W produkcji toczenie stożkowe jest ważne, aby uzyskać dokładne kształty stożkowe. Proces ten znajduje zastosowanie w wielu branżach, nawet w produkcji podzespołów samochodowych i części lotniczych. W tym artykule omówimy główne techniki, obliczenia i rzeczywiste zastosowania toczenia stożkowego.
Czym jest toczenie stożkowe?
Toczenie stożkowe pozwala uzyskać gładką powierzchnię poprzez stopniową zmianę średnicy obracającego się przedmiotu obrabianego. Proces ten jest wykonywany przez narzędzie skrawające, które porusza się po linii prostej, usuwając materiał, nadając mu kształt stożka. Każda powierzchnia stożkowa ma określony kąt stożkowy, który jest kątem między powierzchnią stożkowego przedmiotu a osią przedmiotu obrabianego.
Metody toczenia stożkowego
1. Metoda narzędzia formularza
Narzędzie tnące o kształcie połowy kąta stożka jest używane w metodzie formowania narzędzia. Narzędzie to jest umieszczane przez operatora pod kątem prostym do obracającego się przedmiotu obrabianego. Gdy część obraca się do tyłu lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, narzędzie wchodzi prosto w dół, usuwając materiał na całej długości części. Działa to dobrze w przypadku krótkich stożków, ale powoduje wibracje. Dlatego prędkości cięcia są zazwyczaj zmniejszane w celu uzyskania odpowiedniego poziomu dokładności.
2. Metoda ustawiania konika
Ta metoda toczenia stożkowego polega na przesunięciu konika z położenia środkowego tokarki. Pierwsza część procesu polega na zamontowaniu przedmiotu obrabianego między środkami i przesunięciu konika na bok od osi głównej. Stożek powstaje, gdy narzędzie tnące porusza się równolegle do łoża tokarki.
Mechanicy obliczają potrzebne odsunięcie przy użyciu wzoru: Odsunięcie = (Długość × Stożek na stopę)/24.
Metoda ta sprawdza się najlepiej w przypadku długich elementów obrabianych o niewielkich kątach, mniejszych niż 8 stopni.
3. Metoda spoczynku złożonego
Metoda złożonej podpórki polega na obróceniu złożonej podpórki o połowę wymaganego kąta stożka. Podczas gdy przedmiot obrabiany obraca się na uchwycie, narzędzie porusza się wzdłuż ścieżki kątowej, którą podąża. Aby znaleźć kąt stożka, użyj: tan θ = (Dd)/(2L).
Świetnie nadaje się do tworzenia krótkich, stromych (do 45 stopni) stożków po obu stronach środka.
4. Metoda mocowania tokarki stożkowej
Konfiguracja ma prowadnicę, która może obracać się do 10° w obie strony, zamontowaną za łożem tokarki. Za tą prowadnicą znajduje się blok prowadzący połączony z suportem poprzecznym, w celu zapewnienia precyzyjnej kontroli. Pokrętło ręczne podtrzymujące jest używane do regulacji głębokości cięcia przez operatora.
Metoda zapewnia opcje zasilania i jest odpowiednia dla stożków o długości do 300 mm. Działa dla stożków wewnętrznych lub zewnętrznych bez zmiany głównej konfiguracji i utrzymuje wyrównanie środków.
5. Łączenie metod podawania
W tym zaawansowanym podejściu ścieżka cięcia pod kątem jest tworzona przez jednoczesne użycie zarówno posuwów wzdłużnych, jak i poprzecznych. Prędkość posuwu jest regulowana za pomocą przekładni fartuchowych, aby operatorzy mogli kontrolować ich ruch. Tworzy dokładne stożki, ale wymaga wielu umiejętności. Technika ta działa zarówno na tokarkach CNC, jak i ręcznych; a w przypadku złożonych kształtów stożków zapewnia precyzyjną kontrolę.
Obliczenia toczenia stożkowego
Określanie kąta stożkowego
Aby znaleźć kąt stożkowy (α), użyj następującego wzoru: tan α = (Dd) / 2L. W tym przypadku „D” to duża średnica, „d” to mała średnica, a L to długość stożka.
Stożek na stopę (TPF)
Zmniejszenie średnicy na długości jednego stopy jest pokazane przez TPF. Możesz znaleźć TPF za pomocą: TPF = (Dd)/L × 12. Gdy TPF jest znane, możliwe jest obliczenie przesunięcia konika za pomocą O = (TPF × L)/24.
Obliczenia toczenia stożkowego CNC
Podczas stosowania w operacjach CNC promień stożka w dowolnym punkcie x wzdłuż stożka podąża za wzorem r = r0 – (xx TPF), gdzie r0 jest promieniem początkowym. Aby obliczyć czas obróbki, wzór jest podany jako Czas = Długość cięcia / ((Posuw na obrót X RPM)). Wzory te umożliwiają precyzyjną kontrolę ścieżek narzędzia i utrzymują tolerancje na poziomie ±0.01 mm.
Zalety toczenia stożkowego
- Złącza stożkowe wykazują efekt klina, który powoduje samoblokujące się połączenia. Zapewnia to sposób na równomierne rozłożenie obciążeń w miejscach styku, zapewniając maksymalną stabilność mechaniczną.
- Części stożkowe zmniejszają wagę części poprzez eliminację materiału w określonych obszarach, zachowując jednocześnie integralność strukturalną. Jest to szczególnie przydatne w sektorze motoryzacyjnym i lotniczym.
- Nowoczesne urządzenia do toczenia stożkowego mają urządzenia zabezpieczające, takie jak automatyczne sterowanie, bardzo dokładne systemy podawania i osłony ochronne. Funkcje te chronią personel obsługujący przed metalowymi odpadami i obracającymi się częściami.
- Rozwiercanie wewnętrzne na tokarce można dokładnie wykonać poprzez toczenie stożkowe. Upraszcza to rozszerzanie otworu i umożliwia kontrolę redukcji średnicy.
- Części stożkowe zmniejszają szerokość recyrkulacji w obszarze śladu i opór powodowany przez wiatr. Jednocześnie zwiększają rzucanie wirów częstotliwość w celu poprawy sprawności aerodynamicznej.
- Nowoczesne toczenie stożkowe osiąga tolerancję ±0.0002 cala całkowitej zmiany średnicy. Gwarantuje doskonałe wyrównanie części, a także dokładne dopasowanie.
Zastosowania toczenia stożkowego w różnych gałęziach przemysłu
Sektor lotniczy
W przypadku złożonych systemów przemysł lotniczy wymaga stożkowych części o bardzo wysokiej precyzji. Toczenie stożkowe wytwarza części takie jak rozpórki, części podwozia, obudowy silników, stery samolotów i wały turbin.
Produkcja komponentów obrabiarek
Precyzyjne komponenty obrabiarek są wytwarzane przy pomocy toczenia stożkowego. Pomaga ono w produkcji rozwiertaków, uchwytów narzędziowych, sworzni maszynowych, wrzecion i trzpieni. Bezpieczne mocowanie narzędzi i właściwe ustawienie są gwarantowane przez te precyzyjnie zaprojektowane części.
Konstrukcja i inżynieria
Do projektów budowlanych na dużą skalę potrzebne są mocne, precyzyjnie wyprodukowane komponenty. Dlatego te specjalne części, takie jak zawory, kolumny, belki, złączki i kołnierze, są wykonywane metodą toczenia stożkowego.
Przemysł motoryzacyjny
Toczenie stożkowe jest stosowane w sektorze motoryzacyjnym do produkcji części układu napędowego. Ta technika pozwala na dopasowanie wszystkiego, od drążków kierowniczych i elementów zawieszenia, po osie i wałki przekładni, dokładnie tam, gdzie powinny. Precyzyjne dopasowanie wszystkich tych elementów bezpośrednio wpływa na to, jak pojazd będzie się zachowywał na drodze.
Różne ograniczenia i rozważania dotyczące toczenia stożkowego
- Do ustawiania operacji toczenia stożkowego niezbędni są doświadczeni operatorzy i specjalistyczny sprzęt. W przypadku produkcji małych partii zwiększa to koszty produkcji części gwintowanych lub stożkowych o 2–3 razy.
- Szlifowanie narzędzia jest istotnym sposobem zapewnienia ostrej krawędzi tnącej. Przemiał wymaga umiejętności i precyzji, gdyż niewłaściwe szlifowanie będzie miało negatywny wpływ na narzędzie i jakość stożka.
- Wymaga to od operatorów wielu szkoleń, aby nauczyć się, jak dokonywać regulacji głębokości, wykonywać obliczenia kątowe i kontrolować prędkość posuwu. Dlatego operatorzy muszą nauczyć się wielu ustawień i wielu parametrów obróbki.
- Toczenie stożkowe wiąże się z wysokimi kosztami narzędzi i początkowym czasem konfiguracji, ale jest opłacalne w przypadku dużych wolumenów produkcji. W przypadku producentów małych partii inwestycje w dedykowany sprzęt często nie są uzasadnione.
- Dokładne pozycjonowanie narzędzia na linii środkowej przedmiotu obrabianego jest ważne dla uzyskania precyzyjnych stożków. Słabe wykończenie powierzchni i błędy wymiarowe mogą wystąpić nawet przy niewielkim odchyleniu wynoszącym 0.001 cala.
- Proces toczenia stożkowego usuwa więcej materiału niż jakakolwiek inna metoda standardowa procesy toczenia. Powoduje to powstawanie ogromnej ilości odpadów chłodziwa i wiórów metalowych, które wymagają bezpiecznej utylizacji.
Wniosek
Toczenie stożkowe to bardzo dobra metoda obróbki do produkcji stożkowych komponentów dla wielu branż. Przynosi również kilka ważnych zalet, takich jak zminimalizowana waga komponentu, lepsza wydajność i wyjątkowa precyzja. Wymaga jednak specjalistycznych maszyn i wykwalifikowanych operatorów.
Dzięki naszemu nowoczesnemu sprzętowi CNC i wysoko wykwalifikowanemu zespołowi zapewniamy znakomite rezultaty toczenia stożkowego zgodnie z najwyższymi standardami jakości. Richconn. Skontaktuj się z nami aby zobaczyć, w jaki sposób nasze możliwości toczenia stożkowego mogą pomóc w Twojej produkcji.
FAQ
Jak działa metoda przestawiania konika przy toczeniu stożkowym?
Operator usuwa konik z linii środkowej przedmiotu obrabianego. Ta pozycja przesunięcia tworzy kąt między narzędziem tnącym a przedmiotem obrabianym. Przedmiot obrabiany obraca się, a stożek jest generowany z powodu tego kąta.
W jaki sposób przystawka do toczenia stożkowego usprawnia proces toczenia stożkowego?
Przystawka do toczenia stożkowego zapewnia dokładną kontrolę kąta stożkowego. Wspiera dokładne i spójne cięcia bez konieczności regulacji głównej konfiguracji maszyny.
Jakich środków ostrożności należy przestrzegać podczas operacji toczenia stożkowego?
Przedmiot obrabiany musi być zawsze mocno zamocowany, a właściwy sprzęt ochronny musi być zawsze noszony. Ogranicz prędkość do 1000 obr./min i często sprawdzaj narzędzia pod kątem oznak zużycia lub niesprawności, które mogą powodować wypadki.
Jakie czynniki decydują o wyborze konkretnej metody toczenia stożkowego dla danego zadania?
Czynnikami tymi są materiał, tempo produkcji, dostępność sprzętu, kąt stożka i stopień dokładności wymagany w przypadku gotowej części.
