal, carbide en kubisch boornitride.Deze gereedschappen zijn verkrijgbaar in de maten A tot en met G, en de offsetstijlen A, B, E, F en G kunnen worden gebruikt als rechtshandig of linkshandig snijgereedschap.Bij vierkante schachten geeft het cijfer na de letter de hoogte of breedte van het mes aan in zestienden van een inch.Voor messen met vierkante schacht is het eerste getal de som van de breedte van de schacht in een achtste van een inch, en het tweede getal is de som van de hoogte van de schacht in een kwart inch.
De puntradius van gesoldeerde gereedschappen hangt af van de schachtgrootte en de operator moet ervoor zorgen dat de gereedschapsgrootte geschikt is voor de nabewerkingsvereisten.
Kotteren wordt vooral gebruikt voor het afwerken van grote holle gaten in gietstukken of het ponsen van gaten in smeedstukken.De meeste gereedschappen zijn vergelijkbaar met traditionele uitwendige draaigereedschappen, maar de snijhoek is vooral belangrijk vanwege problemen met de spaanafvoer.
Stijfheid is ook van cruciaal belang voor saaie prestaties.De boordiameter en de behoefte aan extra speling zijn rechtstreeks van invloed op de maximale maat van de kotterbaar.De werkelijke uitsteeklengte van de stalen kotterbaar is vier keer de schachtdiameter.Het overschrijden van deze limiet kan de verspaningssnelheid beïnvloeden als gevolg van verlies aan stijfheid en verhoogde kans op trillingen.
Diameter, elasticiteitsmodulus van het materiaal, lengte en belasting op de balk zijn van invloed op de stijfheid en doorbuiging, waarbij de diameter de grootste invloed heeft, gevolgd door de lengte.Het vergroten van de staafdiameter of het verkorten van de lengte zal de stijfheid aanzienlijk vergroten.
De elasticiteitsmodulus is afhankelijk van het gebruikte materiaal en verandert niet als gevolg van warmtebehandeling.Staal is het minst stabiel bij 30.000.000 psi, zware metalen zijn stabiel bij 45.000.000 psi en carbiden zijn stabiel bij 90.000.000 psi.
Deze cijfers zijn echter hoog in termen van stabiliteit, en kotterbaren met stalen schacht bieden bevredigende prestaties voor de meeste toepassingen tot een L/D-verhouding van 4:1.Kotterbaren met wolfraamcarbide schacht presteren goed bij een L/D-verhouding van 6:1.
Radiale en axiale snijkrachten tijdens het boren zijn afhankelijk van de hellingshoek.Het vergroten van de stuwkracht bij een kleine hefhoek is vooral nuttig bij het verminderen van trillingen.Naarmate de instelhoek groter wordt, neemt de radiale kracht toe en neemt ook de kracht loodrecht op de snijrichting toe, wat resulteert in trillingen.
De aanbevolen hefhoek voor trillingscontrole van gaten is 0° tot 15° (imperiaal. Metrische hefhoek is 90° tot 75°).Wanneer de instelhoek 15 graden is, is de radiale snijkracht bijna twee keer zo groot als wanneer de instelhoek 0 graden is.
Voor de meeste kotterbewerkingen wordt de voorkeur gegeven aan positief hellende snijgereedschappen, omdat deze de snijkrachten verminderen.Positieve gereedschappen hebben echter een kleinere vrijloophoek, dus de operator moet zich bewust zijn van de mogelijkheid van contact tussen het gereedschap en het werkstuk.Zorgen voor voldoende speling is vooral belangrijk bij het boren van gaten met een kleine diameter.
De radiale en tangentiële krachten bij het kotteren nemen toe naarmate de neusradius groter wordt, maar deze krachten worden ook beïnvloed door de spoedhoek.Snedediepte bij het kotteren kan deze relatie veranderen: als de snedediepte groter is dan of gelijk is aan de hoekradius, bepaalt de spoedhoek de radiale kracht.Als de snedediepte kleiner is dan de hoekradius, vergroot de snedediepte zelf de radiale kracht.Dit probleem maakt het des te belangrijker voor operators om een neusradius te gebruiken die kleiner is dan de snedediepte.
Horn USA heeft een snel gereedschapswisselsysteem ontwikkeld dat de instel- en gereedschapswisseltijden op draaibanken in Zwitserse stijl aanzienlijk verkort, inclusief draaibanken met interne koeling.
UNCC-onderzoekers introduceren modulatie in gereedschapspaden.Het doel was spaanbreken, maar het hogere verspaningsvolume was een interessant neveneffect.
Dankzij de optionele roterende freesassen op deze machines kunnen vele soorten complexe onderdelen in één opstelling worden bewerkt, maar deze machines zijn notoir moeilijk te programmeren.Moderne CAM-software vereenvoudigt het programmeren echter aanzienlijk.
Posttijd: 04-09-2023