При работе на токарном станке по дереву важно установить оптимальную скорость вращения, поскольку высокие обороты могут привести к смещению заготовки, тогда как низкие обороты могут привести к плохой чистота поверхности.

Смещение заготовки на такой высокой скорости может высвободить заготовку, как снаряд, и травмировать оператора, поэтому важно регулировать скорость вращения в пределах безопасного предела.

Общее эмпирическое правило для определения оптимального диапазона оборотов токарного станка по дереву состоит в том, чтобы умножить число оборотов на диаметр заготовки, и произведение должно находиться в диапазоне 6000-9.000.

Это означает, что деление 6000 на диаметр заготовки дает минимально эффективное число оборотов в минуту, а деление 9000 на диаметр заготовки дает максимальное безопасное число оборотов в минуту.

Минимальное эффективное число оборотов в минуту = 6000 ÷ диаметр заготовки (в дюймах)

Максимальное безопасное число оборотов в минуту = 9000 ÷ диаметр заготовки (в дюймах)

На основании приведенных выше уравнений оптимальный диапазон оборотов для различных размеров заготовки можно найти в таблице. ниже.

При работе с испорченной древесиной рекомендуется использовать собственное суждение и устанавливать число оборотов в минуту ниже стандартного рекомендуемого значения.

Скорость токарного станка для металлообработки: оптимальная настройка

Оптимальная скорость токарного станка для металлообработки зависит от таких факторов, как твердость обрабатываемого материала и тип используемого инструмента.

При токарной обработке твердых металлов рекомендуется использовать сравнительно более низкую скорость резания, чем при точении более мягких металлов.

Точно так же при использовании режущего инструмента из твердого материала он может работать на более высоких скоростях без защелкивания.

При сравнении токарных станков с ручным управлением и токарных станков с ЧПУ токарные станки с ЧПУ обеспечивают возможность поддержания единых параметров за счет автоматизации процесса и минимизации риска повреждения инструмента.

Как правило, оптимальную скорость резания или скорость поверхности для токарной обработки металла можно определить по таблицам и диаграммам, приведенным в Справочнике по машинному оборудованию или предоставленным производителем инструмента.

Следует отметить, что значения, указанные в таблице выше, являются ориентиром для оптимальных скоростей резания, а фактические значения варьируются от одного сорта металла к другому.

Основываясь на конфигурации оптимальной скорости резания, представленной в таблице, вы можете установить оптимальное число оборотов в минуту, используя следующее уравнение: токарный станок? Пояснение

Токарные станки работают, вращая заготовку с высокой скоростью, в то время как режущий инструмент проходит по ее поверхности для выполнения операции обработки.

Таким образом, скорость вращения заготовки определяет качество резки и время цикла, что делает скорость токарного станка важным параметром для токарных операций.

Почти каждый современный токарный станок оснащен регулятором скорости, при котором скорость можно изменять либо вручную, либо с помощью электрических сигналов.

Ручное управление скоростью включает перемещение ремня привода токарного станка для изменения конфигурации скорости и крутящего момента, тогда как электрическая система состоит из ручки, которую можно вращать для регулировки числа оборотов в минуту.

Как правило, ременная регулировка скорости доступна на мощных токарных станках, таких как токарные станки по металлу, поскольку она снижает число оборотов в минуту при увеличении крутящего момента, что делает ее идеальной для токарной обработки тяжелых заготовок.

С другой стороны, электрическое управление скоростью снижает число оборотов в минуту за счет замедления скорости шпинделя, что снижает выходную мощность токарного станка. Это делает его подходящим для небольших настольных токарных станков.

Точно так же многошпиндельные токарные станки состоят из нескольких шпинделей, которые могут вращаться с разной скоростью, подходящей для различных операций обработки.

Механические операции на токарном станке включают два типа скоростей: число оборотов в минуту (об/мин) и поверхностная скорость (SFM).

Скорость вращения шпинделя (об/мин)

Скорость шпинделя — это скорость, с которой шпиндель токарного станка вращает заготовку, и более высокие скорости шпинделя сопровождаются увеличением стоимости токарного станка.

Определяет количество оборотов, которые заготовка совершает за одну минуту (об/мин).

Как правило, чем выше скорость вращения, тем меньше время цикла и тем ровнее поверхность реза.

Однако увеличение числа оборотов сверх определенного предела может усилить вибрации и привести к вибрации обрабатываемой поверхности, а также увеличить риск несчастных случаев.

Высокие обороты создают высокую центробежную силу, которая может вытолкнуть заготовку из держателя, такого как кулачковый патрон, и ударить по оператору.

Поэтому рекомендуется устанавливать оптимальную скорость, обеспечивающую высокое качество продукции при коротком времени цикла с минимальными вибрациями и минимальным риском несчастных случаев.

Скорость поверхности

Скорость поверхности — это скорость, с которой поверхность заготовки проходит под режущим инструментом токарного станка, и измеряется в поверхностных футах в минуту (SFM).

Скорость поверхности во время процесса обработки зависит от числа оборотов в минуту и ​​радиуса, на котором обрабатывается заготовка.

При обработке внешней поверхности двух заготовок разного размера с одинаковым числом оборотов в минуту скорость поверхности большей детали выше, чем меньшей.

Хотя обеим заготовкам требуется одинаковое время для завершения одного оборота, поверхность, которая проходит под режущим инструментом, сравнительно больше в случае большей заготовки.

Точно так же при обработке заготовки, такой как чаша, поверхностная скорость на внешней поверхности намного выше, чем поверхностная скорость в центре чаши.

Это может быть сложно, но давайте рассмотрим пример, чтобы понять это.

Рассмотрим две кольцевые гоночные трассы, A и B, где дорожка A имеет радиус 10 км, а дорожка B имеет радиус 5 км.

Это означает, что длина окружности или общая длина гоночной трассы A будет составлять около 63 км, а длина гоночной трассы B — около 31 км.

Теперь предположим, что обе машины должны совершить один оборот на соответствующих трассах за 30 минут.

В результате, чтобы совершить один оборот по обеим дорожкам за одинаковую продолжительность, транспортное средство на пути А должно двигаться быстрее (126 км/ч), чем транспортное средство на пути В (62 км/ч), поскольку оно для преодоления большего расстояния.

Аналогичным образом, поверхность большей заготовки будет проходить через режущий инструмент с более высокой скоростью поверхности, чтобы покрыть большую окружность заготовки за один оборот.

Поэтому важно учитывать поверхностную скорость и уменьшать подачу режущего инструмента при движении радиально внутрь к центру заготовки.

Факторы, влияющие на скорость токарного станка

Скорость токарного станка для операции обработки зависит от различных факторов, которые прямо или косвенно определяют оптимальную скорость для процесса.

Чистота поверхности

Чистота поверхности, необходимая во время операции механической обработки, определяет оптимальную скорость токарного станка для процесса.

Выполнение операции токарной обработки на высоких скоростях обычно рекомендуется для получения гладкой поверхности обработанной поверхности.

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

Эти вибрации могут повлиять на качество реза, тем самым ограничивая скорость токарного станка до определенного предела.

При точении заготовки на высокой скорости токарного станка высокая скорость подачи приведет к черновой обработке с плохим качеством поверхности, поэтому рекомендуется поддерживать низкую скорость подачи для чистовой обработки.

Материал заготовки

Тип обрабатываемого материала также влияет на оптимальную скорость станка.

Токарные станки по дереву и токарные станки по металлу обеспечивают высококачественный рез при высокой скорости токарного станка и низкой скорости подачи.

Однако при работе с заготовками из тяжелых металлов большого диаметра рекомендуется поддерживать конфигурацию с высоким крутящим моментом и низкой скоростью, чтобы обеспечить высокие силы резания, необходимые для обработки металла.

Кроме того, при обработке металла на высоких скоростях выделяется высокая теплота трения, что требует использования 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.

Деградированная древесина или древесина с сучками и отколами с меньшей вероятностью выдержит воздействие высокой центробежной силы, действующей на нее при высоких оборотах.

При вращении деревянная заготовка такого типа может развалиться во время обработки и нанести оператору серьезные травмы.

Поэтому рекомендуется осмотреть заготовку и по своему усмотрению установить оптимальную скорость токарного станка.

Геометрия заготовки

Геометрия заготовки влияет на скорость токарного станка, определяя количество вращаемого воздуха.

При точении деревянных заготовок неправильной геометрии, таких как квадратный блок, режущий инструмент не поддерживает постоянный контакт с поверхностью заготовки.

Обрабатывает края квадрата с последующими прерывистыми пустотами. Движение режущего инструмента по этим пустотам называется «вращением воздуха».

Этот неравномерный контакт режущего инструмента с заготовкой может привести к высокой ударной нагрузке, повреждающей заготовку и режущий инструмент.

Как правило, такие заготовки рекомендуется обтачивать на высокой скорости, сохраняя небольшую глубину резания.

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

Однако токарная обработка заготовок неправильной формы на таких высоких скоростях требует предельного контроля для обеспечения равномерной и малой глубины резания на протяжении всего процесса.

Увеличение глубины резания приведет к более сильной ударной нагрузке, которая может сломать деревянную заготовку, что приведет к летящему на высокой скорости мусору в сторону оператора и причинению ущерба.

Выравнивание заготовки

Выравнивание заготовки относительно оси токарного станка является одним из наиболее важных этапов работы на токарном станке.

Смещение даже на 1° может привести к сильным вибрациям заготовки, которые усиливаются по мере увеличения скорости вращения.

Поэтому важно точно выровнять заготовку, чтобы свести к минимуму вибрации.

Однако при обработке заготовок неправильной формы добиться идеальной центровки невозможно.

В таких ситуациях рекомендуется выровнять заготовку по центральной оси шпинделя токарного станка, поворачивать заготовку с постепенно увеличивающейся скоростью и определить скорость и конфигурацию выравнивания, которые вызывают наименьшие вибрации.

Материал режущего инструмента

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

Твердосплавный инструмент более долговечен, чем инструмент из быстрорежущей стали (HSS), и может использоваться для токарной обработки на сравнительно более высоких скоростях без снижения срока службы инструмента.

Тип токарного станка

Токарные станки можно разделить на две основные категории: токарные станки по металлу и токарные станки по дереву.

Хотя токарные станки по дереву сравнительно меньше, чем токарные станки по металлу, они спроектированы так, чтобы иметь более высокое отношение скорости к крутящему моменту, поскольку для обработки дерева требуется сравнительно меньший крутящий момент, чем для металлов.

Таким образом, регулировка скорости на токарных станках по дереву является электронной, что позволяет легко устанавливать различные скорости в соответствии с вашими потребностями.

С другой стороны, токарные станки по металлу с регулированием скорости на основе шестерни/шкива обеспечивают фиксированные настройки скорости, которые вы можете выбрать.

Угрозы безопасности, связанные со скоростями токарного станка

Высокие обороты при токарной обработке приводят к более плавному резу и более быстрой обработке, тогда почему не рекомендуется всегда использовать максимальную скорость токарного станка?

Высокая центробежная сила

Главной проблемой при обработке заготовки на высокой скорости является центробежная сила, действующая на вращающуюся заготовку.

Эта сила оттягивает заготовку от оси вращения станка. Он применяется вдоль внешней поверхности заготовки, что может даже привести к взрыву слабой или дефектной заготовки.

Центробежная сила, действующая на заготовку, прямо пропорциональна квадрату скорости вращения шпинделя (об/мин).

Таким образом, даже небольшое увеличение числа оборотов приведет к четырехкратному увеличению центробежной силы, действующей на поверхность заготовки.

Кроме того, центробежная сила увеличивается с увеличением диаметра заготовки.

В связи с этим рекомендуется обтачивать более крупные детали со сравнительно меньшим числом оборотов, чем более мелкие.

Высокая сила резания

Токарные операции на токарном станке обеспечивают 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 больше касается токарных станков по дереву, поскольку они состоят из ручного режущего инструмента, и ударная нагрузка может передаваться от ручного инструмента оператору и вызывать серьезные травмы.

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

Техника слабого зажима

Существуют различные способы зажима заготовки на токарном станке.

В то время как цанги и патроны являются обычными приспособлениями для токарных станков по металлу, токарные станки по дереву используют такие варианты зажима, как планшайбы, шпиндель и т. д.

Наиболее распространены 3-х или 4-х кулачковые патроны используется технология зажима в большинстве токарных станков по металлу, таких как револьверный токарный станок, оружейный токарный станок и т. д., где на заготовку должны быть возложены большие усилия резания.

Цанговые патроны, напротив, используются на токарных станках из легких металлов, таких как токарные станки с токарным станком.

Аналогичным образом, при работе с деревянными заготовками рекомендуется использовать планшайбы для тяжелых заготовок, поскольку они обеспечивают большую удерживающую силу для преодоления центробежного натяжения, действующего на заготовку.

Слабое удерживающее устройство, такое как шпиндель шпинделя, подходит для небольших заготовок, поскольку оно обеспечивает сравнительно более слабое удерживающее усилие, которое не может преодолеть центробежное притяжение на больших заготовках.

Это сильное центробежное усилие может снять заготовку с зажимного приспособления и отбросить тяжелую заготовку в сторону оператора, что приведет к серьезным несчастным случаям.

Поэтому рекомендуется всегда задействовать заднюю бабку токарного станка, чтобы обеспечить дополнительную удерживающую силу и минимизировать вибрации.

Сильные вибрации

Высокие скорости токарного станка приводят к сильным вибрациям, что приводит к плохому качеству 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 легкое шасси токарного станка, несбалансированная заготовка или биение шпинделя.

Поэтому важно обеспечить идеальное выравнивание заготовки и помнить о физических ограничениях вашего токарного станка при настройке скорости токарного станка.

Заключительные мысли

Скорость токарного станка играет решающую роль в определении безопасности процесса и качества поверхности обрабатываемой детали.

Увеличение скорости вращения шпинделя выше определенного предела может привести к чрезмерной центробежной силе, что поставит под угрозу безопасность процесса.

С другой стороны, увеличение скорости резания (SFM) приводит к более гладкому резу с высоким качеством поверхности.

Кроме того, снижение скорости резания ниже оптимального диапазона повлияет на процесс резания за счет снижения силы резания, прилагаемой для удаления материала с заготовки, что ухудшит качество резки.

Обе скорости взаимозависимы друг от друга, поэтому важно установить идеальный баланс, обеспечивающий качественный рез при безопасной работе.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какая скорость токарного станка рекомендуется для токарной обработки дерева?

Как правило, для точения по дереву рекомендуется скорость около 1000 об/мин. Это считается безопасной скоростью, при которой можно производить пропилы хорошего качества с минимальным износом инструмента для большинства типов древесины. Тем не менее, рекомендуется понимать поведение типа обрабатываемой древесины и соответствующим образом изменять настройку скорости.

Можно ли выполнять токарную обработку со скоростью ниже рекомендованной?

Да, токарные операции можно выполнять на скорости ниже рекомендуемой.