Uno de los métodos multifuncionales de procesamiento de metales es el torneado. Con su ayuda, se realizan acabados ásperos y finos en el proceso de fabricación o reparación de piezas. La optimización del proceso y el trabajo de calidad eficiente se logran mediante la selección racional de los datos de corte.
Características del proceso
El acabado de torneado se realiza en máquinas especiales con la ayuda de cortadores. Los principales movimientos son realizados por el husillo, que asegura la rotación del objeto fijado en él. Los movimientos de avance los realiza la herramienta, que está fijada en el calibre.
Los principales tipos de trabajos característicos incluyen: torneado frontal y perfilado, mandrinado, procesamiento de huecos y ranuras, recorte y corte, roscado. Cada uno de ellos va acompañado de los movimientos productivos del inventario correspondiente: fresas pasantes y de empuje, perfiladas, mandrinadas, cortantes, cortadoras y roscadoras. Una variedad de tipos de máquinasProcese objetos pequeños y muy grandes, superficies internas y externas, piezas de trabajo planas y voluminosas.
Elementos básicos de los modos
El modo de corte en torneado es un conjunto de parámetros para el funcionamiento de una máquina de corte de metales, destinados a lograr resultados óptimos. Estos incluyen los siguientes elementos: profundidad, avance, frecuencia y velocidad del husillo.
La profundidad es el grosor del metal eliminado por el cortador en una sola pasada (t, mm). Depende de la limpieza deseada y la rugosidad correspondiente. Con torneado en desbaste t=0,5-2 mm, con acabado - t=0,1-0,5 mm.
Avance: la distancia de movimiento de la herramienta en dirección longitudinal, transversal o rectilínea en relación con una revolución de la pieza de trabajo (S, mm / rev). Los parámetros importantes para su determinación son las características geométricas y cualitativas de la herramienta de torneado.
Velocidad del husillo: el número de revoluciones del eje principal al que se une la pieza de trabajo, realizadas durante un período de tiempo (n, rev / s).
Velocidad: el ancho del pasaje en un segundo con la profundidad y calidad especificadas, proporcionada por la frecuencia (v, m/s).
Fuerza de giro: un indicador del consumo de energía (P, N).
La frecuencia, la velocidad y la fuerza son los elementos interrelacionados más importantes del modo de corte en el torneado, que establecen tanto los indicadores de optimización para el acabado de un objeto en particular como el ritmo de toda la máquina.
Datos iniciales
Desde el punto de vista de un enfoque sistemático, el procesoEl torneado se puede considerar como el funcionamiento coordinado de los elementos de un sistema complejo. Estos incluyen: torno, herramienta, pieza de trabajo, factor humano. Por lo tanto, la efectividad de este sistema está influenciada por una lista de factores. Cada uno de ellos se tiene en cuenta cuando es necesario calcular el modo de corte para torneado:
- Características paramétricas del equipo, su potencia, tipo de control de rotación del husillo (paso o continuo).
- Método de fijación de la pieza de trabajo (utilizando una placa frontal, placa frontal y luneta, dos lunetas).
- Propiedades físicas y mecánicas del metal procesado. Se tienen en cuenta su conductividad térmica, dureza y resistencia, el tipo de virutas producidas y la naturaleza de su comportamiento en relación con el inventario.
- Características geométricas y mecánicas del cortador: dimensiones de las esquinas, soportes, radio de las esquinas, tamaño, tipo y material del borde de corte con conductividad térmica y capacidad calorífica apropiadas, tenacidad, dureza, resistencia.
- Parámetros de superficie especificados, incluidas su rugosidad y calidad.
Si todas las características del sistema se tienen en cuenta y se calculan racionalmente, es posible lograr la máxima eficiencia de su trabajo.
Criterios de rendimiento de torneado
Las piezas fabricadas con acabado de torneado suelen ser componentes de mecanismos responsables. Los requisitos se cumplen en base a tres criterios principales. Lo más importante es el máximo rendimiento.cada uno.
- Correspondencia de los materiales del cortador y el objeto que se está torneando.
- Optimización entre avance, velocidad y profundidad, máxima productividad y calidad de acabado: mínima rugosidad, precisión de forma, sin defectos.
- Coste mínimo de recursos.
El procedimiento para calcular el modo de corte durante el torneado se lleva a cabo con gran precisión. Hay varios sistemas diferentes para esto.
Métodos de cálculo
Como ya se mencionó, el modo de corte durante el torneado requiere tener en cuenta una gran cantidad de factores y parámetros diferentes. En el proceso de desarrollo tecnológico, numerosas mentes científicas han desarrollado varios complejos destinados a calcular los elementos óptimos de las condiciones de corte para diversas condiciones:
- Matemáticas. Implica un cálculo exacto según fórmulas empíricas existentes.
- Grafográfico. Combinación de métodos matemáticos y gráficos.
- Tabular. Selección de valores correspondientes a las condiciones de funcionamiento especificadas en tablas complejas especiales.
- Máquina. Uso del software.
El ejecutante elige el más adecuado según las tareas y el carácter masivo del proceso de producción.
Método matemático
Las condiciones de corte se calculan analíticamente durante el torneado. Existen fórmulas más y menos complejas. La elección del sistema está determinada por las características y la precisión requerida de los resultados.errores de cálculo y la propia tecnología.
La profundidad se calcula como la diferencia entre el grosor de la pieza de trabajo antes (D) y después del procesamiento (d). Para trabajo longitudinal: t=(D - d): 2; y para transversal: t=D - d.
La presentación admisible se determina paso a paso:
- números que proporcionan la calidad superficial requerida, Scher;
- avance específico de herramienta, Sp;
- valor del parámetro, teniendo en cuenta las características de fijación de la pieza, Sdet.
Cada número se calcula según las fórmulas correspondientes. La menor de las S recibidas se elige como avance real. También hay una fórmula general que tiene en cuenta la geometría de la fresa, los requisitos especificados para la profundidad y la calidad del torneado.
- S=(CsRyru): (t xφz2), mm/rev;
- donde Cs es la característica paramétrica del material;
- Ry – rugosidad especificada, µm;
- ru – radio de la punta de la herramienta de torneado, mm;
- tx – profundidad de torneado, mm;
- φz – ángulo en la parte superior del cortador.
Los parámetros de velocidad de rotación del husillo se calculan según varias dependencias. Uno de los fundamentales:
v=(CvKv): (Tmt xSy), m/min donde
- Cv: coeficiente complejo que resume el material de la pieza, el cortador y las condiciones del proceso;
- Kv – coeficiente adicional,caracterizando las características del torneado;
- Tm – vida útil de la herramienta, min;
- tx – profundidad de corte, mm;
- Sy – avance, mm/rev.
En condiciones simplificadas y con el fin de facilitar los cálculos, se puede determinar la velocidad de torneado de una pieza de trabajo:
V=(πDn): 1000, m/min, donde
n: velocidad del eje de la máquina, rpm
Capacidad utilizada del equipo:
N=(Pv): (60100), kW, donde
- donde P es la fuerza de corte, N;
- v – velocidad, m/min.
La técnica dada requiere mucho tiempo. Existe una amplia variedad de fórmulas de diversa complejidad. Muy a menudo, es difícil elegir los correctos para calcular las condiciones de corte durante el torneado. Aquí se da un ejemplo de los más versátiles.
Método de tabla
La esencia de esta opción es que los indicadores de los elementos están en las tablas normativas de acuerdo con los datos de origen. Hay una lista de libros de referencia que enumeran los valores de avance según las características paramétricas de la herramienta y la pieza de trabajo, la geometría del cortador y los indicadores de calidad de la superficie especificados. Hay normas separadas que contienen las restricciones máximas permitidas para varios materiales. Los coeficientes iniciales necesarios para calcular las velocidades también se encuentran en tablas especiales.
Esta técnica se utiliza por separado o simultáneamente con la analítica. Es cómodo y preciso.aplicación para la producción en serie simple de piezas, en talleres individuales y en el hogar. Te permite operar con valores digitales, utilizando un mínimo de esfuerzo e indicadores iniciales.
Métodos grafográficos y mecánicos
El método gráfico es auxiliar y se basa en cálculos matemáticos. Los resultados calculados de los avances se trazan en un gráfico, donde se dibujan las líneas de la máquina y el cortador y se determinan elementos adicionales a partir de ellas. Este método es un procedimiento complejo muy complicado, que es un inconveniente para la producción en masa.
Método de máquina: una opción precisa y asequible para torneros experimentados y novatos, diseñada para calcular las condiciones de corte al tornear. El programa proporciona los valores más precisos de acuerdo con los datos iniciales proporcionados. Deben incluir:
- Coeficientes que caracterizan el material de la pieza de trabajo.
- Indicadores correspondientes a las características del metal de la herramienta.
- Parámetros geométricos de las herramientas de torneado.
- Descripción numérica de la máquina y cómo fijar la pieza de trabajo en ella.
- Propiedades paramétricas del objeto procesado.
Pueden surgir dificultades en la etapa de descripción numérica de los datos iniciales. Configurándolos correctamente, puede obtener rápidamente un cálculo completo y preciso de las condiciones de corte para torneado. El programa puede contener imprecisiones de trabajo, pero son menos significativas que con la versión matemática manual.
El modo de corte durante el torneado es una característica de diseño importante que determina sus resultados. Junto con los elementos, se seleccionan herramientas y refrigerantes y lubricantes. Una selección racional completa de este complejo es un indicador de la experiencia de un especialista o su perseverancia.
