Дробление стружки на автоматах продольного точения
Основной мотивацией для предприятий, приобретающих автоматы продольного точения (АПТ), является производство деталей в больших объемах. Однако доходность такой инвестиции зависит не только от технических характеристик самих автоматов. Необходимо также уделить внимание другим аспектам производственного процесса, чтобы обеспечить непрерывную работу станков.
Во время обработки на автоматах продольного точения одной из важных задач является контроль размера и правильное дробление стружки. Если в процессе образуется длинная стружка, она обвивается вокруг заготовки и выглядит как птичье гнездо. Это приводит к нагреванию и повреждению режущего инструмента, а также к порче самого изделия. Данная проблема особенно актуальна при работе с титаном, нержавеющей сталью, пластиком и другими труднообрабатываемыми материалами, которые часто образуют «неправильную» стружку. Поскольку многие отрасли используют именно такие материалы для решения инженерных задач, предприятия должны учитывать это для эффективного производства деталей в больших объемах.
Стружка обмоталась вокруг прутка и портит инструмент и заготовку
Поэтому необходимо проводить предварительное исследование физических аспектов процесса резания. Оно включает в себя анализ образования стружки, деформации и напряжений в зоне резания, температуры в процессе резания и многое другое. Изучив связи между характеристиками контакта на передней поверхности режущего инструмента и параметрами формирования стружки, можно предполагать, какой вид будет иметь стружка, и повышать производительность в автоматизированном производстве без дополнительных затрат на оборудование.
Многие руководители ошибочно полагаются на то, что операторы постоянно находятся на «низком старте» и сразу убирают стружку, если она начинает наматываться на деталь. Но такая стратегия фактически исключает обработку без оператора и может резко снизить рентабельность станка швейцарского типа. Однако существует относительно простой способ использования собственной кинематики станка для удаления стружки без участия оператора.
Метод низкочастотных вибраций
Обработка с применением низкочастотной вибраций (НЧВ) – это оптимизация процесса дробления стружки на токарном станке швейцарского типа без вмешательства оператора. В процессе НЧВ режущий инструмент намеренно вибрирует вдоль одной оси, синхронизируя вибрацию с вращением шпинделя для перемещения режущего инструмента из положения «в контакте с заготовкой» в положение, когда резец на короткое время разрывает этот контакт. В этот момент стружка скалывается, не образуя длинные нити для будущего «гнезда».
Резание с использованием низкочастотных вибраций – это метод дробления стружки при обработке сложных материалов. Он может значительно увеличить износостойкость режущего инструмента.
По сути, чередуя глубокие и мелкие резы за один оборот детали, траектория движения инструмента намеренно создает разрывы контакта с заготовкой, в результате чего стружка начинает дробиться. Это позволяет легко удалять стружку даже при работе с такими сложными материалами, как титан, нержавеющая сталь и пластик. Хотя введение вибраций в траекторию движения инструмента кажется абсолютно нелогичным, зачастую оно предпочтительнее, чем накопление стружки, приводящее к браку деталей.
Кроме того, НЧВ обладает высокой адаптивностью и легкостью внедрения. Некоторые производители уже включают эту функцию в свои автоматы продольного точения, и для активации данного процесса станок требует лишь небольших изменений в программном коде. После указания скорости шпинделя и ввода команды для начала и завершения цикла обработки с использованием НЧВ станок берет на себя остальные задачи и с легкостью может выполнять обработку вдоль обеих осей Z и X, включая конусы и дуги. Кроме того, метод НЧВ может использоваться как для нарезки резьбы, так и для сверления, в том числе глубокого.
Основной принцип метода низкочастотных вибраций
Благодаря этому простому изменению снижается зависимость оборудования от оператора, расширяются возможности автоматизации обработки деталей на АПТ и повышается экономическая эффективность станка. При этом его оператор может работать более продуктивно в другом месте.
Выбор правильного инструмента
Конечно, НЧВ-технология не лишена недостатков. По сути, это прерывистая обработка, поскольку режущий инструмент постоянно разрывает контакт с материалом и снова входит в него. Такое постоянное изменение сил, действующих на режущий инструмент, значительно увеличивает его износ, поэтому резец, используемый для этого процесса, должен быть особенно прочным. Кроме того, вибрации при НЧВ-резке сказываются на чистоте обработки детали, что требует дополнительного чистового точения.
Одно из типовых решений на производстве – использование стружколома особой формы вместе с износостойкими пластинами, предназначенными для чернового точения.
При правильной комбинации инструмента, станка и метода НЧВ-обработки можно значительно упростить процесс обработки деталей на автоматах продольного точения для предприятий, имеющих дело с труднообрабатываемыми материалами.