Machining 101: Chì hè u turnu?|attellu meccanicu mudernu

A rotazione usa un tornu per caccià u materiale da l'esternu di una pezza rotante, mentre chì l'altura elimina u materiale da l'internu di una pezza rotante.#base
U tornu hè u prucessu di caccià u materiale da u diametru esternu di una pezza rotante cù un tornu.I cutters unicu puntu taglianu u metale da a pezza di travagliu in (idealmente) chips brevi è affilati chì sò faciuli di sguassà.
Un tornu CNC cun cuntrollu di a velocità di taglio constante permette à l'operatore di selezziunà a velocità di taglio, è dopu a macchina aghjusta automaticamente l'RPM mentre l'utillita di taglio passa diametri diversi longu u contornu esterno di a pezza.I torni muderni sò ancu dispunibuli in cunfigurazioni di torretta unica è torretta doppia: e torrette singuli anu un assi horizontale è verticale, è e torrette doppie anu un paru di assi horizontale è verticale per torretta.
I primi strumenti di tornu eranu pezzi solidi rettangulari fatti d'acciaio d'alta veloce cù rake è anguli di liberazione à una estremità.Quandu l'attrezzu diventa opaco, u locksmith l'affila nantu à una macina per un usu ripetutu.L'arnesi HSS sò sempre cumuni nantu à i torni più antichi, ma l'arnesi di carburu sò diventati più populari, soprattuttu in forma di punta unicu brasata.Carbide hà megliu resistenza à l'usura è durezza, chì aumenta a produtividade è a vita di l'utensili, ma hè più caru è hè bisognu di sperienza per rinfriscà.
A rotazione hè una cumminazione di u muvimentu lineale (utensili) è rotanti (pezzu).Per quessa, a velocità di cutting hè definita cum'è una distanza di rotazione (scritta cum'è sfm - superficia pede per minutu - o smm - metru quadru per minutu - u muvimentu di un puntu nantu à a superficia di a parte in un minutu).L'avanzata (espressa in pollici o millimetri per rivoluzione) hè a distanza lineale chì l'uttellu viaghja longu o attraversu a superficia di a pezza.L'alimentazione hè ancu qualchì volta espressa cum'è a distanza lineale (in / min o mm / min) chì un strumentu viaghja in un minutu.
I bisogni di a tarifa di alimentazione varienu secondu u scopu di l'operazione.Per esempiu, in roughing, high feeds sò spessu megliu per maximizà i tassi di rimozione di metalli, ma hè necessariu una alta rigidità di parte è a putenza di a macchina.À u listessu tempu, u tornu di finitura pò rallentà a velocità di alimentazione per ottene a rugosità di a superficia specificata in u disegnu di a parte.
L'efficacità di un strumentu di taglio dipende largamente da l'angolo di l'utensile relative à a pezza.I termini definiti in questa sezione s'applicanu à l'inserti di taglio è di liberazione è ancu s'applicanu à l'utensili di punta unibrasata.
Top rake angle (cunnisciutu ancu com'è back rake angle) hè l'angolo furmatu trà l'angolo di inserimentu è una linea perpendiculare à a pezza quandu si vede da u latu, davanti è daretu à l'utillita.L'angolo di rake superiore hè pusitivu quandu l'angolo di rake superiore hè inclinatu da u puntu di tagliu in u stincu;neutrali quandu a linea à a cima di l'inseritu hè parallella à a cima di u stincu;è neutru quandu hè inclinatu da u puntu di taglio.hè più altu ch'è u supportu di l'uttellu, l'angolo di rake superiore hè negativu..Lame è manichi sò ancu divisi in anguli pusitivi è negativi.L'inserti inclinati positivamente anu i lati smussati è i supporti adattati cù anguli pusitivi è laterali.L'inserti negativi sò quadrati in relazione à a cima di a lama è adattanu manichi cù anguli negativi di rake superiore è laterale.L'angolo di rake superiore hè unicu in quantu depende di a geometria di l'inserzione: chipbreakers positivi o furmati ponu cambià l'angolo di rake top efficace da negativu à pusitivu.L'anguli di rake superiore tendenu ancu à esse più grande per i materiali più dutti è più duttili chì necessitanu grandi anguli di taglio positivi, mentre chì i materiali più duru è più rigidi sò megliu tagliati cù geometria neutra o negativa.
L'angolo di rake laterale hè furmatu trà a faccia finale di a pala è una linea perpendiculare à a pezza di travagliu, vista da a faccia finale.Questi anguli sò pusitivi quand'elli sò anguli luntanu da u tagliu, neutrali quandu sò perpendiculari à u tagliu, è negativi quandu sò anguli in sopra.U gruixu pussibule di l'uttellu dipende da l'angolo di rake laterale, anguli più chjuchi permettenu l'usu di arnesi più grossi chì aumentanu a forza, ma necessitanu forze di taglio più altu.Anguli più grossi produci chips più sottili è requisiti di forza di taglio più bassi, ma oltre l'angolo massimu cunsigliatu, u tagliu di taglio si debilita è u trasferimentu di calore hè ridutta.
U bisellu di taglio finale hè furmatu trà u tagliu di a lama à a fine di l'utillita è una linea perpendiculare à u spinu di u manicu.Stu angulu definisce a distanza trà u strumentu di taglio è a superficia finita di u travagliu.
U rilievu finale hè situatu sottu à u tagliu finale è hè furmatu trà a faccia finale di l'inserzione è una linea perpendiculare à a basa di u stincu.Tip overhang permette di fà l'angolo di rilievu (furmatu da l'estremità di u stincu è a linea perpendiculare à a radica di u stincu) più grande di l'angolo di rilievu.
L'angolo di liberazione laterale descrive l'angolo sottu u tagliu laterale.Hè furmatu da i lati di a pala è una linea perpendiculare à a basa di u manicu.Cum'è cù u boss finale, l'overhang permette à u rilievu laterale (furmatu da u latu di u manicu è a linea perpendiculare à a basa di u manicu) per esse più grande di u rilievu.
L'angolo di punta (cunnisciutu ancu cum'è angolo di tagliu laterale o angolo di punta) hè furmatu trà u tagliu laterale di l'inseritu è ​​u latu di u titular.Stu angulu guida l'uttellu in u pezzu di travagliu, è cum'è aumenta, un chip più largu è più fino hè pruduttu.A geometria è a cundizione materiale di a pezza sò fattori principali in a selezzione di l'angolo di punta di l'utillita di taglio.Per esempiu, l'arnesi cù un angulu di l'helix accentuatu ponu furnisce un rendimentu significativu quandu si taglianu superfici sinterizzate, discontinue o indurite senza avè un impattu severu à u bordu di l'utillita di taglio.L'operatori duveranu equilibrà stu benefiziu cù una deflessione è una vibrazione di parte aumentate, postu chì i grandi anguli di elevazione creanu grandi forze radiali.L'arnesi di tornitura à pitch zero furniscenu una larghezza di chip uguale à a prufundità di tagliu in l'operazioni di tornu, mentre chì l'arnesi di taglio cù un angolo d'ingaghjamentu permettenu chì a prufundità effettiva di tagliu è a larghezza di chip currispundenti supere a prufundità attuale di tagliu nantu à a pezza.A maiò parte di l'operazioni di turnu pò esse realizatu in modu efficace cù un intervallu di l'angolo d'avvicinamentu di 10 à 30 gradi (u sistema metricu inverte l'angolo da 90 gradi à u cuntrariu, facendu l'angolo di avvicinamentu ideale da 80 à 60 gradi).
Sia a punta è i lati devenu avè un sollievu è un sollievu suffirenziu per permette à l'utillita di entre in u tagliu.Se ùn ci hè micca spaziu, ùn si formanu micca chips, ma s'ellu ùn ci hè micca abbastanza gap, l'uttellu sguasserà è generà calore.L'utensili di tornu à un puntu solu necessitanu ancu un sollievu facciale è laterale per entra in u tagliu.
Quandu si gira, a pezza hè sottumessa à forze di taglio tangenziali, radiali è assiali.A maiò influenza nantu à u cunsumu d'energia hè esercitata da e forze tangenziali;forze assiali (feeds) pressu a parte in a direzzione longitudinale;e forze radiali (prufundità di tagliu) tendenu à spinghje a pezza di travagliu è u portautensili."Forza di taglio" hè a summa di sti trè forze.Per un angolo zero di elevazione, sò in una proporzione di 4: 2: 1 (tangenza: assiale: radiale).Quandu l'angolo di punta aumenta, a forza assiale diminuisce è a forza di taglio radiale aumenta.
U tipu di stincu, u raghju di l'angulu è a forma di l'inserimentu anu ancu un grande impattu nantu à a lunghezza potenziale massima efficace di u tagliu di un insertu di rotazione.Certi cumminzioni di raghju di insertu è di supportu ponu esse bisognu di una compensazione dimensionale per prufittà pienamente di u tagliu.
A qualità di a superficia in l'operazione di tornu dipende da a rigidità di l'uttellu, a macchina è a pezza.Una volta chì a rigidità hè stata stabilita, a relazione trà l'alimentazione di a macchina (in / rev o mm / rev) è l'inseritu o u prufilu di u nasu di l'uttellu pò esse aduprata per determinà a qualità di a superficia di a pezza.U prufilu di u nasu hè spressione in termini di un raghju: in una certa misura, un raghju più grande significa un finitu di a superficia megliu, ma un raghju troppu grande pò causà vibrazione.Per l'operazioni di machining chì necessitanu menu di raghju ottimali, a velocità di alimentazione pò esse ridutta per ottene u risultatu desideratu.
Quandu u livellu di putenza necessariu hè righjuntu, a produtividade aumenta cù a prufundità di taglio, l'alimentazione è a velocità.
A prufundità di tagliu hè a più faciule d'aumentà, ma i migliori sò pussibuli solu cù materiale è forze sufficienti.Duppià a prufundità di tagliu aumenta a produtividade senza aumentà a temperatura di taglio, a forza di tensione o a forza di taglio per inch cubic o centimetru (cunnisciutu ancu com'è forza di taglio specificu).Questu radduppia a putenza necessaria, ma a vita di l'utensili ùn hè micca ridutta se l'uttellu risponde à i requisiti per a forza di taglio tangenziale.
Cambià a tarifa di alimentazione hè ancu relativamente faciule.Duppià a velocità di avanzamentu raddoppia u spessore di chip è aumenta (ma ùn radduppia micca) e forze di taglio tangenziali, a temperatura di taglio è a putenza necessaria.Stu cambiamentu riduce a vita di l'utensili, ma micca da a mità.A forza di taglio specifica (forza di taglio ligata à a quantità di materiale eliminata) diminuisce ancu cù l'aumentu di a rata di alimentazione.Quandu a velocità di alimentazione aumenta, a forza extra chì agisce nantu à u tagliu di tagliu pò causà dimples à a furmazione nantu à a superficia superiore di u rake di l'inseritu per via di u calore aumentatu è di l'attrito generatu durante u tagliu.L'operatori anu da seguità attentamente sta variabile per evità un fallimentu catastròficu induve i chips diventanu più forti di a lama.
Hè imprudente di aumentà a velocità di taglio cumparatu cù cambià a prufundità di tagliu è a velocità di alimentazione.L'aumentu di a velocità hà purtatu à un aumentu significativu di a temperatura di taglio è una diminuzione di e forze di taglio specifiche.Duppià a velocità di taglio richiede una putenza extra è riduce a vita di l'utensili di più di a mità.A carica attuale nantu à u rake superiore pò esse ridutta, ma e temperature di taglio più elevate causanu ancu crateri.
L'usura di l'inserimentu hè un indicatore cumuni di u successu o fallimentu di qualsiasi operazione di tornu.L'altri indicatori cumuni includenu chips inaccettabili è prublemi cù u travagliu o a macchina.En règle générale, l'opérateur doit indexer l'insert à 0,030 in. (0,77 mm) d'usure du flanc.Per l'operazione di finitura, l'operatore deve indexà à distanze di 0,015 in. (0,38 mm) o menu.
I supporti di inserti indexabili bloccati meccanicamente sò conformi à nove standard di sistema di ricunniscenza ISO è ANSI.
A prima lettera in u sistema indica u metudu di attaccà a tela.Quattru tipi cumuni predominanu, ma ogni tipu cuntene parechje variazioni.
L'inserzioni di Type C utilizanu una pinza superiore per l'inserti chì ùn anu micca un burato centru.U sistema si basa interamente nantu à l'attrito è hè megliu adattatu per l'usu cù inserti pusitivi in ​​applicazioni di tornitura è foratura di medie à ligere.
L'inserti M mantenenu u pad protettivu di a cavità di l'inserzione cù un cam lock chì pressu l'inseritu contr'à u muru di a cavità.A pinza superiore mantene a parte posteriore di l'inseritu è ​​impedisce chì si alzà quandu a carica di taglio hè appiicata à a punta di l'inseritu.L'inserti M sò adattati soprattuttu per inserti negativi à u centru di u foru in u tornu mediu à pesante.
L'inserti di tipu S usanu viti Torx o Allen, ma necessitanu svasatura o svasatura.I viti ponu chjappà à alte temperature, per quessa, stu sistema hè megliu adattatu per operazioni di torsione è di foratura da ligera à moderata.
L'inserti P sò conformi à a norma ISO per i coltelli di tornu.L'inseritu hè pressatu contr'à u muru di a sacchetta da una palanca rotativa, chì s'inclina quandu u vitu di regulazione hè stallatu.Questi inserti sò più adattati per inserti negativi di rake è buchi in appiicazioni di rotazione media à pesante, ma ùn interferiscenu micca cù l'elevazione di inserimentu durante u tagliu.
A seconda parte usa lettere per indicà a forma di a pala.A terza parte usa lettere per indicà cumminazzioni di stinchi dritti o offset è anguli di helix.
A quarta lettera indica l'angulu frontale di u manicu o l'angolo posteriore di a pala.Per un angulu di rake, P hè un angulu di rake pusitivu quandu a summa di l'angolo di liberazione finale è l'angolo di cunea hè menu di 90 gradi;N hè un angulu di rake negativu quandu a summa di questi anguli hè più grande di 90 gradi;O hè l'angolo di rake neutru, a somma di quale hè esattamente 90 gradi.L'angolo esatta di liberazione hè indicatu da una di parechje lettere.
U quintu hè a lettera chì denota a manu cù u strumentu.R indica chì hè un strumentu à manu dritta chì taglia da diritta à manca, mentri L currisponde à un strumentu à manu manca chì taglia da manca à diritta.N arnesi sò neutrali è ponu cutà in ogni direzzione.
Parts 6 è 7 descrizanu e differenze trà i sistemi di misurazione imperiale è metricu.In u sistema imperiale, sti rùbbriche currispondenu à numeri di dui cifre chì denote a seccione di u parentesi.Per i caschi quadrati, u numeru hè a summa di una sedicesima parte di a larghezza è l'altitudine (5/8 inch hè a transizione da "0x" à "xx"), mentre chì per i caschi rettangulari, u primu numeru hè utilizatu per rapprisintà ottu di a larghezza.quartu, u sicondu cifru rapprisenta un quartu di l'altitudine.Ci hè uni pochi eccezzioni à stu sistema, cum'è u manicu 1¼ "x 1½", chì usa a designazione 91. U sistema metricu usa dui numeri per l'altitudine è a larghezza.(chì ordine.) Cusì, una lama rettangulare di 15 mm d'altezza è 5 mm di larghezza avaristi u numeru 1505.
Seczioni VIII è IX sò ancu diffirenti trà unità imperiali è metriche.In u sistema imperiale, a rùbbrica 8 tratta di dimensioni di inserimentu, è a rùbbrica 9 tratta di a lunghezza di a faccia è di l'arnesi.A dimensione di a lama hè determinata da a dimensione di u circhiu scrittu, in incrementi di un ottavu di inch.Les longueurs d'extrémité et d'outil sont indiquées par des lettres : AG pour les tailles d'outils postérieurs et d'extrémité acceptables, et MU (sans O ni Q) pour les tailles d'outils avant et finale acceptables.In u sistema metricu, a parte 8 si riferisce à a durata di l'uttellu, è a parte 9 si riferisce à a dimensione di a pala.A lunghezza di l'uttellu hè indicata da lettere, mentre chì per e dimensioni rettangulari è parallelogrami inseriti, i numeri sò usati per indicà a lunghezza di u tagliu più longu in millimetri, ignurà i decimali è i numeri unichi preceduti da zeri.L'altri formi utilizanu lunghezze laterali in millimetri (u diametru di una lama tonda) è ancu ignoranu i decimali è prefissi numeri unichi cù zeri.
U sistema metricu usa a decima è l'ultima sezione, chì include pusizioni per i brackets qualificati cù tolleranza di ± 0,08 mm per a parte posteriore è finale (Q), davanti è posteriore (F), è posteriore, davanti è fine (B).
Strumenti unicu puntu sò dispunibuli in una varietà di stili, dimensioni è materiali.I cutters solidi à un puntu pò esse fatti da l'acciaio à alta velocità, l'azzaru di carbonu, l'alliage di cobalt o di carburu.Tuttavia, cum'è l'industria si trasfirìu à l'arnesi di tornu à punta brasata, u costu di sti arnesi li rendeva quasi irrilevanti.
L'arnesi Brazed-tipped utilizanu un corpu di materiale di prezzu è una punta o un biancu di materiale di tagliu più caru brasatu à u puntu di tagliu.I materiali di punta includenu l'acciaio d'alta veloce, u carburu è u nitruru di boru cubicu.Questi arnesi sò dispunibuli in dimensioni da A à G, è i stili di offset A, B, E, F è G ponu esse aduprati cum'è strumenti di taglio a manu diritta o sinistra.Per i chjappi quadrati, u numeru dopu à a lettera indica l'altitudine o l'larghezza di u cuteddu in sedicesimi di inch.Per i culteddi chjappi quadrati, u primu numeru hè a summa di l'larghezza di u stincu in un ottavu di inch, è u sicondu numeru hè a summa di l'altitudine di u stincu in un quartu di inch.
U raghju di punta di l'arnesi à punta brasata dipende da a dimensione di u tibu è l'operatore deve assicurà chì a dimensione di l'utensili hè adattata per i requisiti di finitura.
L'alesatura hè principalmente aduprata per a finitura di grandi buchi in fusioni o per perforazione di buchi in fucinati.A maiò parte di l'arnesi sò simili à l'attrezzi tradiziunali di tornu esterni, ma l'angolo di tagliu hè particularmente impurtante per via di prublemi di evacuazione di chip.
A rigidità hè ancu critica per u rendiment noioso.U diametru di u foru è a necessità di un spaziu supplementu affettanu direttamente a dimensione massima di a barra di foratura.L'attualità di a barra di foratura in acciaio hè quattru volte u diametru di u tibu.Superà stu limitu pò influenzà a rata di rimozione di metalli per via di a perdita di rigidità è di una probabilità aumentata di vibrazione.
U diametru, u modulu d'elasticità di u materiale, a lunghezza è a carica nantu à u fasciu affettanu a rigidità è a deviazione, cù u diametru chì hà a più influenza, seguita da a lunghezza.Aumentà u diametru di u bastone o accurtà a lunghezza aumenterà assai a rigidità.
U modulu d'elasticità dipende da u materiale utilizatu è ùn cambia micca da u trattamentu termale.L'acciaio hè u minimu stabile à 30.000.000 psi, i metalli pesanti sò stabile à 45.000.000 psi, è i carburi sò stabili à 90.000.000 psi.
Tuttavia, sti figuri sò elevati in termini di stabilità, è e barre di foratura di stinchi d'acciaio furnisce un rendimentu satisfacente per a maiò parte di l'applicazioni finu à u rapportu L / D 4: 1.Les barres d'alésage avec tige en carbure de tungstène fonctionnent bien à un rapport L/D de 6:1.
E forze di taglio radiali è assiali durante a foratura dipendenu da l'angolo di inclinazione.Aumentà a forza di spinta à un picculu angolo di elevazione hè particularmente utile per riduce a vibrazione.Cum'è l'angolo di piombu aumenta, a forza radiale aumenta, è a forza perpendiculare à a direzzione di u tagliu aumenta ancu, risultatu in vibrazione.
L'angolo d'elevazione cunsigliatu per u cuntrollu di vibrazione di u pirtusu hè 0 ° à 15 ° (Imperial. L'angolo di elevazione metricu hè 90 ° à 75 °).Quandu l'angolo di punta hè 15 gradi, a forza di taglio radiale hè quasi duie volte più grande chì quandu l'angolo di punta hè 0 gradi.
Per a maiò parte di l'operazioni noiose, l'utensili di taglio inclinati positivamente sò preferiti perchè reducenu e forze di taglio.Tuttavia, l'arnesi pusitivi anu un angulu di liberazione più chjucu, cusì l'operatore deve esse cuscenti di a pussibilità di cuntattu trà l'uttellu è a pezza.Assicurendu una liberazione sufficiente hè soprattuttu impurtante quandu anu foratu fori di diametru chjucu.
E forze radiali è tangenziali in u boring aumentanu cum'è u raghju di u nasu aumenta, ma queste forze sò ancu affettate da l'angolo di punta.A prufundità di cut when boring pò cambià sta rilazioni: se a prufundità di cut hè più grande o uguale à u raghju di u cantonu, l'angolo di punta determina a forza radiale.Se a prufundità di cut hè menu di u raghju di u cantonu, a prufundità di cut stessu aumenta a forza radiale.Stu prublema face u più impurtante per l'operatori di utilizà un radiu di u nasu più chjucu cà a prufundità di cut.
Horn USA hà sviluppatu un sistema di cambiamentu rapidu di l'uttellu chì riduce significativamente i tempi di installazione è di cambiamentu di l'uttellu nantu à i torni di stile svizzero, cumpresi quelli cù refrigerante internu.
I ricercatori di l'UNCC introducenu a modulazione in i percorsi di l'utensili.L'obiettivu era a rottura di chip, ma a più alta rata di rimozione di metalli era un effetti secundari interessanti.
L'assi di fresatura rotativa opzionale nantu à sti machini permettenu à parechji tippi di pezzi cumplessi per esse machinati in una sola installazione, ma sti machini sò notoriamente difficili di prugramma.Tuttavia, u software CAM mudernu simplifica assai u compitu di prugrammazione.


Tempu di Postu: Sep-04-2023