Mode de coupe en tournage : les éléments et le concept de coupe

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-12 07:16

L'une des méthodes multifonctionnelles du traitement des métaux est le tournage. Avec son aide, une finition grossière et fine est effectuée dans le processus de fabrication ou de réparation de pièces. L'optimisation des processus et un travail de qualité efficace sont obtenus grâce à une sélection rationnelle des paramètres de coupe.

Caractéristiques du processus

La finition du tournage est effectuée sur des machines spéciales à l'aide de fraises. Les principaux mouvements sont effectués par la broche, qui assure la rotation de l'objet fixé sur celle-ci. Les mouvements d'avance sont effectués par l'outil, qui est fixé dans l'étrier.

Les principaux types de travaux caractéristiques comprennent: le tournage frontal et façonné, l'alésage, le traitement des évidements et des rainures, le détourage et le tronçonnage, le filetage. Chacun d'eux est accompagné des mouvements productifs de l'inventaire correspondant: fraises traversantes et poussées, façonnées, aléseuses, coupantes, coupantes et filetantes. Une variété de types de machinestraiter des objets petits et très grands, des surfaces internes et externes, des pièces plates et volumineuses.

Éléments de base des modes

Le mode de coupe en tournage est un ensemble de paramètres pour le fonctionnement d'une machine à couper les métaux, visant à obtenir des résultats optimaux. Ceux-ci incluent les éléments suivants: profondeur, avance, fréquence et vitesse de broche.

Profondeur est l'épaisseur du métal retiré par la fraise en un seul passage (t, mm). Dépend de la propreté souhaitée et de la rugosité correspondante. Avec tournage grossier t=0,5-2 mm, avec finition - t=0,1-0,5 mm.

Avance - la distance de déplacement de l'outil dans le sens longitudinal, transversal ou rectiligne par rapport à un tour de la pièce (S, mm / tour). Les paramètres importants pour sa détermination sont les caractéristiques géométriques et qualitatives de l'outil de tournage.

Vitesse de la broche - le nombre de tours de l'axe principal auquel la pièce est attachée, effectué sur une période de temps (n, tour / s).

Vitesse - la largeur du passage en une seconde avec la profondeur et la qualité spécifiées, fournies par la fréquence (v, m/s).

Force de rotation - un indicateur de consommation d'énergie (P, N).

La fréquence, la vitesse et la force sont les éléments interdépendants les plus importants du mode de coupe en tournage, qui définissent à la fois les indicateurs d'optimisation pour la finition d'un objet particulier et le rythme de toute la machine.

Données initiales

Du point de vue d'une approche systématique, le processusle tournage peut être considéré comme le fonctionnement coordonné des éléments d'un système complexe. Ceux-ci incluent: tour, outil, pièce, facteur humain. Ainsi, l'efficacité de ce système est influencée par une liste de facteurs. Chacun d'eux est pris en compte lorsqu'il faut calculer le mode de coupe pour le tournage:

• Caractéristiques paramétriques de l'équipement, sa puissance, type de commande de rotation de la broche (pas à pas ou en continu).
• Méthode de fixation de la pièce (à l'aide d'une plaque frontale, plaque frontale et lunette, deux lunettes).
• Propriétés physiques et mécaniques du métal traité. Sa conductivité thermique, sa dureté et sa résistance, le type de copeaux produits et la nature de son comportement par rapport à l'inventaire sont pris en compte.
• Caractéristiques géométriques et mécaniques de la fraise: dimensions des coins, supports, rayon des coins, taille, type et matériau du tranchant avec conductivité thermique et capacité thermique appropriées, ténacité, dureté, résistance.
• Paramètres de surface spécifiés, y compris sa rugosité et sa qualité.

Si toutes les caractéristiques du système sont prises en compte et rationnellement calculées, il devient possible d'atteindre une efficacité maximale de son travail.

Critères de performance de tournage

Les pièces réalisées par tournage finition sont le plus souvent des composants de mécanismes responsables. Les exigences sont satisfaites en fonction de trois critères principaux. Le plus important est la performance maximalechacun.

• Correspondance des matériaux de la fraise et de l'objet tourné.
• Optimisation entre avance, vitesse et profondeur, productivité maximale et qualité de finition: rugosité minimale, précision de forme, aucun défaut.
• Coût minimal des ressources.

La procédure de calcul du mode de coupe pendant le tournage est effectuée avec une grande précision. Il existe plusieurs systèmes différents pour cela.

Méthodes de calcul

Comme déjà mentionné, le mode de coupe lors du tournage nécessite de prendre en compte un grand nombre de facteurs et de paramètres différents. Au cours du développement technologique, de nombreux esprits scientifiques ont développé plusieurs complexes visant à calculer les éléments optimaux des conditions de coupe pour diverses conditions:

• Mathématiques. Cela implique un calcul exact selon des formules empiriques existantes.
• Graphographique. Combinaison de méthodes mathématiques et graphiques.
• Tableau. Sélection de valeurs correspondant aux conditions de fonctionnement spécifiées dans des tableaux complexes spéciaux.
• Machine. Utilisation du logiciel.

Le plus approprié est choisi par l'interprète en fonction des tâches et du caractère massif du processus de production.

Méthode mathématique

Les conditions de coupe sont calculées analytiquement pendant le tournage. Des formules existent de plus en moins complexes. Le choix du système est déterminé par les caractéristiques et la précision requise des résultatserreurs de calcul et la technologie elle-même.

La profondeur est calculée comme la différence entre l'épaisseur de la pièce avant (D) et après (d) le traitement. Pour un travail longitudinal: t=(D - d): 2; et pour transverse: t=D - d.

La soumission admissible est déterminée étape par étape:

• numéros qui fournissent la qualité de surface requise, S_cher;
• avance spécifique à l'outil, S_p;
• valeur du paramètre, en tenant compte des caractéristiques de fixation de la pièce, S_det.

Chaque nombre est calculé selon les formules correspondantes. Le plus petit des S reçus est choisi comme avance réelle. Il existe également une formule généralisante qui prend en compte la géométrie de la fraise, les exigences spécifiées pour la profondeur et la qualité du tournage.

• S=(C_sR^yr^u): (t ^xφ^{z2), mm/tour;}
• où C_{s est la caractéristique paramétrique du matériau;}
• Ry – rugosité spécifiée, µm;
• ru – rayon de la pointe de l'outil de tournage, mm;
• tx – profondeur de braquage, mm;
• φz – angle au sommet de la fraise.

Les paramètres de vitesse de rotation de la broche sont calculés en fonction de diverses dépendances. L'un des fondamentaux:

v=(C_vK_v): (T^mt ^xS^{y), m/min où}

• C_{v – coefficient complexe résumant le matériau de la pièce, la fraise, les conditions de traitement;}
• K_{v – coefficient supplémentaire,caractérisant les caractéristiques du tournage;}
• Tm – durée de vie de l'outil, min;
• tx – profondeur de coupe, mm;
• Sy – avance, mm/tour

Dans des conditions simplifiées et dans le but de rendre les calculs disponibles, la vitesse de rotation d'une pièce peut être déterminée:

V=(πDn): 1000, m/min, où

n – vitesse de broche de la machine, rpm

Capacité utilisée par l'équipement:

N=(Pv): (60100), kW, où

• où P est la force de coupe, N;
• v – vitesse, m/min.

La technique donnée prend beaucoup de temps. Il existe une grande variété de formules de complexité variable. Le plus souvent, il est difficile de choisir les bons pour calculer les conditions de coupe en tournage. Un exemple des plus polyvalents d'entre eux est donné ici.

Méthode de tableau

L'essence de cette option est que les indicateurs des éléments se trouvent dans les tableaux normatifs conformément aux données sources. Il existe une liste d'ouvrages de référence qui répertorient les valeurs d'avance en fonction des caractéristiques paramétriques de l'outil et de la pièce, de la géométrie de la fraise et des indicateurs de qualité de surface spécifiés. Il existe des normes distinctes qui contiennent les restrictions maximales autorisées pour divers matériaux. Les coefficients de démarrage nécessaires au calcul des vitesses sont également contenus dans des tableaux spéciaux.

Cette technique est utilisée séparément ou simultanément avec la technique analytique. C'est confortable et précisapplication pour la production en série simple de pièces, dans des ateliers individuels et à domicile. Il vous permet de fonctionner avec des valeurs numériques, en utilisant un minimum d'effort et des indicateurs initiaux.

Méthodes graphographiques et machines

La méthode graphique est auxiliaire et est basée sur des calculs mathématiques. Les résultats calculés des avances sont tracés sur un graphique, où les lignes de la machine et de la fraise sont dessinées et des éléments supplémentaires en sont déterminés. Cette méthode est une procédure complexe très compliquée, ce qui n'est pas pratique pour la production de masse.

Méthode de la machine - une option précise et abordable pour les tourneurs expérimentés et novices, conçue pour calculer les conditions de coupe lors du tournage. Le programme fournit les valeurs les plus précises en fonction des données initiales données. Ils doivent inclure:

• Coefficients caractérisant le matériau de la pièce.
• Indicateurs correspondant aux caractéristiques du métal de l'outil.
• Paramètres géométriques des outils de tournage.
• Description numérique de la machine et comment y fixer la pièce.
• Propriétés paramétriques de l'objet traité.

Des difficultés peuvent survenir au stade de la description numérique des données initiales. En les réglant correctement, vous pouvez obtenir rapidement un calcul complet et précis des conditions de coupe pour le tournage. Le programme peut contenir des inexactitudes de travail, mais elles sont moins importantes qu'avec la version mathématique manuelle.

Le mode de coupe pendant le tournage est une caractéristique de conception importante qui détermine ses résultats. En plus des éléments, des outils, des liquides de refroidissement et des lubrifiants sont sélectionnés. Une sélection rationnelle complète de ce complexe est un indicateur de l'expérience d'un spécialiste ou de sa persévérance.