Průvodce rychlostmi a posuvy výstružníků: Optimalizujte efektivitu a přesnost obrábění

Vystružování je klíčovou operací při obrábění, kde se nástroj známý jako výstružník používá ke zlepšení velikosti, dokončení a tolerance stávající díry. Pro dosažení optimálních výsledků je nezbytné zvolit správné rychlosti a posuvy pro vystružování. Tyto parametry hrají významnou roli při prodlužování životnosti nástroje, předcházení opotřebení nástroje a zajišťování vysoce kvalitních povrchových úprav. V tomto podrobném průvodci podrobně prozkoumáme rychlosti a posuvy výstružníků a pokryjeme faktory, které je ovlivňují, osvědčené postupy pro jejich nastavení a jak ovlivňují výkon obrábění.

1. Pochopení výstružníků

Než se ponoříme do rychlostí a posuvů, pojďme nejprve pochopit, co jsou výstružníky a jak fungují. Výstružníky jsou rotační řezné nástroje používané ke zvětšování a dokončování předvrtaných otvorů s přesností. Na rozdíl od vrtáků, které jsou určeny k odebírání značného množství materiálu, se výstružníky používají k doladění otvorů na jejich přesné rozměry a zlepšení povrchové úpravy.

Existuje několik typů výstružníků, včetně:

Přímé výstružníky: Běžně se používají pro zvětšování a dokončování otvorů s rovnými hranami.

Kuželové výstružníky: Používají se k vytváření kuželových otvorů.

Karbidové výstružníky: Známé pro svou tvrdost a schopnost odolávat vysokým teplotám, díky čemuž jsou ideální pro houževnaté materiály.

Každý z těchto výstružníků vyžaduje specifické rychlosti a posuvy, aby se maximalizoval jejich výkon.

2. Faktory ovlivňující rychlosti a posuvy výstružníků

Rychlosti a posuvy výstružníků jsou ovlivněny několika faktory, včetně:

Typ materiálu: Různé materiály vyžadují různé řezné rychlosti, aby byla zajištěna účinnost a zabránilo se opotřebení nástroje. Tvrdší materiály jako ocel a titan obvykle vyžadují nižší řezné rychlosti než měkčí materiály jako hliník nebo mosaz.

Materiál výstružníku: Materiál samotného výstružníku (rychlořezná ocel, karbid atd.) určuje jeho rozsah řezné rychlosti. Například tvrdokovové výstružníky snesou vyšší otáčky ve srovnání s výstružníky z rychlořezné oceli.

Velikost a hloubka díry: Velikost a hloubka vystružované díry ovlivňuje množství odebraného materiálu, což zase ovlivňuje požadované rychlosti a posuvy.

Tuhost stroje: Tužší stroj umožňuje vyšší rychlosti a posuvy bez obětování životnosti nebo kvality nástroje.

Spotřeba chladicí kapaliny: Použití chladicí kapaliny snižuje tvorbu tepla, což umožňuje zvýšit otáčky a posuvy a zároveň zlepšit kvalitu povrchu a prodloužit životnost nástroje.

3. Rychlosti: Jak vypočítat správnou řeznou rychlost

Řezná rychlost neboli povrchová rychlost se vztahuje k rychlosti, kterou se řezná hrana výstružníku pohybuje po obrobku. Obvykle se měří v povrchových stopách za minutu (SFM) nebo metrech za minutu (m/min). Pro výpočet správné řezné rychlosti pro výstružník použijte následující vzorec:

Alternativně můžete použít tabulku řezných rychlostí pro různé materiály, která poskytuje doporučené povrchové rychlosti na základě obráběného materiálu a typu výstružníku.

Zde jsou obecné pokyny pro řezné rychlosti pro různé materiály:

Hliník: 300-600 SFM

Mosaz: 100-200 SFM

Uhlíková ocel: 50-150 SFM

Nerezová ocel: 30-100 SFM

Titan: 10-50 SFM

4. Krmiva: Jak určit správnou rychlost krmení

Rychlost posuvu se týká rychlosti, kterou se výstružník zasouvá do obrobku. Obvykle se měří v palcích za minutu (IPM) nebo milimetrech za minutu (mm/min). Rychlost posuvu je kritickým faktorem při určování, kolik materiálu výstružník odebere na jeden průchod a hraje klíčovou roli při určování jakosti povrchu a životnosti nástroje.

Doporučená rychlost posuvu pro vystružování je obecně nižší než pro vrtání, protože vystružování je dokončovací operace. Rychlost posuvu by měla také zohledňovat typ výstružníku, velikost otvoru, materiál a řeznou rychlost.

Běžný vzorec pro výpočet rychlosti posuvu je:

Sazba zdroje (IPM) = Posuv na zub (IPT) × Počet zubů × RPM

kde:

Posuv na zub (IPT): Množství materiálu, které každý zub výstružníku odstraní s každou otáčkou. To se liší v závislosti na materiálu, typu nástroje a řezných podmínkách.

Počet zubů: Počet řezných hran na výstružníku.

5. Optimalizace parametrů vystružování

Optimalizace rychlostí a posuvů výstružníků může zlepšit celkovou efektivitu obrábění, snížit náklady a prodloužit životnost nástroje. Zde jsou některé klíčové úvahy pro optimalizaci operací vystružování:

5.1. Povrchová úprava

Pomalé posuvy obecně vedou k jemnější povrchové úpravě, zatímco rychlejší posuvy mohou vytvářet hrubší povrch, ale umožňují rychlejší odebírání materiálu.

Hladší povrchová úprava je zvláště důležitá pro aplikace, kde je vyžadována vysoká přesnost, jako je letecký nebo automobilový průmysl.

5.2. Opotřebení a životnost nářadí

Vysoké řezné rychlosti mohou vést k nadměrnému hromadění tepla, což způsobuje předčasné opotřebení nástroje.

Optimalizované posuvy zajišťují, že nedochází k přetěžování břitů, což může prodloužit životnost nástroje.

Pravidelné sledování a nastavování otáček a posuvů je nutné, aby se zabránilo přetěžování výstružníku, zejména při práci s houževnatými materiály.

5.3. Odstranění čipu

Správná rychlost posuvu napomáhá účinnému odstraňování třísek. Pokud je posuv příliš pomalý, třísky nemusí být účinně odváděny, což vede k nabalování třísek, které může poškodit nástroj i obrobek.

Vyšší rychlosti posuvu generují větší třísky, které je třeba účinně odvádět z otvoru, aby se předešlo rušení při řezání.

6. Nejlepší postupy pro rychlosti a posuvy výstružníků

Chcete-li zajistit optimální výkon vystružování, uvádíme několik osvědčených postupů:

Používejte chladicí kapalinu: Správné používání chladicí kapaliny může prodloužit životnost nástroje a zabránit nadměrnému hromadění tepla.

Začněte s konzervativním nastavením: Pokud si nejste jisti, začněte s nižšími otáčkami a posuvy a postupně je zvyšujte, přičemž sledujte opotřebení nástroje a kvalitu povrchu.

Používejte vysoce kvalitní výstružníky: Vyberte si správný typ výstružníku pro danou práci, ať už jde o tvrdokov pro houževnaté materiály nebo rychlořeznou ocel pro všeobecné použití.

Monitorování tvorby třísek: Sledujte, jak se třísky tvoří během procesu vystružování. V ideálním případě by měly být malé a konzistentní ve tvaru. Velké, vláknité třísky mohou naznačovat problém s rychlostí posuvu nebo řeznou rychlostí.

Zkontrolujte tuhost stroje: Ujistěte se, že nastavení stroje je stabilní a bez vibrací, protože to může ovlivnit přesnost vystružování a vést k předčasnému opotřebení nástroje.

7. Běžné chyby, kterým je třeba se vyhnout

Příliš vysoký posuv: Použití příliš vysokého posuvu může způsobit nadměrné opotřebení výstružníku a zhoršit kvalitu otvoru.

Ignorování tvrdosti materiálu: Materiály s vyšší tvrdostí vyžadují nižší řezné rychlosti a posuvy. Použití standardních nastavení může mít za následek špatný výkon.

Nemonitorování opotřebení nástroje: Nesledování opotřebení nástroje může vést ke špatné kvalitě povrchu a rozměrovým nepřesnostem. Vždy zkontrolujte známky opotřebení, jako jsou tupé řezné hrany nebo odštípnuté hroty.

Neadekvátní odstraňování třísek: Pokud třísky nejsou řádně odstraněny, mohou se nacpat do otvoru a způsobit poškození výstružníku i obrobku.

8. Závěr

Rychlosti a posuvy výstružníků jsou kritické parametry, které ovlivňují efektivitu obrábění, životnost nástroje a kvalitu hotového výrobku. Pochopením faktorů ovlivňujících tyto parametry a dodržováním osvědčených postupů mohou strojníci dosáhnout vynikajících výsledků při operacích vystružování. Při pečlivém zvážení typů materiálů, specifikací výstružníků a možností stroje je možné optimalizovat operace vystružování pro vysoce kvalitní povrchovou úpravu a maximální životnost nástroje.