Conditions de coupe pour le tournage: éléments et concept de coupe

L'une des méthodes de traitement multifonctionnellesle métal tourne. Avec son aide, une finition rugueuse et fine est réalisée dans le processus de fabrication ou de réparation de pièces. L'optimisation du processus et un travail efficace de haute qualité sont obtenus par une sélection rationnelle des conditions de coupe.

Caractéristiques du processus

La finition de tournage est effectuée sur desmachines-outils utilisant des fraises. Les principaux mouvements sont effectués par la broche, qui fait tourner l'objet qui y est attaché. Les mouvements d'avance sont effectués par un outil qui est fixé dans le support.

Les principaux types de travaux caractéristiques comprennent:tournage de face et de forme, alésage, rainurage et rainurage, décolletage et tronçonnage, filetage. Chacun d'eux est accompagné de mouvements productifs de l'équipement correspondant: outils traversants et persistants, façonnés, alésés, inciseurs, coupants et filetés. Différents types de machines permettent de traiter des objets petits et très grands, des surfaces internes et externes, des pièces planes et volumétriques.

Éléments de base des modes

Le mode de coupe pour le tournage estun ensemble de paramètres pour le fonctionnement d'une machine à découper les métaux, visant à obtenir des résultats optimaux. Ceux-ci incluent les éléments suivants : profondeur, avance, fréquence et vitesse de broche.

La profondeur est l'épaisseur du métal enlevé par la fraiseen un seul passage (t, mm). Dépend des valeurs cibles de propreté et de la rugosité correspondante. Pour le tournage d'ébauche t = 0,5-2 mm, pour la finition - t = 0,1-0,5 mm.

Avance - la distance sur laquelle l'outil se déplacesens longitudinal, transversal ou rectiligne par rapport à un tour de la pièce (S, mm/tr). Les paramètres importants pour sa détermination sont les caractéristiques géométriques et qualitatives de l'outil de tournage.

Vitesse de broche - le nombre de tours de l'axe principal auquel la pièce est attachée, effectués sur une période de temps (n, rev / s).

Vitesse - la largeur du passage en une seconde avec la correspondance de la profondeur et de la qualité données, fournies par la fréquence (v, m / s).

La puissance de rotation est un indicateur de la puissance consommée (P, N).

La fréquence, la vitesse et la force sont essentielleséléments interconnectés du mode de coupe pendant le tournage, qui définissent à la fois les paramètres d'optimisation pour la finition d'un objet particulier et le rythme de fonctionnement de l'ensemble de la machine.

Données source

Du point de vue d'une approche systématique, le processus de retournementpeut être considérée comme un fonctionnement bien coordonné des éléments d'un système complexe. Ceux-ci incluent: tour, outil, pièce à usiner, facteur humain. Ainsi, une liste de facteurs influence l'efficacité de ce système. Chacun d'eux est pris en compte lorsqu'il est nécessaire de calculer le mode de coupe lors du tournage :

• Caractéristiques paramétriques de l'équipement, sa puissance, type de contrôle de rotation de la broche (pas ou pas).
• Mode de fixation de la pièce (à l'aide d'une têtière, d'une têtière et d'une lunette, de deux lunette).
• Propriétés physiques et mécaniques du métal traité. Il prend en compte sa conductivité thermique, sa dureté et sa résistance, le type de copeaux produits et la nature de son comportement par rapport au stock.
• Caractéristiques géométriques et mécaniques de la fraise :dimensions des coins, supports, rayon du nez, taille, type et matériau de l'arête de coupe avec une conductivité thermique et une capacité thermique appropriées, résistance aux chocs, dureté, résistance.
• Paramètres spécifiés de la surface, y compris sa rugosité et sa qualité.

Si toutes les caractéristiques du système sont prises en compte et calculées rationnellement, il devient possible d'atteindre une efficacité maximale de son travail.

Critères d'efficacité de tournage

Pièces réalisées à l'aide d'un tourles finitions sont le plus souvent les composantes de mécanismes responsables. Les exigences sont remplies en tenant compte de trois critères principaux. La chose la plus importante est de faire chacun d'eux autant que possible.

• Correspondance entre les matériaux de la fraise et l'objet à tourner.
• Optimisation de l'avance, de la vitesse et de la profondeur entre elles, productivité et qualité de finition maximales : rugosité minimale, précision des formes, aucun défaut.
• Consommation minimale de ressources.

La procédure de calcul des conditions de coupe pour le tournage est effectuée avec une grande précision. Il existe plusieurs systèmes différents pour cela.

Méthodes de calcul

Comme déjà mentionné, le mode de coupe lors du tournagele traitement nécessite la prise en compte d'un grand nombre de facteurs et de paramètres différents. Dans le processus de développement de la technologie, de nombreux scientifiques ont développé plusieurs complexes visant à calculer les éléments optimaux des modes de coupe pour diverses conditions :

• Mathématique. Implique un calcul précis en utilisant des formules empiriques existantes.
• Graphique-analytique. Combinaison de méthodes mathématiques et graphiques.
• Tabulaire. Sélection de valeurs correspondant aux conditions de fonctionnement spécifiées dans des tableaux complexes spéciaux.
• Machine. Utilisation de logiciels.

Le plus approprié est choisi par l'entrepreneur, en fonction des tâches et de l'échelle de masse du processus de production.

Méthode mathématique

Les conditions de coupe sont calculées analytiquement àtournant. Les formules sont de plus en moins complexes. Le choix du système est déterminé par les caractéristiques et la précision requise des résultats des erreurs de calcul et de la technologie elle-même.

La profondeur est calculée comme la différence d'épaisseur de la pièce avant (D) et après (d) traitement. Pour le travail longitudinal : t = (D - d) : 2 ; et pour le transversal : t = D - d.

L'alimentation autorisée est déterminée par étapes :

• nombres qui fournissent la qualité de surface requise, S_cher;
• avance en tenant compte des caractéristiques de l'outil, S_p;
• valeur du paramètre qui prend en compte les spécificités de la fixation de la pièce, S_enfants.

Chaque nombre est calculé en fonction duformules. Comme avance réelle, le plus petit des S obtenus est sélectionné. Il existe également une formule généralisante qui prend en compte la géométrie de la fraise, les exigences spécifiées pour la profondeur et la qualité du tournage.

• S = (C_avec* R^y*r^u): (t^{avec le}* φ^z2), mm/tr;
• où C_avec - caractéristiques paramétriques du matériau ;
• R^y - rugosité donnée, microns ;
• R^u - rayon au sommet de l'outil de tournage, mm ;
• t^{avec le} - profondeur de tournage, mm;
• ??^s - angle à la pointe de la fraise.

Les paramètres de vitesse de rotation de la broche sont calculés en fonction de diverses dépendances. L'un des fondamentaux :

v = (C_v* K_v): (T^m* t^{avec le}* S^y), m / min, où

• DE_v - un coefficient complexe qui résume la matière de la pièce, la fraise, les conditions du process ;
• À_v - un coefficient supplémentaire caractérisant les caractéristiques de tournage ;
• T^m - durée de vie de l'outil, min ;
• t^{avec le} - profondeur de coupe, mm;
• Avec^y - avance, mm/tr.

Dans des conditions simplifiées et afin de rendre les calculs disponibles, la vitesse de rotation de la pièce peut être déterminée :

V = (π * D * n): 1000, m / min, où

• n - vitesse de broche de la machine, tr/min.

Puissance des équipements d'occasion :

N = (P * v): (60 * 100), kW, où

• où P est la force de coupe, N;
• v - vitesse, m / min.

Cette technique est très laborieuse.Il existe une grande variété de formules de complexité variable. Le plus souvent, il est difficile de choisir les bons pour calculer les conditions de coupe pour le tournage. Un exemple des plus universels d'entre eux est donné ici.

Méthode tabulaire

L'essence de cette option est que les indicateurséléments sont dans les tableaux normatifs conformément aux données d'origine. Il existe une liste d'ouvrages de référence dans lesquels les valeurs des avances sont données en fonction des caractéristiques paramétriques de l'outil et de la pièce, de la géométrie de la fraise, des indicateurs spécifiés de la qualité de surface. Il existe des normes distinctes qui contiennent les restrictions maximales autorisées pour divers matériaux. Les facteurs de départ nécessaires au calcul des vitesses sont également contenus dans des tableaux spéciaux.

Cette technique est utilisée isolément ouen même temps que l'analytique. Il est pratique et précis à utiliser pour la production simple de pièces par lots, dans des ateliers individuels et à domicile. Il vous permet d'opérer avec des valeurs numériques en utilisant un minimum d'effort et de ligne de base.

Méthodes graphiques-analytiques et machine

La méthode graphique est auxiliaire etbasé sur des calculs mathématiques. Les résultats calculés des avances sont tracés sur un graphique, où les lignes de la machine et de la fraise sont tracées et des éléments supplémentaires sont déterminés à partir de celles-ci. Cette méthode est une procédure complexe très complexe, ce qui est peu pratique pour la production de masse.

La méthode de la machine est une option précise et abordable pourtourneur expérimenté et novice, conçu pour calculer les conditions de coupe en tournage. Le programme fournit les valeurs les plus précises en fonction des données initiales données. Ils doivent obligatoirement comprendre :

• Coefficients caractérisant le matériau de la pièce.
• Indicateurs correspondant aux caractéristiques du métal de l'outil.
• Paramètres géométriques des outils de tournage.
• Description numérique de la machine et méthodes de fixation de la pièce dessus.
• Propriétés paramétriques de l'objet traité.

Des difficultés peuvent survenir au stade de ladescriptions des données sources. En les réglant correctement, vous pouvez obtenir rapidement un calcul complexe et précis des conditions de coupe pour le tournage. Le programme peut contenir des inexactitudes dans le travail, mais elles sont moins importantes qu'avec une version mathématique manuelle.

Les conditions de coupe pour le tournage sont importantescaractéristique de conception qui détermine ses résultats. Avec les éléments, les outils et les liquides de refroidissement sont sélectionnés. Une sélection rationnelle complète de ce complexe est un indicateur de l'expérience d'un spécialiste ou de sa persévérance.