Skæreværktøj: Betydning, Typer og Vinkler

Efter at have læst denne artikel vil du lære om: - 1. Betydning af skæreværktøj 2. Typer af skæreværktøjer 3. Vinkler 4. Signatur.

Betydning af skæreværktøj:

Et skæreværktøj i metalarbejde kan defineres som "ethvert værktøj, der bruges til at fjerne metal fra arbejdsstykket ved hjælp af forskydningsdeformation". Ofte betegner det også som en værktøjsbit. For at udføre effektiv skæreoperation skal skæreværktøjet være fremstillet af et materiale, der er hårdere end det arbejdsmateriale, der skal skæres. Værktøjet skal også kunne modstå den varme, der genereres under bearbejdningsprocessen.

Værktøjet skal have en specifik geometri (kendt som værktøjsgeometri) til effektiv skæring og glat overfladebehandling. Ifølge værktøjsgeometrien kan skæreværktøjerne klassificeres i faste skæreværktøjer og hårdmetalbeslag.

Der er to overflader ved siden af værktøjets skærkant:

(a) Rakeoverflade.

(b) Flankoverflade.

(a) Rake Overflade:

Rakeoverfladen styrer strømmen af nydannet chip. Det er orienteret i en vis vinkel kaldes rakeenglen 'a'. Det måles i forhold til planet vinkelret på arbejdsfladen. Hældningsvinklen kan være positiv eller negativ.

(b) Flankoverflade:

Værktøjets flankeoverflade giver en afstand mellem værktøjet og den nyligt dannede arbejdsflade og beskytter dermed overfladen mod slid, som vil nedbryde finishen. Denne vinkel mellem arbejdsfladen og flankoverfladen hedder lindnings- eller frigivelsesvinklen.

Typer af skæreværktøjer:

Forskellige skæreoperationer kræver forskellige typer skæreværktøjer. For at opnå en god overfladekvalitet er korrekt valg af skæreværktøj meget vigtigt.

Følgende er nogle vigtige parametre, der skal overvejes, mens du vælger et skæreværktøj til en bestemt bearbejdning:

jeg. Geometri.

ii. Materiale, der skal bearbejdes.

iii. Form og størrelse af del.

iv. Type operation nødvendig.

v. Maskinværktøjets kvalitet.

vi. Overfladebehandling kræves.

vii. Holding facilitet.

viii. Bearbejdningsparametre som foderhastighed og skæringsdybde valgt.

De forskellige typer skæreværktøjer er vist i figur 9.11.

De vigtigste klassifikationer af skæreværktøjer følger:

(i) Ifølge konstruktion:

(a) fast værktøj

b) værktøj til karbidtip.

(ii) Ifølge Antal Skærekant:

(a) Enkeltpunktsværktøj.

(b) Multipoint værktøj.

(iii) Ifølge form:

(en firkant.

(b) cirkulær.

(d) Højre hånd.

e) rund næse

(f) ret næse

(iv) Ifølge Operationer:

(a) Drejning.

b) boring

(d) Knurling.

(e) Boring.

(f) Formning.

(g) Parting-off.

(h) Reaming.

(v) Ifølge type skæreværktøjsmateriale:

(a) HSS

(b) carbid.

(d) Diamant.

Skæreværktøjsvinkler:

Ansigtet og flanken er smerteoverflader, skærekanten kan antages at være en linje. Disse overflader og kanterne er tilbøjelige til at henvise til en eller anden referenceplan eller linje. Hældningerne kaldes værktøjsvinkler.

Disse vinkler er defineret af forskellige navne. De leveres til forskellige formål. Overvej tilfælde af ansigt abgf, som vist i figur 9.12. Det er en plan overflade uden tvivl, men kan have nogle tilbøjeligheder. Denne overflade kan være parallel med basen eller sige til vandret overflade, eller den kan være skråt opad eller nedad i forhold til vandret plan. Igen kan det også have hældning sidelæns. Så generelt kan ansigtet have to tilbøjeligheder samtidigt, bagud og sidelæns. På samme måde kan flanken (Principal flank abed eller auxiliary flank adef) have to tilbøjeligheder.

Til effektiv bearbejdning skal skæreværktøjet være forsynet med nødvendige værktøjsvinkler. Et værktøj med korrekt geometri (skærekant og værktøjsvinkler) skærer metalmet effektivt. Derfor reducerer chattering, brud på værktøjet med mindre varmegenerering. Fig. 9. 14. (a) og (b) viser et enkeltpunktsskæringsværktøj med forskellige skærekanter og værktøjsvinkler.

Fra skæreværktøjets geometri er de forskellige skæreværktøjsvinkler:

Rakevinkel (α):

(a) Sort rakevinkel.

(b) Sidehældningsvinkel.

Clearance eller Relief Angle (γ):

(a) Afslutningsaflastningsvinkel.

(b) Udluftningsvinkel på siden.

Skærekant Vinkel:

(a) Afslut skærekant vinkel.

(b) Side skærekant vinkel.

(i) Tilbage Rake Angle:

Det er vinklen mellem værktøjets overflade og plan parallelt med dens base. Det er også kendt som front rake vinkel eller top rake vinkel.

(ii) Side Rake Angle:

Det er vinklen mellem værktøjets overflade og værktøjets skaft.

(iii) End Clearance (Relief) Angle:

Det er vinklen mellem værktøjets forside og en linje, der er normal til værktøjets bund. Det er også kendt som forreste friktionsvinkel.

(iv) Side Clearance (Relief) Angle:

Det er vinklen mellem værktøjets sideflade og en linje, der er normal til værktøjets bund.

(v) Slut Skærekant Vinkel:

Det er vinklen mellem værktøjets endekantside og en linje vinkelret på skaftet.

(vi) Side skærekant vinkel:

Det er vinklen mellem værktøjets sideskærekant og værktøjets skaft.

(vii) Næse Radius:

Næse radius er en, der forbinder side og ende skærekant. Nu vil vi diskutere funktioner og virkninger af skæreværktøjsvinkler på skæreprocessen.

Funktioner af rygradsvinkel:

(a) Det hjælper med at styre chipflowet i en bekvem retning.

(b) Det reducerer den skærende kraft, der kræves for at skære metalet og hjælper dermed med at reducere strømkravene og øge værktøjets levetid.

(d) Det giver skarphed til forkant og forbedrer overfladefinishen.

Funktioner af Side Rake vinkel:

(a) Den udfører lignende funktioner som udført af back-rakevinkel.

(b) Sidehældningsvinklen sammen med ryghældningsvinklen styrer chipflowretningen.

(d) For eksempel kræver messing en ryg- og sidevinkelvinkel på næsten 0 °, mens aluminium anvender en rygg på 35 ° og en sidevinkel på 15 °.

Funktioner af slutrydning (relief) Vinkel:

(a) Det gør det muligt for værktøjet at skære frit uden at gnide mod arbejdsfladen.

(b) Denne vinkel varierer fra 0 ° til 15 ° og normalt 8 °.

Funktioner af Side Clearance (relief) Vinkel:

jeg. Det undgår gnidning af flanken mod arbejdsstykket, når værktøjet er fodret i længderetningen.

ii. Denne vinkel er 6 ° til 10 ° for stål, 8 ° for aluminium.

iii. Det hævder, at ingen del af værktøjet udover den egentlige forkant kan røre arbejdet.

Funktioner af slutskærekant vinkel:

jeg. Det undgår at gnide mellem værktøjets kant og arbejdsområde.

ii. Det påvirker retningen af chip flow.

Funktioner af Side Skærende Kant Vinkel:

jeg. Forøgelse i sidekantkantvinklen har tendens til at udvide og tynde chippen.

ii. En overdreven side skærekant vinkel omdirigeringer foder kræfter i radial retning, der kan forårsage chatter.

Funktioner af næse radius:

jeg. Et skarpt punkt i enden af værktøjet er uønsket, fordi det er stærkt stresset, kortlivet og efterlader rille i stien.

ii. Derfor er Nose Radius gunstig for lang levetid og god overfladekvalitet.

iii. Det påvirker værktøjets levetid, radialkraft og overfladekvalitet på arbejdsstykket.

iv. Hvis næseradius er for stor, opstår der chatter.

v. Der er en optimal værdi af næsestrålen, hvor værktøjets levetid er maksimalt.

vi. Hvis næsestrålen overstiger optimal værdi, reduceres værktøjets levetid.

vii. Større næse radius betyder større kontaktflade mellem værktøj og arbejdsstykke. Som følge heraf genereres mere friktionsvarme. Skærekraft øges også, som følge af, at arbejdsdelen kan begynde at vibrere og snakke, hvis arbejdsdelens hold ikke er meget stramt.

viii. Anbefalingerne til brug af mere næse radius er.

R = 0, 4 mm til delikate komponenter.

R = 0, 4 mm til 1, 2 mm til engangs karbidindsatser til almindelig brug.

R = 1, 2 mm til 1, 5 mm til kraftige indsatser.

R ≥ 1, 5 mm for kraftig dybde, afbrudte udskæringer og kraftige strømninger.

Betydningen af Rake Angle:

1. Hældningsvinklerne kan være positive, nul eller negative.

2. En øget rakevinkel vil reducere skærmens styrke.

3. Rakevinkel påvirker værdierne for skæringsvinkel og forskydningsvinkel.

4. Større rakevinklen, mindsk skæringsvinklen (og større skærevinklen).

5. Generelt bruges den lille rakevinkel til at skære hårde metaller, og en større rakevinkel bruges til at skære bløde og duktile metaller.

6. Anvendelsen af negativ rakevinkel begyndte med anvendelse af hårdmetalskæringsværktøjer. Når der anvendes positiv rakevinkel, er kraften på værktøjet rettet mod skærekant, som har tendens til at spån eller bryde den som vist i figur 9.15 (a).

7. Da karbidmaterialet er skørt og mangler stødresistens, vil det mislykkes, hvis positive rakevinkler anvendes sammen med den. Ved hjælp af negative rakevinkler styres kraften tilbage i værktøjets krop væk fra forkant, som beskytter til forkant, som vist i figur 9.15 (b).

8. Brug af negativ rakevinkel øger skærekraften. Dette kan kompensere ved højere skærehastigheder. Derfor anvendes høje skærehastigheder altid med negative rakevinkler. Høje skærehastigheder kræver høj effekt på værktøjsmaskiner.

9. Brug af indeks-indstikkeindsatser kræver også brug af negative rakevinkler.

10. En negativ rakevinkelindsats har to gange levetid end en tilsvarende positiv rakevinkelindsats.

11. Negativ rakevinkel øger klippekantstyrken, fordi skærkraften virker midt på skærens kant.

12. Positiv rakevinkel reducerer skærekantstyrken, fordi skærekraften virker på skærekantens ende eller hjørne.

13. Positive rakevinkelanbefalinger er:

(a) Ved bearbejdning af lavstyrke metaller og legeringer, såsom aluminium og kobberlegeringer, mildt stål mv.

(b) Hvor der skæres ved lave hastigheder.

(d) Når der benyttes maskiner med lav effekt.

(e) Når værktøjsmaterialer er HSS og støbte legeringer.

14. Negative rakevinkelanbefalinger er:

(a) Ved bearbejdning af højstyrkemetaller og legeringer, såsom rustfrit stål, legeringsværktøjsstål, titanlegeringer mv.

Tabel 9.4. Giver de anbefalede rakevinkler til forskellige kombinationer af arbejds- og værktøjsmaterialer:

Værktøjs signatur:

Værktøjs signatur er værktøjets specifikation eller nomenklatur, der giver information om forskellige værktøjsvinkler og næseradius.

Den indeholder syv parametre i specificeret rækkefølge som angivet nedenfor:

(i) Tilbagebremsevinkel.

(ii) Sidehældningsvinkel.

(iii) End relief (clearance) vinkel.

(iv) Sideaflastningsvinkel,

(v) Afslut skærekant vinkel.

(vi) Side skærekant vinkel.

(vii) Næse radius.

For eksempel:

(a) Hvis værktøjs signaturen er 12, 15, 7, 6, 10, 15, 0, 8

Midler,

Rækkevidde (grad): 12

Sidehældningsvinkel: 15

Slutlindningsvinkel: 07

Sidelindningsvinkel: 06

Afslut kanten kantvinkel: 10

Sideskæringsvinkel: 15

Næse radius (mm): 0, 8

(b) Hvis værktøjs signaturen er -10, 15, 8, 6, 8, 5, 0, 5

Her er også betydningen tilbage rake vinkel er negativ 10 grader, side rake vinkel er 15 grader, ende relief vinkel er 08 grader, side relief vinkel er 06 grader, ende kantkant vinkel er 08 grader, side kantkant vinkel er 05 grader og næse radius er 0, 5 mm.