Как правильно подобрать скорость резания токарного станка [2 часть]

В промышленности применяются различные виды токарных станков в зависимости от используемого материала и размера детали. Процесс обработки на токарном станке заключается в удалении ненужных частей материала с вращающейся заготовки, оставляя после себя деталь красивой формы. Но как подобрать оптимальную и безопасную скорость вращения заготовки? Давайте попробуем разобраться. С первой частью данной статьи вы можете ознакомиться в нашем блоге.

Скорость токарного станка при обработке зависит от различных факторов, которые прямо или косвенно определяют оптимальную скорость для данного процесса.

Требуемая чистота поверхности при обработке определяет оптимальную скорость токарного станка для данного процесса.

Выполнение токарной операции на высоких скоростях обычно рекомендуется для достижения гладкой поверхности.

Однако необходимо следить за тем, чтобы скорость не превышала определенного предела, вызывающего нежелательные вибрации в заготовке.

Эти вибрации могут повлиять на качество реза, поэтому скорость токарного станка ограничивается до определенного предела.

При обработке заготовки на высокой скорости токарного станка высокая скорость подачи приведет к грубым резам с плохой чистотой поверхности, поэтому рекомендуется поддерживать медленную скорость подачи для чистовых резов.

Тип материала, обрабатываемого на токарном станке, также влияет на оптимальную скорость токарного станка.

Как токарные станки по дереву, так и токарные станки по металлу производят высококачественные резы при высокой скорости вращения и медленной подаче.

Однако при работе с тяжелыми металлическими заготовками большого диаметра рекомендуется поддерживать высокий крутящий момент и низкую скорость, чтобы обеспечить сильное резание, необходимое для обработки металла.

Кроме того, при обработке металла на высоких скоростях выделяется большое количество тепла от трения, что делает необходимым использование смазочно-охлаждающей жидкости для предотвращения перегрева заготовки и режущего инструмента.

С другой стороны, при работе на токарном станке по дереву качество обрабатываемой древесины влияет на оптимальную скорость токарного станка.

Деградировавшая древесина или древесина с сучками с меньшей вероятностью выдержит высокую центробежную силу, действующую на нее при высоких оборотах.

Вращающаяся деревянная заготовка такого типа может расколоться во время обработки и нанести тяжелые травмы оператору.

Поэтому рекомендуется осмотреть заготовку и, руководствуясь своими соображениями, установить оптимальную скорость вращения токарного станка.

При токарной обработке деревянных заготовок с неправильной геометрией, например, квадратного бруска, режущий инструмент не поддерживает непрерывный контакт с поверхностью заготовки. Он обрабатывает края квадрата, после чего образуются прерывистые пустоты.

Такой неравномерный контакт режущего инструмента с заготовкой может привести к высокой ударной нагрузке, повреждая заготовку и режущий инструмент. Как правило, такие заготовки рекомендуется вращать на высокой скорости, сохраняя небольшую глубину резания.

Вращение заготовки на высокой скорости обеспечивает прохождение пустоты под режущим инструментом за минимальное время, тем самым снижая ударную нагрузку.

Однако точение нестандартных заготовок на таких высоких скоростях требует строгого контроля для обеспечения равномерной и малой глубины реза на протяжении всего процесса.

Увеличение глубины резания приведет к усилению ударной нагрузки, которая может разрушить деревянную заготовку, в результате чего обломки на высокой скорости могут полететь в сторону оператора и причинить ему ущерб.

Выравнивание заготовки относительно оси токарного станка - один из самых важных этапов в работе токарного станка.

Смещение даже на 1° может привести к сильным вибрациям заготовки, которые еще больше усиливаются при увеличении скорости вращения.

Поэтому важно идеально выровнять заготовку, чтобы минимизировать вибрации. Однако при обработке нестандартных заготовок добиться идеального выравнивания невозможно.

В таких ситуациях рекомендуется выровнять заготовку относительно центральной оси шпинделя токарного станка, вращать заготовку с постепенно увеличивающейся скоростью и определить скорость и конфигурацию выравнивания, которая вызывает наименьшие вибрации.

Материал режущего инструмента определяет величину силы резания, которая может быть приложена к заготовке без заедания инструмента.

Твердосплавный инструмент более долговечен, чем инструмент из быстрорежущей стали и может использоваться для точения на сравнительно более высоких скоростях без ущерба для срока службы инструмента.

Токарные станки в целом делятся на две основные категории: токарные станки по металлу и токарные станки по дереву.

Хотя токарные станки по дереву сравнительно меньше токарных станков по металлу, они спроектированы так, чтобы иметь более высокое соотношение скорости и крутящего момента, поскольку обработка дерева требует сравнительно меньшего крутящего момента, чем обработка металлов.

Как следствие, управление скоростью на токарных станках по дереву осуществляется с помощью электроники, что позволяет легко устанавливать различные скорости в соответствии с вашими задачами.

С другой стороны, токарные станки по металлу с редуктором/пультом обеспечивают фиксированные настройки скорости, которые вы можете выбрать самостоятельно.

Высокое число оборотов в минуту при токарной обработке обеспечивает более гладкие срезы и более быструю обработку, тогда почему не рекомендуется всегда использовать максимальную скорость токарного станка?

Основной проблемой при обработке заготовки на высокой скорости является центробежная сила, которая действует на вращающуюся заготовку.

Эта сила тянет заготовку в сторону от вращающейся оси токарного станка. Она действует вдоль внешней поверхности заготовки, что может даже привести к разрушению слабой или дефектной заготовки.

Центробежная сила, действующая на заготовку, прямо пропорциональна квадрату скорости вращения шпинделя.

Поэтому даже незначительное увеличение числа оборотов приведет к четырехкратному увеличению центробежной силы, действующей на поверхность заготовки.

Кроме того, центробежная сила также увеличивается с увеличением диаметра заготовки.

Поэтому рекомендуется вращать большие заготовки на сравнительно меньшем числе оборотов, чем маленькие.

Токарные операции на токарном станке дают хорошее качество при обработке на высоких оборотах, но качество резания также зависит от таких факторов, как скорость подачи и глубина резания.

При обработке на таких высоких скоростях глубокий рез может привести к высокой ударной нагрузке, которая может повредить заготовку и режущий инструмент.

Это воздействие более опасно для токарных станков по дереву, так как они состоят из ручного режущего инструмента, и ударная нагрузка может передаться от ручного инструмента оператору и вызвать серьезные травмы.

Поэтому обработка на высоких скоростях рекомендуется только профессионалам, которые могут регулировать оптимальную скорость и подачу, сохраняя равномерную глубину резания на протяжении всего процесса.

Существуют различные способы зажима заготовки на токарном станке.

В то время как цанги и патроны являются обычными зажимными устройствами для токарных станков по металлу, в токарных станках по дереву используются такие варианты зажима, как торцевые пластины, шпиндель и т.д.

Трехкулачковые или четырехкулачковые патроны - наиболее часто используемые способы зажима в большинстве токарных станков по металлу, например таких как револьверный токарный станок, где на заготовку должны быть приложены большие усилия резания.

Напротив, цанговые патроны используются на легких токарных станках по металлу.

Аналогично, при работе с деревянными заготовками торцевые патроны рекомендуются для тяжелых заготовок, так как они обеспечивают большую удерживающую силу для преодоления центробежной силы, действующей на заготовку.

Слабое удерживающее устройство, такое как шпиндель, подходит для небольших заготовок, так как оно обеспечивает сравнительно слабую удерживающую силу, которая не может преодолеть центробежное усилие на больших заготовках.

Эта большая центробежная сила может отсоединить заготовку от удерживающего устройства.

Поэтому рекомендуется всегда задействовать заднюю бабку токарного станка для обеспечения дополнительной силы удержания и минимизации вибраций.

Высокая скорость вращения токарного станка приводит к сильным вибрациям, что в свою очередь приводит к плохой обработке поверхности.

Эти вибрации вызывают нежелательное трение инструмента о заготовку и иногда могут создавать большую ударную нагрузку, повышая риск несчастных случаев.

Основной причиной этих вибраций может быть легкая станина токарного станка, несбалансированная заготовка или биение шпинделя.

Поэтому важно обеспечить идеально выровненную заготовку и помнить о физических ограничениях вашего токарного станка при установке скорости вращения.

Какая скорость вращения токарного станка рекомендуется для токарной обработки дерева?

Как правило, для токарных работ по дереву рекомендуется скорость вращения около 1000 об/мин. Эта скорость считается безопасной и позволяет получать качественные резы с минимальным износом инструмента на большинстве пород древесины. Однако рекомендуется понимать поведение обрабатываемой породы древесины и соответственно регулировать скорость.

Могу ли я выполнять токарную обработку на скорости ниже рекомендуемой?

Да, вы можете выполнять токарные операции на скорости ниже рекомендуемой. Особенно при работе на токарных станках по дереву, где приходится манипулировать режущим инструментом вручную, рекомендуется устанавливать такую скорость, при которой вы будете чувствовать себя комфортно и обеспечивать требуемую чистоту поверхности.

Какая скорость предпочтительна для настольного токарного станка по дереву?

Как правило, большинство настольных токарных станков по дереву имеют максимальную скорость вращения шпинделя от 4000 до 6000 об/мин с переменной скоростью. Это обеспечивает возможность обработки различных пород древесины с высокой чистотой поверхности.

Скорость вращения токарного станка играет решающую роль в определении безопасности процесса и чистоты поверхности обработанной детали.

Увеличение скорости вращения шпинделя сверх определенного предела может привести к возникновению экстремальной центробежной силы, что ставит под угрозу безопасность процесса.

С другой стороны, увеличение скорости вращения поверхности приводит к более гладкому резу с высокой чистотой поверхности.

Кроме того, снижение поверхностной скорости ниже оптимального диапазона влияет на процесс резания, уменьшая силу реза, прилагаемую для удаления материала с заготовки, ухудшая качество реза.

Обе скорости взаимозависимы друг от друга, поэтому важно установить идеальный баланс, который обеспечит высококачественную резку при безопасной работе.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Как пользоваться токарным станком по дереву: руководство для начинающих»‎ и «‎История токарных станков с ЧПУ»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!