Оптимизированные стратегии управления стружкой при ЧПУ токарной обработке

Некоторые ЧПУ токарные операции имеют строгие требования к стружке. Для идеальной токарной обработки необходимо решить проблему ломания стружки. Легкость ломания стружки напрямую связана с деформацией стружки. Разумное использование деформации материала для ломания стружки, технологических средств ломания стружки и уникальных функций ЧПУ программирования для ломания стружки повышает стабильность токарной обработки.

Факторы, обусловливающие необходимость ломания стружки

ЧПУ токарные станки — современное автоматизированное оборудование, интегрирующее технологии машиностроения, микроэлектроники и информатики, возрождающее традиционное машиностроение и повышающее производительность труда. Однако автоматизированные станки предъявляют строгие требования к стружке. Стружка, запутавшаяся на инструменте, заготовке, смежных инструментах и оборудовании влияет на обработку и в тяжелых случаях вызывает аварии. Для идеальной токарной обработки нужно решить проблему управления стружкой (также называемой ломанием стружки).

Принцип ломания стружки

В процессе металлорезания легкость ломания стружки напрямую связана с деформацией стружки. Из-за относительно большой пластической деформации стружки, образующихся при резании, её твердость возрастает, а пластичность и вязкость резко снижаются. Это явление называется закачкой при холодной деформации. После закачки стружка становится твердой и ломкой, легко ломается под действием чередующихся изгибающих или ударных нагрузок. Чем больше пластическая деформация стружки, тем ярче проявление твердости и ломкости, тем легче она ломается. При резании высокопрочных, высокопластичных, высоковязких материалов, трудно ломающихся, нужно увеличивать деформацию стружки для снижения её пластичности и вязкости, достигая цели ломания стружки. Поэтому разумно использовать принцип ломания стружки и применять его к нескольким токарным операциям.

Несколько распространенных методов ломания стружки при токарной обработке

1. Ломание стружки деформацией материала

• Использование ломка стружки (chipbreaker)

Ломок стружки не только создает дополнительную деформацию стружке, но и контролирует её скручивание и ломание. Пока форма и размер ломка стружки и угол наклона ломка относительно главной режущей кромки подходящи, ломание стружки надежно. Независимо от типа — сваренный или механически закрепленный, переточиваемый или индексируемый — применимо. Для применения к разным диапазонам режимов резания твердосплавные индексируемые пластины прессуют с разнообразными формами и размерами ломков стружки, удобно выбирать, экономично и удобно. Это предпочтительный метод в обработке и наиболее широко используемый. Недостаток — определение разумных геометрических параметров инструмента ограничено требованиями к ломанию стружки. Однако сейчас формы ломков механически закрепленных пластин становятся всё богаче, выбор шире.

• Изменение геометрических параметров инструмента и корректировка режимов резания

Из принципа ломания стружки видно: уменьшение переднего угла инструмента; увеличение главного угла в планe; наточка отрицательной фаски на главной режущей кромке; снижение скорости резания; увеличение подачи и изменение формы главной режущей кромки способствуют ломанию стружки. Однако эти методы часто несут неблагоприятные последствия: снижение производительности, ухудшение качества поверхности, увеличение режущих сил. На автоматических линиях редко используются, иногда только как вспомогательное средство.

• Использование сбруйника (chip baffle)

Сбруйники бывают фиксированными и регулируемыми. Сбруйник устанавливается на передней поверхности режущего инструмента. Когда стружка вытекает по передней поверхности, она изгибается и ломается из-за сопротивления сбруйника. Параметры Ln и α сбруйника можно проектировать и регулировать по требованию для обеспечения стабильного и надежного ломания стружки при заданных условиях резания.

• Использование стружерезателя (chip breaker с режущим диском)

Существует много типов стружерезателей, обычно делят на механические, гидравлические и электрические. Стоимость устройства высока, но ломание стружки стабильно и надежно, обычно применяют только на автоматических линиях. Стружерезатель с режущим диском на режущем инструменте. При токарной обработке стружка вытекает через канал и принудительно резается постоянно вращающимся дисковым резателем, разрезанная стружка удаляется через канал.

2. Ломание стружки технологическими методами

Ломание стружки предварительным выфрезерованием желоба на поверхности заготовки: в зависимости от диаметра заготовки делают один или несколько желобов вдоль оси заготовки на обрабатываемой поверхности. Сечение стружки уменьшается, таким образом она ломается. Таким образом обеспечивается надежное ломание стружки без влияния на шероховатость обрабатываемой поверхности. Ломание стружки хорошо даже при обработке вязких материалов. Но выфрезерование желоба ограничивается формой контура заготовки.

Заключение

Один из ключевых пунктов эффективной обработки на автоматизированном ЧПУ токарном оборудовании — решение проблемы ломания стружки. Решений много, но нужно разумно выбирать ломок стружки из реальной ситуации, использовать технологические методы и приемы программирования для ломания стружки. Накапливайте опыт на работе для продвижения эффективного использования ЧПУ оборудования.