Tutkimus poraus- ja jyrsintäkoneistuskeskuksen kierteenkäsittelytekniikasta
Jan 17, 2024
Tietyssä työstöprosessissa on tavallista kohdata osia, joita ei voida työstää sorvin päällä, ja tällöin kierteet on työstettävä koneistuskeskuksessa. Yleisesti ottaen koneistuksen tehokkuuden ja laadun parantamiseksi manuaalista kierteitystä voidaan käyttää suoraan halkaisijaltaan pienempien osien työstämiseen. Hieman halkaisijaltaan suurempien osien työstämiseen voidaan käyttää porauskonetta, jossa on hana. Kun kappaleen halkaisija on suurempi, työstettäväksi tulee valita poraus- ja jyrsintätyöstökeskus.
1. Yleiskatsaus työstötyökaluihin
1.1 Yleisten työkalujen valinta
Koneistusprosessissa on yleisesti nähtävissä kahdenlaisia leikkaustyökaluja: itsetehdyt kierreporausleikkurit ja erikoiskierremonihampaiset jyrsimet.
Niistä itse valmistetuilla kierreleikkureilla voidaan tehdä vastaavia poraleikkureita ja työkalun asetusmalleja lankaleikkauskoneilla tarvittavien kierteiden ominaisuuksien mukaan. Koska kotitekoisia lankaporausleikkureita voidaan valmistaa joillakin käytöstä poistetuilla leikkaustyökaluilla ja ne voidaan räätälöidä tarpeiden mukaan, ne pystyvät käsittelemään erityyppisiä ja -jakoisia lankoja saavuttaen tavoitteen alhaisella hinnalla ja hyvällä käytännöllisyydellä. On kuitenkin myös joitakin puutteita, kuten alhainen prosessointitehokkuus, helppo kuluminen ja työkalun rikkoutuminen jne. Tällä hetkellä kotitekoisia kierreporausleikkureita käytetään yleensä pienierätuotannossa. Erikoistuneen kierremonihampaisen jyrsimen valmistamilla osilla on hyvä laatu ja korkea hyötysuhde, ja ne voivat täyttää tuotantovaatimukset kulutuskestävyyden ja leikkausnopeuden suhteen. Koska leikkuutyökalut on koottu, terät voidaan vaihtaa myöhempää käyttöä varten, kun terät ovat vaurioituneet. Tällaisilla leikkaustyökaluilla on kuitenkin korkeat käyttökustannukset ja spesifisyys, ja ne soveltuvat vain suurten osien massatuotantoon.
1.2 Jyrsimen halkaisijan valinta
Jyrsimen halkaisijaa valittaessa on otettava huomioon useita tekijöitä, mukaan lukien tuotannon tehokkuus, osien koneistustarkkuus ja taloudellinen tehokkuus. Jos tarkastellaan vain tuotannon tehokkuutta, niin luonnollisesti mitä suurempi jyrsimen halkaisija on, sitä parempi, koska jyrsimen halkaisija edustaa suoraan työkalun jäykkyyttä ja työstönopeutta. Osien työstötarkkuuden kannalta on tarpeen valita halkaisijaltaan pienempi jyrsin, koska myös jyrsimen pienempää halkaisijaa vastaava leikkausvoima on pienempi, mikä voi varmistaa kappaleen kierteen laadun. Valitsemme sisäkierteiden työstöön halkaisijaltaan pienemmän jyrsimen, joka on huomattavasti parempi kuin halkaisijaltaan suuremman jyrsimen käyttö. Taloudellisesta näkökulmasta on tarpeen valita käsiteltyjen osien todellisen tilanteen mukaan käsittelytehokkuuden parantamiseksi ja tuotantokustannusten alentamiseksi
2. Lankojen käsittely
2.1 Kierteiden poraus porakoneisiin
Kierteiden porausmenetelmällä porakoneella on itse asiassa monia yhtäläisyyksiä tavallisen sorvin kierteiden käsittelyyn, mutta näiden kahden välillä on myös joitain eroja. Kierteiden käsittely tavallisella sorvilla vaatii monia lisävarusteita, kuten vaihtopyörän ja yleisen poraustyökalun pidikkeen. Näitä lisävarusteita ei kuitenkaan enää tarvita porattaessa kierteitä työstökoneeseen. On myös mahdollista asettaa itsenäisesti syöttönopeus per kierros tai syöttönopeus minuutissa minkä tahansa nousun kierteiden käsittelemiseksi. Tällä käsittelymenetelmällä on kuitenkin myös omat rajoituksensa. Työstöprosessin aikana kaikki porakoneen kierteiden poraamiseen käytetyt poraleikkurit ovat itse valmistettuja, mikä vaikeuttaa syöttömäärän varmistamista joka kerta, mikä johtaa usein romuun.
1. Yleiskatsaus työstötyökaluihin
1.1 Yleisten työkalujen valinta
Koneistusprosessissa on yleisesti nähtävissä kahdenlaisia leikkaustyökaluja: itsetehdyt kierreporausleikkurit ja erikoiskierremonihampaiset jyrsimet.
Niistä itse valmistetuilla kierreleikkureilla voidaan tehdä vastaavia poraleikkureita ja työkalun asetusmalleja lankaleikkauskoneilla tarvittavien kierteiden ominaisuuksien mukaan. Koska kotitekoisia lankaporausleikkureita voidaan valmistaa joillakin käytöstä poistetuilla leikkaustyökaluilla ja ne voidaan räätälöidä tarpeiden mukaan, ne pystyvät käsittelemään erityyppisiä ja -jakoisia lankoja saavuttaen tavoitteen alhaisella hinnalla ja hyvällä käytännöllisyydellä. On kuitenkin myös joitakin puutteita, kuten alhainen prosessointitehokkuus, helppo kuluminen ja työkalun rikkoutuminen jne. Tällä hetkellä kotitekoisia kierreporausleikkureita käytetään yleensä pienierätuotannossa. Erikoistuneen kierremonihampaisen jyrsimen valmistamilla osilla on hyvä laatu ja korkea hyötysuhde, ja ne voivat täyttää tuotantovaatimukset kulutuskestävyyden ja leikkausnopeuden suhteen. Koska leikkuutyökalut on koottu, terät voidaan vaihtaa myöhempää käyttöä varten, kun terät ovat vaurioituneet. Tällaisilla leikkaustyökaluilla on kuitenkin korkeat käyttökustannukset ja spesifisyys, ja ne soveltuvat vain suurten osien massatuotantoon.
1.2 Jyrsimen halkaisijan valinta
Jyrsimen halkaisijaa valittaessa on otettava huomioon useita tekijöitä, mukaan lukien tuotannon tehokkuus, osien koneistustarkkuus ja taloudellinen tehokkuus. Jos tarkastellaan vain tuotannon tehokkuutta, niin luonnollisesti mitä suurempi jyrsimen halkaisija on, sitä parempi, koska jyrsimen halkaisija edustaa suoraan työkalun jäykkyyttä ja työstönopeutta. Osien työstötarkkuuden kannalta on tarpeen valita halkaisijaltaan pienempi jyrsin, koska myös jyrsimen pienempää halkaisijaa vastaava leikkausvoima on pienempi, mikä voi varmistaa kappaleen kierteen laadun. Valitsemme sisäkierteiden työstöön halkaisijaltaan pienemmän jyrsimen, joka on huomattavasti parempi kuin halkaisijaltaan suuremman jyrsimen käyttö. Taloudellisesta näkökulmasta on tarpeen valita käsiteltyjen osien todellisen tilanteen mukaan käsittelytehokkuuden parantamiseksi ja tuotantokustannusten alentamiseksi
2. Lankojen käsittely
2.1 Kierteiden poraus porakoneisiin
Kierteiden porausmenetelmällä porakoneella on itse asiassa monia yhtäläisyyksiä tavallisen sorvin kierteiden käsittelyyn, mutta näiden kahden välillä on myös joitain eroja. Kierteiden käsittely tavallisella sorvilla vaatii monia lisävarusteita, kuten vaihtopyörän ja yleisen poraustyökalun pidikkeen. Näitä lisävarusteita ei kuitenkaan enää tarvita porattaessa kierteitä työstökoneeseen. On myös mahdollista asettaa itsenäisesti syöttönopeus per kierros tai syöttönopeus minuutissa minkä tahansa nousun kierteiden käsittelemiseksi. Tällä käsittelymenetelmällä on kuitenkin myös omat rajoituksensa. Työstöprosessin aikana kaikki porakoneen kierteiden poraamiseen käytetyt poraleikkurit ovat itse valmistettuja, mikä vaikeuttaa syöttömäärän varmistamista joka kerta, mikä johtaa usein romuun.
Kuvio 1
2.2 Jyrsintäkierteet poraus- ja jyrsintätyöstökeskuksissa
Yleinen menetelmä kierteiden käsittelyyn koneistuskeskuksissa on kierteiden jyrsintä, joka tuottaa osia vakaalla laadulla ja tiukoilla mittavaatimuksilla. Me kaikki tiedämme, että kierteiden jyrsintä suoritetaan kierteiden interpoloinnilla. Toisin sanoen kierteiden jyrsintäprosessi on itse asiassa prosessi, jossa käytetään kierrejyrsintä jyrsimiseen spiraaliinterpolaatiorataa pitkin. Kierteiden jyrsinnän prosessointirata voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: tuontisegmentti, kierteen käsittelysykli ja vientisegmentti. Kierteitä koneistettaessa leikkuutyökalu on tuotava suoraan sisään sen sijaan, että se on tuotava sisään. Yleisesti ottaen käytämme lineaarista tai 1/4 kaarileikkausta. On tärkeää löytää kiinteä kohta ennen lisäämistä. Kun saamme tuontiprosessin valmiiksi, voimme havaita, että työkalu on saavuttanut säikeiden käsittelyn aloituspisteen. Suoritamme myös täydellisen kierteen interpoloinnin työkappaleelle täällä ja suoritamme sitten kierteen jyrsinnän. Jakotyöstön jälkeen toista edellinen koneistus, kunnes vastaava kierrepituus on valmis koneistusvaatimusten mukaisesti. Tässä prosessissa on tärkeää huomata, että ohjelmoinnin pituuden on oltava säikeen kokonaislukukerrannainen. Kun jyrsintäkierteen pituus on valmis, työkalu on saatava nopeasti poistumaan kierteestä, jotta vältytään löysiltä kierteiltä. Viennin ja tuonnin aikana kaikki ominaisuudet ovat samat, paitsi vastakkaiseen suuntaan. Kuva 2 havainnollistaa kierteiden jyrsintäprosessia:
Yleinen menetelmä kierteiden käsittelyyn koneistuskeskuksissa on kierteiden jyrsintä, joka tuottaa osia vakaalla laadulla ja tiukoilla mittavaatimuksilla. Me kaikki tiedämme, että kierteiden jyrsintä suoritetaan kierteiden interpoloinnilla. Toisin sanoen kierteiden jyrsintäprosessi on itse asiassa prosessi, jossa käytetään kierrejyrsintä jyrsimiseen spiraaliinterpolaatiorataa pitkin. Kierteiden jyrsinnän prosessointirata voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: tuontisegmentti, kierteen käsittelysykli ja vientisegmentti. Kierteitä koneistettaessa leikkuutyökalu on tuotava suoraan sisään sen sijaan, että se on tuotava sisään. Yleisesti ottaen käytämme lineaarista tai 1/4 kaarileikkausta. On tärkeää löytää kiinteä kohta ennen lisäämistä. Kun saamme tuontiprosessin valmiiksi, voimme havaita, että työkalu on saavuttanut säikeiden käsittelyn aloituspisteen. Suoritamme myös täydellisen kierteen interpoloinnin työkappaleelle täällä ja suoritamme sitten kierteen jyrsinnän. Jakotyöstön jälkeen toista edellinen koneistus, kunnes vastaava kierrepituus on valmis koneistusvaatimusten mukaisesti. Tässä prosessissa on tärkeää huomata, että ohjelmoinnin pituuden on oltava säikeen kokonaislukukerrannainen. Kun jyrsintäkierteen pituus on valmis, työkalu on saatava nopeasti poistumaan kierteestä, jotta vältytään löysiltä kierteiltä. Viennin ja tuonnin aikana kaikki ominaisuudet ovat samat, paitsi vastakkaiseen suuntaan. Kuva 2 havainnollistaa kierteiden jyrsintäprosessia:
Kuva 2 Kierteen jyrsin ja sen koneistuskaavio
2.3 Jyrsintäkierteiden edut
Perinteisessä kierteenkäsittelyssä käytetään yleensä meisti-, tapit- ja sorvausmenetelmiä. Sorvatut kierteet ovat kuitenkin helposti todellisen tuotannon rajoittamia, mikä vaikeuttaa halkaisijaltaan suurien kierteiden ja ohuiden akselikierteiden vaatimusten täyttämistä. Kierteen nopeus on suhteellisen hidas kierteitysprosessin aikana ja käänteisleikkauksen tarpeen vuoksi tuotannon tehokkuus laskee entisestään. Die ei vain hukkaa työvoimaa ja aineellisia resursseja, vaan sillä on myös alhainen tuotannon tehokkuus. Sitä vastoin kierteiden jyrsintä poraus- ja jyrsintätyöstökeskuksissa ei ole helposti ulkopuolisten esineiden rajoittama, ja työstötehokkuus on myös suhteellisen korkea.
Kierteen jyrsinnässä kierrejyrsin pienestä takasyötöstä ja suhteellisen suuresta karan nopeudesta johtuen jyrsinnän aikana syntyneet rautaviilat voivat nopeasti lentää pois työpinnalta, mikä parantaa työkappaleen pinnan laatua. Lisäksi voimme muuttaa syöttönopeutta ja nopeutta todellisen tilanteen mukaan hallitaksemme työkappaleen pinnan laatua. Kierteitä jyrsinnässä jokaisella työkalulla on sädekorjausarvo. Siksi voimme käsitellä työstettävät kierteet joko loppuun kerralla tai muokata työkalun kompensointiarvoa vaiheittain, jotta osakoon tarkkuutta voidaan edelleen valvoa, kunnes se täyttää tuotantovaatimukset. Lisäksi erityisessä kierteenkäsittelyprosessissa kierrejyrsintä voidaan käyttää vasenkätisten, oikeanpuoleisten, sisäkierteiden ja ulkokierteiden käsittelyyn erikseen. Jos kierteitykseen valitaan kierre tai meisti ja käsiteltyjen osien halkaisija on erilainen, on valittava vastaava halkaisija hanan tai muotin. Tästä voidaan nähdä, että kierteen jyrsinnässä on pienempi voima ja parempi työkalumateriaali, mikä vähentää käytön aikana kulumista. Siksi monimutkaisten osien käsittelylankojen tuotantotehokkuus on huomattavasti korkeampi kuin muiden käsittelymenetelmien. Perinteisiin kierteiden jyrsintämenetelmiin verrattuna sillä on suuria etuja koneistuksen tarkkuudessa ja tehokkuudessa, eikä sitä rajoita kierteen rakenne ja kierteen suunta koneistuksen aikana. Sillä voidaan saavuttaa kuivaleikkaus, raskaan kuorman leikkaaminen, vaikeasti koneistettavan materiaalin leikkaaminen ja erittäin nopea leikkaus (jopa 400 m/min nopeudella), korkealla käsittelyteholla ja pinnan karheudella Ra0. 4 μM. Se voi käsitellä kaikkia materiaaleja, työstää minkä tahansa kierteen halkaisijan samalla nousulla, toimia umpirei'issä ja läpimenevissä rei'issä ja voi käsitellä kierteitä minkä tahansa sovitus-, toleranssi- tai asentovaatimusten mukaan.
2.4 Varotoimet kierteiden jyrsinnässä
Ennen kierteen jyrsimistä on tarpeen tehdä kohtuullinen leikkaustyökalun ja terän kokovalinta ja määrittää kohtuullinen työkalun kulkujen määrä ja kohtuullinen takaisinleikkausmäärä todellisen tilanteen perusteella. Jos varmistetaan, että koneistus tehdään kerralla loppuun, työkalun jatkepituus tulee olla hyvin hallinnassa, jotta vältetään työkalun vaurioituminen riittämättömän jäykkyyden vuoksi. Työstöprosessin aikana on vältettävä leikkaustyökalujen löystymistä, kiinnitettävä huomiota työkalujen jäähdytykseen ja vältettävä työkalujen jatkuvan kitkan aiheuttamia vaurioita. Lopuksi ennen langan jyrsimistä on ensin koneistettava kierteen alareikä. Kun pohjareiän halkaisija on pieni, käytä työstöön poranterää ja kun halkaisija on suuri, käytä jyrsintään päätyjyrsintä tai porausjyrsintä.
3. Johtopäätös
Joihinkin monimutkaisiin kierteiden käsittelyongelmiin, joita ei voida käsitellä sorvilla, on mahdollista käyttää poraus- ja jyrsintäkoneistuskeskusta kierteiden jyrsimiseen. Kierteiden jyrsintä poraus- ja jyrsintätyöstökeskuksessa voi varmistaa kierteiden käsittelyn laatu- ja kokovaatimukset. Koko prosessilla on korkea työtehokkuus ja alhaiset vaadittavat kustannukset, mikä tekee siitä kätevän kaikkien kierteiden käsittelyyn, ja sillä on laaja valikoima sovelluksia.
Perinteisessä kierteenkäsittelyssä käytetään yleensä meisti-, tapit- ja sorvausmenetelmiä. Sorvatut kierteet ovat kuitenkin helposti todellisen tuotannon rajoittamia, mikä vaikeuttaa halkaisijaltaan suurien kierteiden ja ohuiden akselikierteiden vaatimusten täyttämistä. Kierteen nopeus on suhteellisen hidas kierteitysprosessin aikana ja käänteisleikkauksen tarpeen vuoksi tuotannon tehokkuus laskee entisestään. Die ei vain hukkaa työvoimaa ja aineellisia resursseja, vaan sillä on myös alhainen tuotannon tehokkuus. Sitä vastoin kierteiden jyrsintä poraus- ja jyrsintätyöstökeskuksissa ei ole helposti ulkopuolisten esineiden rajoittama, ja työstötehokkuus on myös suhteellisen korkea.
Kierteen jyrsinnässä kierrejyrsin pienestä takasyötöstä ja suhteellisen suuresta karan nopeudesta johtuen jyrsinnän aikana syntyneet rautaviilat voivat nopeasti lentää pois työpinnalta, mikä parantaa työkappaleen pinnan laatua. Lisäksi voimme muuttaa syöttönopeutta ja nopeutta todellisen tilanteen mukaan hallitaksemme työkappaleen pinnan laatua. Kierteitä jyrsinnässä jokaisella työkalulla on sädekorjausarvo. Siksi voimme käsitellä työstettävät kierteet joko loppuun kerralla tai muokata työkalun kompensointiarvoa vaiheittain, jotta osakoon tarkkuutta voidaan edelleen valvoa, kunnes se täyttää tuotantovaatimukset. Lisäksi erityisessä kierteenkäsittelyprosessissa kierrejyrsintä voidaan käyttää vasenkätisten, oikeanpuoleisten, sisäkierteiden ja ulkokierteiden käsittelyyn erikseen. Jos kierteitykseen valitaan kierre tai meisti ja käsiteltyjen osien halkaisija on erilainen, on valittava vastaava halkaisija hanan tai muotin. Tästä voidaan nähdä, että kierteen jyrsinnässä on pienempi voima ja parempi työkalumateriaali, mikä vähentää käytön aikana kulumista. Siksi monimutkaisten osien käsittelylankojen tuotantotehokkuus on huomattavasti korkeampi kuin muiden käsittelymenetelmien. Perinteisiin kierteiden jyrsintämenetelmiin verrattuna sillä on suuria etuja koneistuksen tarkkuudessa ja tehokkuudessa, eikä sitä rajoita kierteen rakenne ja kierteen suunta koneistuksen aikana. Sillä voidaan saavuttaa kuivaleikkaus, raskaan kuorman leikkaaminen, vaikeasti koneistettavan materiaalin leikkaaminen ja erittäin nopea leikkaus (jopa 400 m/min nopeudella), korkealla käsittelyteholla ja pinnan karheudella Ra0. 4 μM. Se voi käsitellä kaikkia materiaaleja, työstää minkä tahansa kierteen halkaisijan samalla nousulla, toimia umpirei'issä ja läpimenevissä rei'issä ja voi käsitellä kierteitä minkä tahansa sovitus-, toleranssi- tai asentovaatimusten mukaan.
2.4 Varotoimet kierteiden jyrsinnässä
Ennen kierteen jyrsimistä on tarpeen tehdä kohtuullinen leikkaustyökalun ja terän kokovalinta ja määrittää kohtuullinen työkalun kulkujen määrä ja kohtuullinen takaisinleikkausmäärä todellisen tilanteen perusteella. Jos varmistetaan, että koneistus tehdään kerralla loppuun, työkalun jatkepituus tulee olla hyvin hallinnassa, jotta vältetään työkalun vaurioituminen riittämättömän jäykkyyden vuoksi. Työstöprosessin aikana on vältettävä leikkaustyökalujen löystymistä, kiinnitettävä huomiota työkalujen jäähdytykseen ja vältettävä työkalujen jatkuvan kitkan aiheuttamia vaurioita. Lopuksi ennen langan jyrsimistä on ensin koneistettava kierteen alareikä. Kun pohjareiän halkaisija on pieni, käytä työstöön poranterää ja kun halkaisija on suuri, käytä jyrsintään päätyjyrsintä tai porausjyrsintä.
3. Johtopäätös
Joihinkin monimutkaisiin kierteiden käsittelyongelmiin, joita ei voida käsitellä sorvilla, on mahdollista käyttää poraus- ja jyrsintäkoneistuskeskusta kierteiden jyrsimiseen. Kierteiden jyrsintä poraus- ja jyrsintätyöstökeskuksessa voi varmistaa kierteiden käsittelyn laatu- ja kokovaatimukset. Koko prosessilla on korkea työtehokkuus ja alhaiset vaadittavat kustannukset, mikä tekee siitä kätevän kaikkien kierteiden käsittelyyn, ja sillä on laaja valikoima sovelluksia.
