Într-un strung de strunjire CNC, forța de tăiere este generată atunci când unealta de tăiere se cuplează cu piesa de prelucrat. Poate fi împărțit în trei componente principale: forța tangențială, forța radială și forța axială.
Forța tangențială, cunoscută și sub denumirea de forță de tăiere, acționează în direcția vitezei de tăiere. Este responsabil pentru îndepărtarea materialului din piesa de prelucrat și este direct legat de consumul de energie al mașinii. O forță tangențială mai mare necesită mai multă putere de la motorul axului, ceea ce poate afecta eficiența energetică a mașinii și poate duce la supraîncălzire dacă sursa de alimentare nu este suficientă.
Forța radială acționează perpendicular pe direcția vitezei de tăiere. Această forță poate provoca devierea sculei de tăiere și a piesei de prelucrat. Forța radială excesivă poate duce la finisarea slabă a suprafeței, inexactități dimensionale și chiar ruperea sculei. De exemplu, dacă forța radială este prea mare, unealta de tăiere se poate îndoi, ceea ce face ca suprafața prelucrată să devieze de la forma dorită.
Forța axială acționează paralel cu axa piesei de prelucrat. Poate influența stabilitatea piesei de prelucrat în timpul procesului de strunjire. Dacă forța axială nu este gestionată corespunzător, aceasta poate determina mișcarea sau vibrarea piesei de prelucrat, ceea ce duce la tăiere neuniformă și la o precizie redusă de prelucrare.
2. Impactul asupra preciziei de prelucrare
Unul dintre cele mai semnificative efecte ale forței de tăiere asupra performanței unei mașini de strung CNC este asupra preciziei de prelucrare. După cum sa menționat mai devreme, forțele de tăiere excesive pot cauza deviația sculei. Atunci când unealta de tăiere se deviază, calea de tăiere reală se abate de la calea programată. Acest lucru are ca rezultat erori dimensionale în piesa prelucrată. De exemplu, în prelucrarea de precizie, unde sunt necesare toleranțe strânse, chiar și o cantitate mică de deformare a sculei poate duce la ca piesa să iasă din specificații.
În plus, forțele de tăiere pot provoca și deformarea piesei de prelucrat. Dacă forța de tăiere este prea mare, piesa de prelucrat se poate deforma elastic sau plastic. Deformarea elastică este temporară, dar poate afecta în continuare precizia de prelucrare în timpul procesului de tăiere. Deformarea plastică, pe de altă parte, este permanentă și poate face piesa de prelucrat inutilă. Pentru a asigura prelucrarea de înaltă precizie, este esențial să controlați forța de tăiere într-un interval acceptabil. Acest lucru poate fi realizat prin selectarea parametrilor de tăiere corespunzători, cum ar fi viteza de tăiere, viteza de avans și adâncimea de tăiere.
3. Efect asupra finisajului suprafeței
Finisajul suprafeței piesei prelucrate este un alt aspect important afectat de forța de tăiere. Când forța de tăiere este prea mare, poate provoca vibrații în instrumentul de tăiere și în piesa de prelucrat. Aceste vibrații au ca rezultat o finisare rugoasă a suprafeței, cu urme vizibile de vibrații pe suprafața prelucrată. Chatter-ul este o vibrație autoexcitată care apare atunci când forța de tăiere depășește capacitatea de amortizare a sistemului mașină - unealtă - piesa de prelucrat.
Un finisaj neted al suprafeței este adesea necesar în multe aplicații, cum ar fi în industria aerospațială și auto. Pentru a obține o finisare bună a suprafeței, forța de tăiere trebuie menținută la un nivel care să minimizeze vibrațiile. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea de scule de tăiere ascuțite, optimizarea parametrilor de tăiere și asigurarea stabilității mașinii și a piesei de prelucrat. De exemplu, utilizarea unei scule de tăiere de mare viteză din oțel sau carbură cu o margine ascuțită poate reduce forța de tăiere și poate îmbunătăți finisarea suprafeței.
4. Durata de viață a sculei
Forța de tăiere are, de asemenea, un impact direct asupra duratei de viață a sculei. Forțele mari de tăiere pot cauza uzura excesivă a sculei de tăiere. Frecarea dintre instrumentul de tăiere și piesa de prelucrat generează căldură și cu cât forța de tăiere este mai mare, cu atât se produce mai multă căldură. Această căldură poate face ca materialul sculei să se înmoaie, ducând la uzură rapidă și, în cele din urmă, la defectarea sculei.
În plus, forțele mari de tăiere pot provoca, de asemenea, deteriorarea mecanică a sculei de tăiere, cum ar fi ciobirea sau spargerea. Prin reducerea forței de tăiere, durata de viață a sculei poate fi prelungită semnificativ. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea tehnicilor avansate de tăiere, cum ar fi prelucrarea de mare viteză sau utilizarea fluidelor de tăiere. Fluidele de tăiere pot reduce frecarea dintre unealtă și piesa de prelucrat, reducând astfel forța de tăiere și căldura generată în timpul procesului de tăiere.
5. Stabilitatea mașinii
Stabilitatea mașinii de strung CNC este crucială pentru performanța sa. Forțele de tăiere excesive pot face ca mașina să vibreze, ceea ce nu numai că afectează precizia prelucrării și finisarea suprafeței, ci și reduce durata de viață generală a mașinii. Vibrațiile pot cauza deteriorarea componentelor mașinii, cum ar fi axul, rulmenții și căile de ghidare.
Pentru a asigura stabilitatea mașinii, forța de tăiere trebuie echilibrată. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea unor geometrii adecvate a sculelor și strategii de tăiere. De exemplu, utilizarea unei scule cu un unghi pozitiv de greblare poate reduce forța de tăiere și poate îmbunătăți stabilitatea procesului de tăiere. În plus, designul structural și rigiditatea mașinii joacă, de asemenea, un rol important în rezistența la forțele de tăiere. O mașină bine proiectată, cu rigiditate ridicată, poate absorbi mai bine forțele de tăiere și poate menține stabilitatea în timpul procesului de prelucrare.
6. Rolul forței de tăiere în diferite tipuri de strunguri de strunjire CNC
Diferite tipuri de strunguri de strunjire CNC, cum ar fiStrung CNC GangşiStrung CNC cu axa Y, poate avea sensibilități diferite la forța de tăiere.
Strungurile CNC sunt adesea folosite pentru producția de volum mare. De obicei, au mai multe unelte de tăiere aranjate într-o bandă. Distribuția forței de tăiere între aceste scule trebuie gestionată cu atenție pentru a asigura o prelucrare uniformă și pentru a preveni supraîncărcarea sculelor. Într-un strung CNC, dacă forța de tăiere a unei scule este prea mare, poate cauza uzura prematură a sculei și poate afecta productivitatea generală a mașinii.
Strungurile CNC cu axa Y, pe de altă parte, oferă mai multă flexibilitate în prelucrarea pieselor complexe. Axa Y suplimentară permite un control mai precis al poziției sculei de tăiere. Cu toate acestea, forța de tăiere într-un strung CNC cu axa Y trebuie luată în considerare cu atenție în toate cele trei axe pentru a asigura o prelucrare precisă. Interacțiunea dintre forțele de tăiere în diferite axe poate avea un impact semnificativ asupra performanței mașinii și asupra calității piesei prelucrate.
7. Importanța pentru producătorii de strunguri CNC
CaProducători de strung CNC, trebuie să luăm în considerare forța de tăiere în timpul procesului de proiectare și fabricație a mașinilor de strunguri CNC. Înțelegând relația dintre forța de tăiere și performanța mașinii, putem proiecta mașini care sunt mai eficiente, mai precise și mai fiabile.
Putem optimiza designul structural al mașinii pentru a-i îmbunătăți rigiditatea și capacitatea de a rezista forțelor de tăiere. Aceasta include utilizarea materialelor de înaltă rezistență pentru cadrul și componentele mașinii. În plus, putem dezvolta sisteme de control avansate care pot monitoriza și ajusta parametrii de tăiere în timp real pe baza forței de tăiere. Acest lucru asigură că mașina funcționează la nivelul său optim de performanță și reduce riscul de rupere a sculei și deteriorarea piesei de prelucrat.
8. Concluzie și apel la acțiune
În concluzie, forța de tăiere are un impact profund asupra performanței unei mașini de strung CNC. Afectează precizia de prelucrare, finisarea suprafeței, durata de viață a sculei și stabilitatea mașinii. În calitate de furnizor de mașini de strung CNC, ne angajăm să oferim clienților noștri mașini care pot gestiona eficient forțele de tăiere și pot oferi rezultate de prelucrare de înaltă calitate.
Dacă sunteți în căutarea unei mașini de strung CNC sau aveți nevoie de mai multe informații despre modul în care forța de tăiere afectează performanța mașinii, vă invităm să ne contactați. Echipa noastră de experți este pregătită să vă ajute în selectarea mașinii potrivite pentru nevoile dumneavoastră specifice și să vă ofere asistență tehnică cuprinzătoare.
Referințe
- Stephenson, DA și Agapiou, JS (2006). Teoria și practica tăierii metalelor. CRC presa.
- Trent, EM și Wright, PK (2000). Tăierea metalelor. Butterworth - Heinemann.
