เครื่องมือกลึง| ลักษณะการทำงานของการตัดเฉือน

บทความนี้จะอธิบายเกี่ยวกับเครื่องมือกลึง

(บทความนี้คัดมาจากบทที่ 3 ส่วนที่ 3 Turning Tool ของ "ลักษณะเฉพาะของการตัดเฉือนและกรณีการใช้งานจริง")

2. เครื่องมือกลึงแบบถอดเปลี่ยนได้

(1) องค์ประกอบของเครื่องมือกลึงแบบถอดเปลี่ยนได้

เครื่องมือกลึงแบบถอดเปลี่ยนได้เป็นเครื่องมือกลึงแบบจับยึดด้วยเครื่องจักรโดยใช้ใบมีดแบบถอดเปลี่ยนได้ รูป 3-20 แสดงส่วนประกอบของเครื่องมือกลึงแบบถอดเปลี่ยนได้ แผ่นชิมเครื่องมือ 1 และใบมีด 2 ติดตั้งอยู่บนส่วนจับยึด 3 ของตัวจับยึดเครื่องมือ ใบมีดถูกกดลงบนพื้นผิวรองรับที่จะยึด และจะได้มุมด้านหน้าและด้านหลังของเครื่องมือกลึงหลังจากติดตั้งใบมีดในร่องตัวจับยึดเครื่องมือ หลังจากที่คมตัดด้านหนึ่งทื่อแล้ว สามารถเลื่อนไปยังคมตัดใหม่ที่อยู่ติดกันได้อย่างรวดเร็ว และงานสามารถดำเนินต่อไปได้จนกว่าคมตัดทั้งหมดบนใบมีดจะทื่อ และใบมีดสามารถถูกทิ้งและรีไซเคิลได้ หลังจากเปลี่ยนใบมีดใหม่แล้ว เครื่องมือกลึงยังสามารถทำงานต่อไปได้

รูปภาพ

รูปภาพ 3-20 ส่วนประกอบของเครื่องมือกลึงแบบถอดเปลี่ยนได้

1—ชิม 2—เม็ดมีด 3—ตัวจับยึด 4—อาร์เบอร์

1. ข้อดีของเครื่องมือที่จัดทำดัชนีได้

เมื่อเทียบกับเครื่องมือกลึงเชื่อมแล้ว เครื่องมือกลึงแบบถอดเปลี่ยนได้มีข้อดีดังต่อไปนี้:

(1) อายุการใช้งานเครื่องมือสูง เนื่องจากใบมีดหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องที่เกิดจากการเชื่อมที่อุณหภูมิสูงและการลับคม พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเครื่องมือจึงรับประกันได้อย่างสมบูรณ์โดยใบมีดและร่องของตัวจับยึดเครื่องมือ และประสิทธิภาพการตัดจะคงที่ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ

(2) ประสิทธิภาพการผลิตสูง เนื่องจากผู้ควบคุมเครื่องจักรไม่ได้ลับคมเครื่องมืออีกต่อไป เวลาเสริม เช่น การหยุดเครื่องจักรและการเปลี่ยนเครื่องมือจึงลดลงอย่างมาก

(3) เอื้อต่อการส่งเสริมเทคโนโลยีใหม่และกระบวนการใหม่ เครื่องมือกลึงแบบถอดเปลี่ยนได้เอื้อต่อการส่งเสริมวัสดุเครื่องมือใหม่ๆ เช่น การเคลือบผิวและเซรามิก

(4) เป็นประโยชน์ในการลดต้นทุนเครื่องมือ แถบเครื่องมือมีอายุการใช้งานยาวนาน และลดการใช้และสินค้าคงคลังของแถบเครื่องมือลงอย่างมาก ทำให้การจัดการเครื่องมือง่ายขึ้น และลดต้นทุนของเครื่องมือ

เนื่องจากข้อได้เปรียบข้างต้น เครื่องมือตัดแบบถอดเปลี่ยนได้จึงได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นโครงการส่งเสริมระดับชาติ ซึ่งเป็นทิศทางการพัฒนาเครื่องมือตัด

2. การเลือกเม็ดมีดแบบถอดเปลี่ยนได้

เม็ดมีดแบบถอดเปลี่ยนได้เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของเครื่องมือตัดแบบถอดเปลี่ยนได้ต่างๆ การเลือกและการใช้เม็ดมีดแบบถอดเปลี่ยนได้อย่างถูกต้องเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบอย่างมีเหตุผลและการใช้เครื่องมือตัดแบบถอดเปลี่ยนเม็ดมีดได้ การเลือกเม็ดมีด ได้แก่ วัสดุ รูปทรง และขนาด ฯลฯ วัสดุเม็ดมีด เลือกอ้างอิงจากส่วนแรกของบทนี้

(1) การเลือกรูปร่าง เมื่อเลือกรูปร่างของใบมีด จะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ลักษณะของกระบวนการแปรรูป รูปร่างของชิ้นส่วน อายุการใช้งานของเครื่องมือ และอัตราการใช้ประโยชน์ของใบมีดเป็นหลัก ในบรรดาเม็ดมีดประเภทต่างๆ ที่ใช้บ่อยที่สุด เม็ดมีดรูปสามเหลี่ยมใช้สำหรับวงกลมภายนอก 90 องศา เครื่องมือกลึงปาดหน้า เครื่องมือกลึงรู และเครื่องมือกลึงเกลียว 60 องศา เนื่องจากมุมปลายจมูกเครื่องมือมีขนาดเล็ก ความแข็งแรงจึงต่ำ อายุการใช้งานเครื่องมือต่ำ แต่แรงในแนวรัศมีมีขนาดเล็ก จึงเหมาะสำหรับเม็ดมีดสามเหลี่ยม 8 องศาและสามเหลี่ยมนูนภายใต้สภาวะที่มีความแข็งแกร่งต่ำของระบบกระบวนการ มุมคมเพิ่มขึ้นเป็น 82 องศา และ 80 องศา เมื่อใช้ใบมีดชนิดนี้ในการผลิตหัวกัดออฟเซ็ต 90 องศา ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของใบมีด แต่ยังช่วยลดพื้นที่ที่เหลือของพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผล ซึ่งเป็นประโยชน์ในการลดค่าความหยาบของพื้นผิว เม็ดมีดรูปสี่เหลี่ยมทั่วไปเหมาะสำหรับเครื่องมือกลึงนอก เครื่องมือกลึงหน้าสุดท้าย และเครื่องมือกลึงรูที่มีมุมนำ 45 องศา 60 องศา และ 75 องศา ปรับปรุงความแข็งแรงของใบมีดและอายุการใช้งานของเครื่องมือ เมื่อจำนวนขอบของใบมีดเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของปลายใบมีดจะเพิ่มขึ้น และอัตราการใช้งานของใบมีดจะเพิ่มขึ้น แต่แรงต้าน Fp จะเพิ่มขึ้นตามลำดับ และตำแหน่งที่เครื่องมือกลึงสามารถเข้าถึงได้เมื่อทำงาน มีจำกัด มุมขอบของใบมีดคือ 108 องศา และความแข็งแรงและอายุการใช้งานดี อย่างไรก็ตาม เหมาะสำหรับกรณีที่ระบบกระบวนการมีความแข็งแกร่งดีเท่านั้น และไม่สามารถใช้เป็นเครื่องมือกลึงวงนอกและส่วนปลายได้ ใบมีดรูปทรงอื่นๆ เช่น สี่เหลี่ยมด้านขนานและสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ใช้สำหรับกลึงขึ้นรูปและกลึง CNC ใบมีดกลมสามารถใช้สำหรับการกลึงพื้นผิวโค้งและการขึ้นรูป ก๋วยเตี๋ยวและรถชั้นดี

(2) การเลือกขนาดเม็ดมีด การเลือกขนาดเม็ดมีด รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางวงกลมที่เขียนไว้ (หรือความยาวด้านข้าง) ความหนา รัศมีส่วนโค้งของปลายเครื่องมือ ฯลฯ การเลือกความยาวด้านข้างจะพิจารณาจากความยาวของคมตัดหลักเป็นหลัก (Lse) , การกลึงหยาบ ความยาวด้าน L=(1.5~2) Lse เหมาะสำหรับการตัดเฉือน และ L=(3~4) Lse เหมาะสำหรับการเก็บผิวละเอียด การเลือกความหนาของใบมีดจะคำนึงถึงความแข็งแรงของใบมีดเป็นหลัก พยายามเลือกความหนาที่น้อย การเลือกใบมีดและรัศมีของส่วนโค้งจมูกเครื่องมือควรคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น ความหยาบของพื้นผิวที่ตัดเฉือนและความแข็งแกร่งของระบบกระบวนการ

3. โครงสร้างทั่วไปของการหนีบใบมีด

ลักษณะเฉพาะของเครื่องมือกลึงที่ถอดเปลี่ยนได้จะสะท้อนให้เห็นในการเปลี่ยนคมตัดโดยการทำดัชนีเม็ดมีด และการเปลี่ยนเม็ดมีดใหม่หลังจากที่คมตัดทื่อทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ การจับยึดเม็ดมีดจึงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

(1) ความแม่นยำของตำแหน่งสูง หลังจากจัดทำดัชนีใบมีดหรือเปลี่ยนใบมีดใหม่แล้ว การเปลี่ยนตำแหน่งของปลายเครื่องมือควรอยู่ในช่วงที่อนุญาตโดยความแม่นยำของชิ้นส่วน

(2) ใบมีดถูกยึดอย่างแน่นหนา ตัวจับยึดควรกดใบมีดเข้ากับพื้นผิวตำแหน่ง ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวสัมผัสของใบมีด แผ่นรองเครื่องมือ และตัวจับยึดเครื่องมือแนบชิดกันเพื่อทนต่อแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือน อย่างไรก็ตาม แรงหนีบไม่ควรมากเกินไป และการกระจายแรงเค้นควรสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงการกดทับใบมีด ;

(3) การขจัดเศษเป็นไปอย่างราบรื่น ที่ดีที่สุดคือไม่มีสิ่งกีดขวางที่ด้านหน้าของใบมีดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการคายเศษที่ราบรื่นและสังเกตได้ง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหัวกัดรู ไม่ควรเลือกใช้ชนิดแรงดันขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้เศษเข้าไปพัวพันและเกิดรอยขีดข่วนกับพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผล

(4) ใช้งานง่าย สะดวกและรวดเร็วในการเปลี่ยนคมตัดและเปลี่ยนใบมีดใหม่ โครงสร้างของเครื่องมือขนาดเล็กควรมีขนาดกะทัดรัด เมื่อตรงตามข้อกำหนดข้างต้น โครงสร้างควรเรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และง่ายต่อการผลิตและใช้งาน

มีการแนะนำโครงสร้างทั่วไปหลายอย่างด้านล่าง:

(1) การแคลมป์แบบคันโยกดังที่แสดงในรูป 3-21a เป็นโครงสร้างแบบแท่งตรง เมื่อขันสกรู 6 เข้าที่ ปลายด้านล่างของคันโยก 2 จะถูกกด และคันโยกจะเอียงโดยให้ทรงกระบอกรูปดรัมอยู่ตรงกลางเป็นจุดศูนย์กลาง ทรงกระบอกกดใบมีดเข้ากับตำแหน่งสองด้านของร่องมีดและยึดไว้ และแป้นมีด 3 อยู่ในตำแหน่งด้วยปลอกสปริง 1 เมื่อปล่อยใบมีด แป้นมีดจะรักษาตำแหน่งเดิมโดยความตึงของใบมีด ปลอกสปริงและจะไม่คลายออก รูปที่ 3-21b เป็นโครงสร้างแท่งตรงเช่นกัน ความแตกต่างคือปลายล่างของคันโยก 2 ถูกดันโดยกรวยสกรู และโครงสร้างแท่งโค้งแสดงในรูปที่ 3-21c ใบมีด 4 ถูกยึดโดยแกนโค้ง 2 ผ่านสกรู 6 และแกนโค้ง 2 แกนหมุนโดยมีส่วนนูนที่มุมเป็นจุดศูนย์กลาง และสปริง 7 จะดีดกลับแกนโค้งเพื่อคลายใบมีดหลังจากคลายสกรู 6 ในหมู่พวกเขามีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างผนังด้านในของปลอกสปริงและแกนโค้งซึ่งสะดวกสำหรับแกนโค้งที่จะแกว่งในนั้น

รูปภาพ
รูปภาพ 3-21 การหนีบแบบก้านโยก

กลไกการจับยึดแกนโค้งชนิดนี้ง่ายต่อการรับรู้ตำแหน่งของใบมีดทั้งสองด้าน เนื่องจากความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูง ทิศทางแรงที่เหมาะสมของใบมีด การยึดที่เชื่อถือได้ หัวตัดขนาดเล็ก การโหลดและการขนถ่ายที่ยืดหยุ่น ใบมีดและการใช้งานที่สะดวก รูปแบบการหนีบที่ดีขึ้น ข้อเสียคือโครงสร้างซับซ้อนและผลิตยาก

(2) การยึดสลักลิ่ม ดังที่แสดงในรูป 3-22 ใบมีด 2 อยู่ในรูข้างเพลาพิน 3 เมื่อกดลิ่ม 4 ลง ใบมีดจะถูกดันเข้ากับเพลาพิน 3 และ เมื่อคลายสกรู 5 แล้ว แหวนสปริง 6 จะยกลิ่มขึ้นโดยอัตโนมัติ โครงสร้างนี้มีแรงจับยึดขนาดใหญ่และเรียบง่ายและสะดวก แต่ความแม่นยำของตำแหน่งต่ำ และแรงบนใบมีดจะไม่สม่ำเสมอระหว่างการจับยึด

รูปภาพ
รูป 3-22 การหนีบลิ่ม
1—แผ่นชิม 2—ใบมีด 3—พิน 4—ลิ่ม 5—สกรู 6—แหวนรองสปริง

(3) การยึดสกรูแบบเยื้องศูนย์ ดังแสดงในรูปที่ 3-23 คือโครงสร้างการยึดแบบสลักเกลียวแบบเยื้องศูนย์กลาง ใช้สกรูประหลาดเป็นเพลาหมุน และปลายด้านบนของสกรูเป็นหมุดทรงกระบอกประหลาด ความเยื้องศูนย์กลางคือ e เมื่อหมุนสกรูประหลาด 1 สกรูประหลาดจะยึดหรือคลายใบมีด นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนสกรูเป็นเพลาทรงกระบอกได้ แต่พินสกรูเยื้องศูนย์จะใช้ประสิทธิภาพการล็อคเกลียวในตัวเองเพื่อเพิ่มความสามารถในการป้องกันการคลายตัว โครงสร้างการจับยึดชนิดนี้ทำได้ง่ายและใช้งานง่าย ข้อเสียเปรียบหลักคือยากต่อความสมดุลของแรงหนีบทั้งสองด้าน เมื่อจำเป็นต้องใช้สองด้านของท่อเพื่อจัดตำแหน่งและยึดใบมีด เกณฑ์ความเผื่อของมุมการหมุนของเพลาหมุนจะต้องมีขนาดเล็กมาก ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผลสำเร็จภายใต้ความแม่นยำในการผลิตทั่วไป ดังนั้นในความเป็นจริงแล้ว มักจะถูกหนีบด้านเดียว และใบมีดภายใต้แรงกระแทกและการสั่นสะเทือน คลายได้ง่าย โครงสร้างนี้เหมาะสำหรับการตัดอย่างต่อเนื่องและราบรื่น
รูปภาพ
รูปที่ 3-23 การขันสกรูเยื้องศูนย์

1—สกรูประหลาด 2—แผ่นชิมมีด 3—ใบมีด 4—ก้านมีด

(4) ที่หนีบดันขึ้น โครงสร้างการจับยึดสามแบบข้างต้นเหมาะสำหรับใบมีดที่มีรูเท่านั้น สำหรับใบมีดที่ไม่มีรู โดยเฉพาะอย่างยิ่งใบมีดที่มีมุมด้านหลัง จำเป็นต้องมีโครงสร้างการจับยึดแบบดันขึ้น (ดูรูปที่ 3-24) โครงสร้างนี้มีแรงจับยึดสูง มั่นคงและเชื่อถือได้ จับยึดสะดวก และผลิตได้ง่าย สำหรับใบมีดที่มีรู สามารถใช้การผสมผสานระหว่างการวางตำแหน่งพินและการแคลมป์ดันขึ้นด้านบนได้ ข้อเสียเปรียบหลักคือขนาดของหัวตัดที่ใหญ่กว่า

รูปภาพ
รูปที่ 3-24 การหนีบดันขึ้น

1—เพลาพิน 2—แผ่นชิมมีด 3—ใบมีด 4—แผ่นดัน 5—แผ่นดันรูเรียว 6—สกรู 7—ตะปูหนุน 8—สปริง

(5) การหนีบแผ่นดึง หลักการของการยึดแผ่นดึงคือการสร้างแรงส่วนประกอบบนพื้นผิวที่ลาดเอียงของรูเรียวของแผ่นรองผ่านสกรูหัวทรงกรวย บังคับให้แผ่นรองขับเคลื่อนใบมีดเพื่อกดกับพื้นผิวตำแหน่งทั้งสองด้าน แผ่นถูกยึด องค์ประกอบคือแผ่นชิมเครื่องมือซึ่งเป็นแบบสองวัตถุประสงค์ โครงสร้างนี้เรียบง่ายและกะทัดรัด พร้อมตัวหนีบที่มั่นคง ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งสูง ช่วงการปรับขนาดใหญ่ และการขจัดเศษที่ไม่มีสิ่งกีดขวาง ข้อเสียคือร่องเลื่อนของแผ่นดึงไม่ควรยาวเกินไป โดยทั่วไปคือ 3~5 มม. มิฉะนั้น ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งของด้านการวางตำแหน่งจะลดลง นอกจากนี้ ความแข็งแกร่งของหัวกัดยังอ่อน จึงไม่เหมาะสำหรับการกัดหยาบ ดังแสดงในรูปที่ 3-25

รูปภาพ

รูปที่ 3-25 การดึงแผ่นหนีบ
1—แผ่นดึง 2—ใบมีด 3—เพลาพิน 4—สกรูปลายเตเปอร์

(6) การยึดใบมีดด้วยสกรูหัวจมตามที่แสดงในรูปที่ 3-26 โดยตรง โครงสร้างนี้มีขนาดกะทัดรัด กระบวนการผลิตไม่ซับซ้อน การยึดจับเชื่อถือได้ และขนาดของหัวตัดสามารถทำให้เล็กลงได้ ความแม่นยำของตำแหน่งรับประกันโดยพื้นผิวการวางตำแหน่งของตัวหัวกัด ซึ่งเหมาะสำหรับกรณีที่มีความต้องการพื้นที่เศษและขนาดของหัวกัด เช่น หัวกัดรูมักจะใช้โครงสร้างนี้

รูปภาพ