O torneado usa un torno para eliminar o material do exterior dunha peza de traballo xiratoria, mentres que o aburrido elimina o material do interior dunha peza de traballo xiratoria.#base
O torneado é o proceso de eliminación de material do diámetro exterior dunha peza de traballo rotativa mediante un torno.Os cortadores dun só punto cortan o metal da peza en (idealmente) chips curtos e afiados que son fáciles de eliminar.
Un torno CNC con control de velocidade de corte constante permite ao operador seleccionar a velocidade de corte e, a continuación, a máquina axusta automaticamente as RPM mentres a ferramenta de corte pasa diferentes diámetros ao longo do contorno exterior da peza.Os tornos modernos tamén están dispoñibles en configuracións de torre simple e dobre: as torretas simples teñen un eixe horizontal e vertical, e as torretas dobres teñen un par de eixes horizontais e verticais por torreta.
As primeiras ferramentas de torneado eran pezas rectangulares sólidas feitas de aceiro de alta velocidade con anciño e esquinas libres nun extremo.Cando unha ferramenta se volve aburrida, o cerraxeiro afíaa nunha amoladora para o seu uso repetido.As ferramentas HSS aínda son comúns nos tornos máis antigos, pero as ferramentas de carburo fixéronse máis populares, especialmente en forma de punto único soldado.O carburo ten unha mellor resistencia ao desgaste e dureza, o que aumenta a produtividade e a vida útil da ferramenta, pero é máis caro e require experiencia para rectificar.
O torneado é unha combinación de movemento lineal (ferramenta) e rotativo (peza de traballo).Polo tanto, a velocidade de corte defínese como unha distancia de rotación (escrita como sfm - pé de superficie por minuto - ou smm - metro cadrado por minuto - o movemento dun punto na superficie da peza nun minuto).O avance (expresado en polgadas ou milímetros por revolución) é a distancia lineal que percorre a ferramenta ao longo ou a través da superficie da peza.O avance tamén se expresa ás veces como a distancia lineal (in/min ou mm/min) que percorre unha ferramenta nun minuto.
Os requisitos da taxa de alimentación varían segundo o propósito da operación.Por exemplo, no desbaste, os avances elevados adoitan ser mellores para maximizar as taxas de eliminación de metal, pero requírense unha gran rixidez das pezas e potencia da máquina.Ao mesmo tempo, o torneado de acabado pode diminuír a velocidade de avance para acadar a rugosidade da superficie especificada no debuxo da peza.
A eficacia dunha ferramenta de corte depende en gran medida do ángulo da ferramenta en relación á peza de traballo.Os termos definidos nesta sección aplícanse ás insercións de corte e de separación e tamén ás ferramentas de punto único soldadas.
O ángulo de inclinación superior (tamén coñecido como ángulo de inclinación traseira) é o ángulo formado entre o ángulo de inserción e unha liña perpendicular á peza cando se ve dende o lado, a fronte e a parte traseira da ferramenta.O ángulo de inclinación superior é positivo cando o ángulo de inclinación superior está inclinado cara abaixo desde o punto de corte ata o vástago;neutro cando a liña na parte superior da inserción é paralela á parte superior do vástago;e neutro cando se inclina cara arriba desde o punto de corte.é máis alto que o porta-ferramentas, o ángulo superior de inclinación é negativo..As láminas e asas tamén se dividen en ángulos positivos e negativos.As insercións inclinadas positivamente teñen lados achaflanados e encaixan soportes con ángulos de inclinación laterais e positivos.As insercións negativas son cadradas en relación coa parte superior da folla e encaixan asas con ángulos de inclinación laterais e superiores negativos.O ángulo de inclinación superior é único xa que depende da xeometría da inserción: os rompevirutas rectificados positivamente ou formados poden cambiar o ángulo de inclinación superior efectivo de negativo a positivo.Os ángulos superiores tamén adoitan ser maiores para materiais de pezas máis brandos e dúctiles que requiren grandes ángulos de corte positivos, mentres que os materiais máis duros e ríxidos córtanse mellor con xeometría neutra ou negativa.
O ángulo de inclinación lateral formado entre a cara final da folla e unha liña perpendicular á peza de traballo, visto desde a cara final.Estes ángulos son positivos cando teñen un ángulo afastado do bordo cortante, neutros cando son perpendiculares ao bordo cortante e negativos cando están inclinados cara arriba.O grosor posible da ferramenta depende do ángulo de inclinación lateral, os ángulos máis pequenos permiten o uso de ferramentas máis grosas que aumentan a forza pero requiren maiores forzas de corte.Os ángulos máis grandes producen virutas máis finas e menores requisitos de forza de corte, pero máis aló do ángulo máximo recomendado, o bordo de corte debilita e redúcese a transferencia de calor.
O bisel de corte final fórmase entre o bordo cortante da folla no extremo da ferramenta e unha liña perpendicular á parte traseira do mango.Este ángulo define o espazo entre a ferramenta de corte e a superficie acabada da peza de traballo.
O relevo final sitúase debaixo do bordo de corte final e fórmase entre a cara final da inserción e unha liña perpendicular á base do vástago.O saliente da punta permítelle facer que o ángulo de relevo (formado polo extremo do vástago e a liña perpendicular á raíz do vástago) sexa maior que o ángulo de relevo.
O ángulo de separación lateral describe o ángulo baixo o bordo de corte lateral.Está formado polos lados da folla e unha liña perpendicular á base do mango.Do mesmo xeito que co remate do extremo, o saliente permite que o relevo lateral (formado polo lado do mango e a liña perpendicular á base do mango) sexa maior que o relevo.
O ángulo de avance (tamén coñecido como ángulo de corte lateral ou ángulo de avance) fórmase entre o bordo de corte lateral da inserción e o lado do soporte.Este ángulo guía a ferramenta na peza de traballo e, a medida que aumenta, prodúcese un chip máis ancho e fino.A xeometría e o estado do material da peza de traballo son os principais factores para seleccionar o ángulo de avance da ferramenta de corte.Por exemplo, as ferramentas cun ángulo de hélice acentuado poden proporcionar un rendemento significativo ao cortar superficies sinterizadas, descontinuas ou endurecidas sen afectar gravemente o bordo da ferramenta de corte.Os operadores deben equilibrar este beneficio cun aumento da deflexión da peza e da vibración, xa que os grandes ángulos de elevación crean grandes forzas radiais.As ferramentas de torneado con paso cero proporcionan un ancho de viruta igual á profundidade de corte nas operacións de torneado, mentres que as ferramentas de corte cun ángulo de enganche permiten que a profundidade de corte efectiva e o ancho de viruta correspondente supere a profundidade real de corte na peza de traballo.A maioría das operacións de xiro pódense realizar de forma eficaz cun rango de ángulo de aproximación de 10 a 30 graos (o sistema métrico inverte o ángulo de 90 graos ao contrario, facendo que o rango de ángulo de aproximación ideal sexa de 80 a 60 graos).
Tanto a punta como os laterais deben ter suficiente relevo e relevo para que a ferramenta poida entrar no corte.Se non hai oco, non se formarán chips, pero se non hai oco suficiente, a ferramenta fregará e xerará calor.As ferramentas de torneado dun só punto tamén requiren relevo cara e lateral para entrar no corte.
Ao xirar, a peza está sometida a forzas de corte tanxenciais, radiais e axiais.A maior influencia no consumo de enerxía exércense as forzas tanxenciais;forzas axiais (alimentos) presionan a peza na dirección lonxitudinal;e as forzas radiais (profundidade de corte) tenden a separar a peza de traballo e o soporte da ferramenta."Forza de corte" é a suma destas tres forzas.Para un ángulo de elevación cero, están nunha proporción de 4:2:1 (tanxencial:axial:radial).A medida que aumenta o ángulo de avance, a forza axial diminúe e a forza de corte radial aumenta.
O tipo de vástago, o raio da esquina e a forma da inserción tamén teñen un gran impacto na lonxitude máxima efectiva do bordo de corte dunha inserción de torneado.Algunhas combinacións de raio de inserción e soporte poden requirir unha compensación dimensional para aproveitar ao máximo o filo cortante.
A calidade da superficie nas operacións de torneado depende da rixidez da ferramenta, da máquina e da peza.Unha vez establecida a rixidez, pódese utilizar a relación entre o avance da máquina (polgadas/rev ou mm/rev) e o perfil da punta da inserción ou da ferramenta para determinar a calidade superficial da peza.O perfil do nariz exprésase en termos de raio: ata certo punto, un raio maior significa un mellor acabado superficial, pero un raio demasiado grande pode provocar vibracións.Para operacións de mecanizado que requiren un radio inferior ao óptimo, é posible que teña que reducir a velocidade de avance para conseguir o resultado desexado.
Unha vez alcanzado o nivel de potencia necesario, a produtividade aumenta coa profundidade de corte, o avance e a velocidade.
A profundidade de corte é a máis fácil de aumentar, pero as melloras só son posibles con material e forzas suficientes.Duplicar a profundidade de corte aumenta a produtividade sen aumentar a temperatura de corte, a resistencia á tracción ou a forza de corte por polgada cúbica ou centímetro (tamén coñecida como forza de corte específica).Isto duplica a potencia necesaria, pero a vida útil da ferramenta non se reduce se a ferramenta cumpre os requisitos de forza de corte tanxencial.
Cambiar a taxa de alimentación tamén é relativamente sinxelo.Duplicar a velocidade de avance duplica o grosor da viruta e aumenta (pero non duplica) as forzas de corte tanxenciais, a temperatura de corte e a potencia necesaria.Este cambio reduce a vida útil da ferramenta, pero non á metade.A forza de corte específica (forza de corte relacionada coa cantidade de material eliminado) tamén diminúe ao aumentar a velocidade de avance.A medida que aumenta a velocidade de avance, a forza extra que actúa sobre o bordo cortante pode facer que se formen coviñas na superficie superior do rastrillo da inserción debido ao aumento da calor e da fricción xerados durante o corte.Os operadores deben supervisar coidadosamente esta variable para evitar un fallo catastrófico onde as fichas se fan máis fortes que a folla.
Non é prudente aumentar a velocidade de corte en comparación con cambiar a profundidade de corte e a taxa de avance.O aumento da velocidade provocou un aumento significativo da temperatura de corte e unha diminución das forzas de corte e de corte específicos.Duplicar a velocidade de corte require potencia adicional e reduce a vida útil da ferramenta máis da metade.A carga real sobre o rastrillo superior pode reducirse, pero as temperaturas de corte máis altas aínda provocan cráteres.
O desgaste da inserción é un indicador común do éxito ou fracaso de calquera operación de torneado.Outros indicadores comúns inclúen chips inaceptables e problemas coa peza ou máquina.Como regra xeral, o operador debe indexar a inserción a un desgaste dos flancos de 0,030 polgadas (0,77 mm).Para as operacións de acabado, o operador debe indexar a distancias de 0,015 in. (0,38 mm) ou menos.
Os soportes de inserción indexables fixados mecánicamente cumpren nove estándares de sistemas de recoñecemento ISO e ANSI.
A primeira letra do sistema indica o método de unir o lenzo.Predominan catro tipos comúns, pero cada tipo contén varias variacións.
As insercións tipo C usan unha abrazadeira superior para insercións que non teñen un orificio central.O sistema depende enteiramente da fricción e é o máis adecuado para o seu uso con insercións positivas en aplicacións de torneado e perforación de traballo medio ou leve.
Os insertos M suxeitan a almofada protectora da cavidade da inserción cun bloqueo de leva que presiona a inserción contra a parede da cavidade.A abrazadeira superior suxeita a parte traseira da inserción e impide que se levante cando a carga de corte se aplica á punta da inserción.As insercións M son especialmente adecuadas para insercións negativas de orificio central en torneado de traballo medio a pesado.
As insercións tipo S usan parafusos Torx ou Allen lisos pero requiren avellanado ou avellanado.Os parafusos poden agarrarse a altas temperaturas, polo que este sistema é o máis adecuado para operacións de xiro e perforación de leve a moderada.
As insercións P cumpren a norma ISO para coitelos de torneado.A inserción é presionada contra a parede do peto mediante unha panca xiratoria, que se inclina cando se fixa o parafuso de axuste.Estas insercións son máis adecuadas para insercións de rastrillo negativo e buratos en aplicacións de torneado medio a pesado, pero non interfiren coa elevación da inserción durante o corte.
A segunda parte utiliza letras para indicar a forma da folla.A terceira parte usa letras para indicar combinacións de vástagos rectos ou compensados e ángulos de hélice.
A cuarta letra indica o ángulo frontal do mango ou o ángulo traseiro da folla.Para un ángulo de inclinación, P é un ángulo de inclinación positivo cando a suma do ángulo de separación final e o ángulo de cuña é inferior a 90 graos;N é un ángulo negativo cando a suma destes ángulos é superior a 90 graos;O é o ángulo de inclinación neutro, cuxa suma é exactamente 90 graos.O ángulo de separación exacto indícase mediante unha das varias letras.
A quinta é a letra que indica a man coa ferramenta.R indica que se trata dunha ferramenta de dereita que corta de dereita a esquerda, mentres que L corresponde a unha ferramenta de man esquerda que corta de esquerda a dereita.As ferramentas N son neutras e poden cortar en calquera dirección.
As partes 6 e 7 describen as diferenzas entre os sistemas de medida imperial e métrico.No sistema imperial, estas seccións corresponden a números de dous díxitos que indican a sección do corchete.Para as cañas cadradas, o número é a suma dun décimo sexto do ancho e a altura (5/8 de polgada é a transición de "0x" a "xx"), mentres que para as cañas rectangulares, o primeiro número úsase para representar oito de o ancho.cuarto, o segundo díxito representa un cuarto da altura.Hai algunhas excepcións a este sistema, como o asa de 1¼" x 1½", que usa a designación 91. O sistema métrico usa dous números para a altura e a anchura.(que orde.) Así, unha lámina rectangular de 15 mm de alto e 5 mm de ancho tería o número 1505.
As seccións VIII e IX tamén difiren entre as unidades imperiais e métricas.No sistema imperial, a sección 8 trata das dimensións da inserción, e a sección 9 ocúpase da lonxitude da cara e da ferramenta.O tamaño da lámina está determinado polo tamaño do círculo inscrito, en incrementos dun oitavo de polgada.As lonxitudes dos extremos e das ferramentas indícanse mediante letras: AG para tamaños de ferramentas posteriores e finais aceptables e MU (sen O ou Q) para tamaños de ferramentas dianteiras e finais aceptables.No sistema métrico, a parte 8 refírese á lonxitude da ferramenta e a parte 9 refírese ao tamaño da folla.A lonxitude da ferramenta indícase con letras, mentres que para os tamaños de inserción rectangular e paralelogramo, os números úsanse para indicar a lonxitude do filo máis longo en milímetros, ignorando os decimais e os díxitos únicos precedidos de ceros.Outras formas usan lonxitudes dos lados en milímetros (o diámetro dunha lámina redonda) e tamén ignoran os decimais e prefixan uns díxitos con ceros.
O sistema métrico utiliza a décima e última sección, que inclúe posicións para soportes cualificados con tolerancias de ±0,08 mm para a parte traseira e final (Q), dianteira e traseira (F) e traseira, dianteira e final (B).
Os instrumentos de punto único están dispoñibles nunha variedade de estilos, tamaños e materiais.As fresas sólidas dun só punto pódense facer de aceiro de alta velocidade, aceiro carbono, aliaxe de cobalto ou carburo.Non obstante, a medida que a industria pasou ás ferramentas de torneado con punta soldada, o custo destas ferramentas converteuse en case irrelevantes.
As ferramentas con punta soldada usan un corpo de material barato e unha punta ou un espazo en branco de material de corte máis caro soldado ata o punto de corte.Os materiais de punta inclúen aceiro de alta velocidade, carburo e nitruro de boro cúbico.Estas ferramentas están dispoñibles en tamaños A a G, e os estilos de compensación A, B, E, F e G pódense usar como ferramentas de corte á dereita ou á esquerda.Para as cañas cadradas, o número que segue á letra indica a altura ou o ancho do coitelo en dezaseisavos de polgada.Para os coitelos de vástago cadrado, o primeiro número é a suma do ancho do vástago nun oitavo de polgada e o segundo número é a suma da altura do vástago nun cuarto de polgada.
O raio da punta das ferramentas con punta soldada depende do tamaño do vástago e o operador debe asegurarse de que o tamaño da ferramenta sexa adecuado para os requisitos de acabado.
A perforación utilízase principalmente para rematar grandes buratos ocos en fundicións ou perforar buratos en forxa.A maioría das ferramentas son similares ás ferramentas tradicionais de torneado externo, pero o ángulo de corte é particularmente importante debido a problemas de evacuación de virutas.
A rixidez tamén é fundamental para o rendemento aburrido.O diámetro do orificio e a necesidade de espazo adicional afectan directamente ao tamaño máximo da barra de perforación.O saliente real da barra de mandrinado de aceiro é catro veces o diámetro do vástago.Superar este límite pode afectar a taxa de eliminación de metal debido á perda de rixidez e ao aumento das posibilidades de vibración.
O diámetro, o módulo de elasticidade do material, a lonxitude e a carga sobre a viga inflúen na rixidez e a deflexión, sendo o diámetro o que máis influíu, seguido da lonxitude.Aumentar o diámetro da vara ou acurtar a lonxitude aumentará moito a rixidez.
O módulo de elasticidade depende do material utilizado e non cambia como resultado do tratamento térmico.O aceiro é o menos estable a 30.000.000 psi, os metais pesados son estables a 45.000.000 psi e os carburos son estables a 90.000.000 psi.
Non obstante, estas cifras son altas en termos de estabilidade e as barras de perforación de vástago de aceiro proporcionan un rendemento satisfactorio para a maioría das aplicacións ata unha relación L/D de 4:1.As barras de perforación con vástago de carburo de tungsteno funcionan ben cunha relación L/D de 6:1.
As forzas de corte radiais e axiais durante a perforación dependen do ángulo de inclinación.Aumentar a forza de empuxe nun ángulo de elevación pequeno é especialmente útil para reducir a vibración.A medida que aumenta o ángulo de avance, a forza radial aumenta e a forza perpendicular á dirección de corte tamén aumenta, producindo vibración.
O ángulo de elevación recomendado para o control da vibración do burato é de 0° a 15° (Imperial. O ángulo de elevación métrico é de 90° a 75°).Cando o ángulo de avance é de 15 graos, a forza de corte radial é case o dobre que cando o ángulo de avance é de 0 graos.
Para a maioría das operacións de aburrido, prefírense ferramentas de corte con inclinación positiva porque reducen as forzas de corte.Non obstante, as ferramentas positivas teñen un ángulo de separación menor, polo que o operador debe ser consciente da posibilidade de contacto entre a ferramenta e a peza de traballo.Asegurar un espazo libre suficiente é especialmente importante cando se perforan buratos de pequeno diámetro.
As forzas radiais e tanxenciais na perforación aumentan a medida que aumenta o raio do morro, pero estas forzas tamén se ven afectadas polo ángulo de avance.A profundidade de corte ao aburrir pode cambiar esta relación: se a profundidade de corte é maior ou igual ao raio da esquina, o ángulo de avance determina a forza radial.Se a profundidade de corte é menor que o raio da esquina, a propia profundidade de corte aumenta a forza radial.Este problema fai que sexa aínda máis importante que os operadores utilicen un radio de punta menor que a profundidade de corte.
Horn USA desenvolveu un sistema de cambio rápido de ferramentas que reduce significativamente os tempos de configuración e cambio de ferramentas nos tornos de estilo suízo, incluídos aqueles con refrixerante interno.
Os investigadores da UNCC introducen a modulación nos camiños das ferramentas.O obxectivo era romper as virutas, pero a maior taxa de eliminación de metal foi un efecto secundario interesante.
Os eixes de fresado rotativos opcionais destas máquinas permiten mecanizar moitos tipos de pezas complexas nunha soa configuración, pero estas máquinas son notoriamente difíciles de programar.Non obstante, o software CAM moderno simplifica moito a tarefa de programación.
Hora de publicación: 04-09-2023