Skärverktyg: Betydelse, Typer och Vinklar

Efter att ha läst denna artikel kommer du att lära dig om: - 1. Betydelse av skärverktyg 2. Typer skärverktyg 3. Vinklar 4. Signatur.

Betydelse av skärverktyg:

Ett skärverktyg i metallbearbetning kan definieras som "något verktyg som används för att avlägsna metall från arbetsstycket genom skjuvdeformation". Ofta refererar det också som en verktygsbit. För att utföra effektiv skärning måste skärverktyget vara av ett material som är hårdare än det arbetsmaterial som ska skäras. Verktyget måste också kunna klara värmen som genereras under bearbetningsprocessen.

Verktyget måste ha en specifik geometri (känd som verktygsgeometri) för effektiv skärning och jämn yta. Enligt verktygsgeometrin kan skärverktygen klassificeras i fasta skärverktyg och hårdmetallverktyg.

Det finns två ytor som ligger intill verktygets skärkant:

(a) Rake yta.

(b) Flankyta.

(a) Rake Yta:

Rakeyta styr flödet av nybildat chip. Den är orienterad i en viss vinkel kallas rakeängeln 'a'. Det mäts relativt planet vinkelrätt mot arbetsytan. Rakvinkeln kan vara positiv eller negativ.

(b) Flankytan:

Verktygets flankyta ger ett utrymme mellan verktyget och den nybildade arbetsytan, vilket skyddar ytan från nötning vilket skulle försämra ytan. Denna vinkel mellan arbetsytan och flankytan kallas lindnings- eller röjningsvinkeln.

Typer skärverktyg:

Olika skärningsoperationer kräver olika typer av skärverktyg. För att uppnå god ytkvalitet är korrekt skärverktygsval väldigt viktigt.

Nedan följer några viktiga parametrar som ska beaktas vid val av ett skärverktyg för särskild bearbetningsoperation:

jag. Geometri.

ii. Material som ska bearbetas.

III. Form och storlek på del.

iv. Typ av operation som krävs.

v. Maskinverktygets kvalitet.

vi. Ytbehandling krävs.

vii. Holding anläggning.

viii. Bearbetningsparametrar som matningshastighet och skärningsdjup vald.

De olika typerna av skärverktyg visas i figur 9.11.

De viktigaste klassificeringarna av skärverktyg följer:

(i) Enligt konstruktion:

(a) Fast verktyg.

(b) Carbide-tippverktyg.

(ii) Enligt antal skärande kanter:

(a) Enpunktsverktyg.

(b) Multipunktverktyg.

(iii) Enligt Form:

(en ruta.

(b) Cirkulär.

(d) Höger hand.

e) rund näsa

(f) Rak näsa.

(iv) Enligt Operationer:

(a) Turning.

(b) Borrning.

(d) Knurling.

(e) Boring.

(f) Forming.

(g) Avskiljning.

(h) Reaming.

(v) Enligt typ av skärverktygsmaterial:

(a) HSS

(b) karbid.

(d) Diamant.

Skärverktygets vinklar:

Ansiktet och flanken är smärtytor, skärkant kan antas vara en linje. Dessa ytor och kanterna är benägna i förhållande till någon referensplan eller linje. Lutningarna kallas verktygsvinklar.

Dessa vinklar definieras av olika namn. De tillhandahålls för olika ändamål. Tänk på fallet av ansiktet abgf, som visas i figur 9.12. Det är en plan yta utan tvekan, men kan ha några lutningar. Denna yta kan vara parallell med basen eller säga till den horisontella ytan, eller den kan luta uppåt eller nedåt med avseende på horisontalplanet. Återigen kan det också ha lutning i sidled. Så i allmänhet kan ansiktet ha två lutningar samtidigt, bakåt och framåt. På samma sätt kan flanken (Principal flank abed eller extra flank adef) ha två lutningar.

För effektiv bearbetning måste skärverktyget vara försedd med nödvändiga verktygsvinklar. Ett verktyg med korrekt geometri (skärkant och verktygsvinklar) skär metallet effektivt. Därför reducerar chattering, brytning av verktyget med mindre värmegenerering. Fig. 9. 14. (a) och (b) visar ett enda punktskärverktyg med olika skäreggar och verktygsvinklar.

Från skärverktygets geometri är de olika skärverktygen vinklarna:

Ringsvinkel (a):

(a) Svart rakevinkel.

(b) Sidovinkelvinkel.

Clearance eller Relief Angle (γ):

(a) Avslutningsavlastningsvinkeln.

(b) Avlastningsvinkel på sidan.

Skärkant vinkel:

(a) Avsluta skärkantvinkeln.

(b) Sidans skärkantvinkel.

(i) Ryggvinkel:

Det är vinkeln mellan verktyget och planet parallellt med basen. Det är också känt som främre rakevinkel eller topprakevinkel.

(ii) Side Rake Angle:

Det är vinkeln mellan verktyget och verktyget.

(iii) Slutröjning (Relief) Vinkel:

Det är vinkeln mellan verktygets främre yta och en linje som är normal mot verktygets botten. Det är också känt som främre avståndsvinkel.

(iv) Sidoklarering (Relief) Vinkel:

Det är vinkeln mellan verktygets sidoyta och en linje som är normal mot verktygets botten.

(v) Avslutande kantkantvinkel:

Det är vinkeln mellan verktygets ändkant och en linje vinkelrätt mot skaftet.

(vi) Sidoklippets kantvinkel:

Det är vinkeln mellan verktygets och verktygets sidokantkant.

(vii) Näsa Radius:

Näsa radie är en som förbinder sidan och slutet skärkant. Nu ska vi diskutera funktionerna och effekterna av skärverktygets vinklar på skärprocessen.

Funktioner av ryggvinkeln:

(a) Det hjälper till att styra chipflödet i en lämplig riktning.

(b) Det minskar skärkraften som krävs för att skjuva metallen och hjälper därför till att minska kraven och öka livslängden.

c) Det bidrar också till att motverka trycket mot skärverktyget från arbetet genom att dra verktyget i arbetet.

(d) Det ger skärpa till skäreggen och förbättrar ytfinishen.

Funktioner vid sidovinkelvinkel:

(a) Den utför liknande funktioner som utförts av back-rakevinkeln.

(b) Sidoväxvinkel tillsammans med bakre vinkelvinkel styr chipflödesriktningen.

(d) Exempelvis kräver mässing en rygg- och sidovinkel på nästan 0 °, medan aluminium använder en rygg på 35 ° och en sidramp på 15 °.

Funktioner för slutavkänning (lättnad) Vinkel:

(a) Det låter verktyget klippa fritt utan att gnugga mot arbetsytan.

(b) Denna vinkel varierar från 0 ° till 15 ° och vanligtvis 8 °.

Funktioner av sidoklarering (lättnad) Vinkel:

jag. Det undviker gnidning av flanken mot arbetsstycket när verktyget matas i längdriktningen.

ii. Denna vinkel är 6 ° till 10 ° för stål, 8 ° för aluminium.

III. Det hävdar att ingen del av verktyget förutom den egentliga kanten kan röra arbetet.

Funktioner av ändkantskärningsvinkel:

jag. Det undviker att gnugga mellan verktygets kant och arbetsytan.

ii. Det påverkar riktningen av chipflödet.

Funktioner på sidoklippets kant Vinkel:

jag. Ökning av sidokantvinkel tenderar att bredda och tunna chipet.

ii. En överdriven sidokantvinkel omdirigering matar krafter i radiell riktning vilket kan orsaka chatter.

Funktioner av näsa Radius:

jag. En skarp punkt i slutet av verktyget är oönskade, eftersom den är starkt stressad, kortlivad och lämnar spår i skärvägen.

ii. Därför är Nose Radius gynnsam för lång livslängd och bra ytkvalitet.

III. Det påverkar verktygets livslängd, radiell kraft och ytkvalitet på arbetsstycket.

iv. Om näsdistriktet är för stort uppträder chatter.

v. Det finns ett optimalt värde på näsa raden där verktygslängden är maximal.

vi. Om näsdistriktet överstiger det optimala värdet minskar verktygslängden.

vii. Större nässtråle innebär större kontakt mellan verktyg och arbetsstycke. Resultat som resulterar i mer friktionsvärme genereras. Dessutom ökar skärkraften på grund av vilken arbetsdelen kan börja vibreras och chatteras, om arbetsdelen håller sig inte mycket tätt.

viii. Rekommendationerna för användning av mer näsa radie är.

R = 0, 4 mm för känsliga komponenter.

R = 0, 4 mm till 1, 2 mm för engångskarbidinsatser för allmänt bruk.

R = 1, 2 mm till 1, 5 mm för tunga insatser.

R ≥ 1, 5 mm för stort skärsnitt, avbrutna skär och tunga matar.

Betydelse av Rake Angle:

1. Rivenvinklarna kan vara positiva, noll eller negativa.

2. En ökad rakevinkel minskar skärkantens styrka.

3. Rakevinkeln påverkar värdena på skärvinkeln och skjuvvinkeln.

4. Större rakevinkeln, minska skärvinkeln (och större skjuvvinkeln).

5. I allmänhet används den lilla rakevinkeln för skärning av hårda metaller och en större rakevinkel används för skärning av mjuka och duktila metaller.

6. Användningen av negativ rakevinkel började med anställning av hårdmetallskärverktyg. När positiv rakevinkel används används kraften på verktyget mot skäreggen, tenderar att chipa eller bryta den, såsom visas i figur 9.15 (a).

7. Eftersom karbidmaterialet är skört och saknar stötdämpning, kommer det att misslyckas om positiva rakevinklar används med den. Med hjälp av negativa rakevinklar styrs kraften tillbaka i verktyget från skärkanten, vilket skyddar mot skäreggen, som visas i figur 9.15 (b).

8. Användningen av negativ rakevinkel ökar skärkraften. Detta kan kompensera genom högre skärhastigheter. Därför används höga skärhastigheter alltid med negativa rakevinklar. Höga skärhastigheter kräver hög effekt på maskinverktyget.

9. Användningen av indexburna insatser behöver också användningen av negativa rakevinklar.

10. En negativ rakevinkelinsats har dubbelt livslängd än en motsvarande positiv rakevinkelinsats.

11. Negativ rakevinkel ökar skärkantstyrkan, eftersom skärkraften verkar på mitten av skärkant.

12. Positiv rakevinkel minskar skärkantens styrka, eftersom skärkraften verkar på skärets ände eller hörn.

13. Positiva rakevinkelrekommendationer är:

(a) Vid bearbetning av låghållfasta metaller och legeringar, såsom aluminium och kopparlegeringar, mjukt stål etc.

(b) Vid skärning med låga hastigheter.

(d) När maskiner med låg effekt används.

(e) När verktygsmaterial är HSS och gjutlegeringar.

14. Negativa rakevinkelrekommendationer är:

(a) Vid bearbetning av höghållfast metall och legeringar, såsom rostfritt stål, legeringsverktygsstål, titanlegeringar etc.

Tabell 9.4. Ger de rekommenderade rakevinklarna för olika kombinationer av arbets- och verktygsmaterial:

Verktygs signatur:

Verktygs signatur är specifikationen eller nomenklaturen för verktyget som ger information om olika verktygsvinklar och näsa radie.

Den innehåller sju parametrar i specificerad ordning enligt nedan:

(i) Ryggvinkeln.

(ii) Sidovinkelvinkel.

iii) Slutavlastning (clearance) vinkel.

(iv) Sidostödsvinkel,

(v) Avsluta skärkantvinkeln.

(vi) Sidokantkantvinkel.

(vii) Näsa radie.

Till exempel:

(a) Om verktygs signaturen är 12, 15, 7, 6, 10, 15, 0, 8

Betyder,

Ryggvinkelvinkel (grad): 12

Sidovinkelvinkel: 15

Slutavlastningsvinkel: 07

Sidoförlängningsvinkel: 06

Avsluta skärkantvinkeln: 10

Sidokantkantvinkel: 15

Näsradie (mm): 0, 8

(b) Om verktygs signaturen är -10, 15, 8, 6, 8, 5, 0, 5

Här är också meningen att rakevinkeln är negativ 10 grader, sidovinkelvinkeln är 15 grader, slutavlastningsvinkeln är 08 grader, sidolättnadsvinkeln är 06 grader, slutet kantkantvinkeln är 08 grader, sidokantkantvinkeln är 05 grader och näsa radie är 0, 5 mm.