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旋盤、旋削工具および円筒面旋削加工

要旨:CA6140水平旋盤を例にして、旋盤の目的と動作、タイプと構造、プロセス範囲、伝送ルートを紹介します。 外側の旋削工具構造とクランプ方法の合理的な選択のほか、外側の円形面の回転とクランプの仕組みについても参考になります。
キーワード:旋盤、回転、外周面回転

垂直旋盤
旋盤
1.1旋盤の使用

旋盤は主に部品の回転面を機械加工するのに使用されます。 例えば、内外円筒面、内外円錐面、回転面の成形面および回転体の端面には、旋削加工によってネジ面が回転するものがあります。 ほとんどの機械部品は回転面を有し、旋盤での加工が最も必要とされるので、旋盤は一般機械工場で最も広く使用されている機械タイプであり、工作機械の総数の約35%から50%を占める。 旋盤では、旋削工具の使用に加えて、様々な穴あけ工具(ドリル、リーマ、ボーリング工具など)を穴加工に使用することができます。 また、内部スレッドと外部スレッドにスレッドツール(スレッドタップ、スレッドダイ)を使用することもできます。

1.2旋盤の動き
1.2.1ワークピースの回転運動:
これは、旋盤の主要な動きであり、速度が速く、消費電力が大きいという特徴があります。
1.2.2工具直線運動:
旋盤の送り運動は、機械加工された表面全体を切断し、ブランクの新しい金属層を連続的に切断することである。 上記運動は、旋盤が機械加工された表面形状を形成するのに必要な表面形成運動である。 旋盤上の糸を回転させると、工作物の回転運動および工具の直線運動は、複合成形運動である螺旋運動を形成する。

1.3旋盤の分類
異なる処理要件に適合させるために、旋盤は多くのタイプに分割される。 その構造及び使用によれば、
分割することができます:水平旋盤(図2)、垂直旋盤(図1)、タレット旋盤、折り畳み旋盤、床旋盤、油圧プロファイリングとマルチツール自動および半自動旋盤、各種特殊旋盤(クランクシャフト旋盤、カム旋盤など)、CNC旋盤、

水平旋盤
1--ベッドの脚、2 - 給紙カセット3 - 主軸台、サドル4、5 - 中スケートボード、6 - ホルダー、7--ホイール、8 - 小スライダー、9 - 心押し台、10 - ベッド12--光学ロッド、13 - ネジ、14 - スライドボックス
 
1.4 CA6140水平旋盤の技術範囲と構成
CA6140水平旋盤は非常に多用途ですが、機械構造は複雑で、自動化の程度は低いです。単一の小ロット生産とメンテナンスのワークショップに適した長い補助時間。
図2に、CA6140水平旋盤のレイアウトと構成を示します。


CA6140水平旋盤は非常に多用途ですが、機械構造は複雑で、自動化の程度は低いです。補助プロセスはこのプロセスでは長い時間がかかり、単一および小規模のバッチ生産および修理工場に適しています。図2に、CA6140水平旋盤のレイアウトと構成を示します。
CA6140各種の処理を有する水平旋盤、処理は、例えば、内側及び外側の円筒面を回転円錐面と面を回転する環状溝を形成するように、様々な回転表面に適用することができ、かつ共通の回転可能なねじ端面の様々な;それは、掘削を行うことができ、リーミング、ヒンジ、ホブ、タッピング、スレッドダイカット代表的な機械加工面を図3に示します。

 
CA6140水平旋盤の典型的な表面処理

Figure 3 CA6140 Horizontal Lathe Typical surface machined
1.5工作機械駆動システム
図4は、CA6140水平旋盤の駆動システムを示しています。図の左上のボックスは、機械の主軸台を示しています。このボックスは、主モーターから旋盤のスピンドルまでの主なモーションチェーンです。駆動チェーンのスライドギアシフト機構は、スピンドルが異なる速度を達成することを可能にし、プレート摩擦クラッチ反転機構は、スピンドルが正および負の速度を達成することを可能にする。左下のボックスは入力トレイを示し、右下のボックスはスライドボックスを示します。主軸台の変速機の下半分から左の外側サスペンションホイール機構まで、フィードボックス内の変速要素、摺動ボックス内のねじまたは送りロッド、および伝達要素が、主軸から主軸への送りチェーンを形成する。ツールホルダー。送り戻し機構は主軸台の下部に設けられ、左ねじまたは右ねじを切断し、サスペンションまたは送りボックス内の移動機構を使用して、送りねじまたは送りロッドに作用を伝達するかどうかを決定する。リードスクリューに渡された場合、リードスクリューのリードスクリューとスライドボックスを使用してモーションをツールホルダーに転送し、カッティングスクリュー駆動トレインを実行します。それがフィードバーに送られると、フィードボックスおよびスライドボックスのフィード機構を介してツールホルダに移動し、電動フィードチェーンを形成する。スライディングボックス内の切換機構は、縦送りか横送りかを決定するために使用される。

水平旋盤駆動システム Horizontal lathe drive system
図4 CA6140水平旋盤駆動システム図

1.5.1主動駆動チェーン
主キネマティックチェーンこの移動は主軸台から主軸台の軸にVベルト駆動装置φ130mm/φ230mmを介して伝達される。軸Iには、スピンドルを前進、後退、または停止させるための二方向多板摩擦クラッチM1が装備されている。 メインモーションチェーンの伝送経路は、左のように表されます。 伝送線の表現から、スピンドルは2×3×[(2×2-1)+1] = 24の正の回転速度しか得ることができないことがわかる。
スピンドルは3×[(2×2-1)+ 1] = 12の反転速度を得ることができます。

1.5.2回転スレッド駆動チェーン
CA6140旋盤は、メートル法、慣習法、モジュラ法、放射状の4標準スレッドで回転させることができます。 また、大型の鉛、非標準の、より精密なスレッドになります。 これらのスレッドは、左利きまたは右利きです。 ねじ駆動チェーンを回す機能は、様々なねじのリードを得ることである。 パラメータの変換を表1に示す。
表1各種標準スレッドのピッチパラメータとそのピッチとステアリング変換の関係



ねじの種類 間隔パラメータ Pitch/mm リード/ mm
メートル法 ピッチP / mm P=P L=KP
モジュラスシステム モジュラスm / mm Pm=πm Lm=KPm=Kπm
イギリス系 インチ当たりの歯数(歯/インチ) Pa=25.4/a La=K Pa =25.4K/a
直径禁制 直径DP(象牙質/インチ) PDP=25.4 π/DP LDP=KPDP=25.4Kπ/DP
1.5.3垂直および水平電動駆動チェーン
縦及び横の操縦駆動チェーン長手方向の送りは、典型的には円筒形の旋削に使用され、送り込みは、顔の回転に使用される。 リードスクリューの摩耗を低減し、操作を容易にするために、モーターフィードは、スライドボックスを通ってフィードロッドによって駆動され、伝送経路は、左に示すように表される。

CA6140旋盤の縦方向の操作は64です。こで、スピンドルが通常のピッチメトリックねじ伝達経路を介して送り運動を行うとき、0.08〜1.22mm / r 32の通常の送り量が得られる。送り動作が主軸から通常ピッチとインチねじ駆動線を通るとき、0.86~1.59mm / rのより大きな送り速度が得られる。増したピッチ機構が開いている場合は、メトリックスレッド駆動ラインが選択され、高速精密旋削のためのu数= 1 / 8,0.028-0.054mm / r8の微細送り速度が得られる。重い仕上げまたはワイドエッジの仕上げの送り速度を上げるには、拡大ピッチ機構をインチねじ駆動ラインで接続し、倍率調整機構を1.71〜6.33mm / r 16の範囲で適切に調整することで達成できます。

この解析から、主軸台と給電ボックスの伝送経路が同じ場合、得られる水平操作振幅は縦方向と同じであり、水平送りfレベル= 1 / 2fは垂直であることが分かる。
これは、フィードが通常溝切りや切削に使用されるためです。
1.5.4  工具ホルダの高速移動駆動チェーン
工具ホルダーの急速な動きは、スライドボックスに取り付けられた高速モーター(0.25kw、2800r / min)によって駆動されます。 クイックボタンを押してクイックモータを作動させた後、スライドボックス内の双方向クラッチM8およびM9がそれらの垂直および水平両方向の高速動作を制御する。
工具ホルダーが素早く動くと、パワートレインを離れる必要はありません。 オーバーランニングクラッチM6は、歯車56とシャフトXXとの間に配置され、フィードロッドと高速モータとが互いに干渉することなく同時にシャフトXXに確実に伝達されるようにする。


2. ツール構造
この構造によれば、旋削工具は、一体型、溶接型、機械式締付けおよび再研削式および機械式締付けおよび転置式に分割することができる。
全体の旋削工具は、旋削工具の切削部分であり、クランプ部分は、小型の高速度の旋削工具のような同じ材料で作られている。
溶接工具は、炭素鋼のマンドレル(通常45鋼)のブレードの形状とサイズに基づいています。サイプを削った後、ろう付けされた炭化物インサートがサイプにろう付けされ、所望の形状が作られます。 パラメータはシャープになります。本発明の溶接式旋削工具は、簡単な構造、コンパクトな構造、良好な剛性、良好な可撓性、および切削条件に応じた所要の角度の加工が容易であるという利点を有し、広く使用されている。しかし、高温ろう付炭化物インサートは、応力および割れが生じやすく、切削性能が低下する。木は再利用することができず、浪費することはありません。

再研削工具のブレードおよびマンドレルは、2つの別個の別個の構成要素である。 クランプ要素は、切断プロセスの間にそれらを保持するために使用され、溶接に起因する欠陥が回避されるので、工具の切断性能が改善され、ツールバーが複数回使用され得る。

フィクスチャーのインデックス可能な回転工具は、合理的な幾何学的パラメータ、チップブレーカーおよび複数の切削エッジを使用してプレスすることができる多角形ブレードです。
標準シャンクにクランプされた工具構造は、機械的クランプによって切断される。 ブレードの刃先の1つが鈍くなると、クランプ要素が解放され、ブレードは別の新しい刃先のために割り出され、再び使用することができる。 溶接工具と比較して、刃先交換工具は高い切削効率、長いブレード寿命、および低い工具消費量の利点を有しています。 インデックス可能な旋削工具のシャンクを再利用することができ、シャンク用の材料を節約できます。 ツールバーおよびブレードは、ツール管理を使用して標準化およびシリアル化できます。 図5は、従来の旋削工具の構造を示す。


一般的な回転カッター構造図5一般的な回転工具の概略図


3. 外部円筒カッターの選択とクランプ
円筒形の切削工具は、円筒面の加工計画に従って選択する必要があります。 外側の円を荒削りするには、外部の荒削り工具の強度が高くなければなりません。これは、ビットをしっかりとした深さまたは高速の切削速度でしっかりと保持します。外輪の完全な回転は、外刃が鋭く平滑であることを必要とする。図6に示すように、主要な偏向角Кr=外部荒削り工具の生産に一般的に使用される75°外刃ヘッド高強度、リード角Кr= 45°肘旋削工具、使い易く、車面と面取り、しかし、表面粗さが大きいため、ワークピースは仕上げには適していません。Кr= 90°の主軸を持つ外部旋削工具は、粗削りまたは仕上げ加工、または外側円と垂直方向の長いシャフトを使用して機械加工できます。
旋削工具の工具ホルダーへの取り付け高さは、一般に、刃先の高さがワークピースの回転軸と等しく、テールストックの頂部が設置中に標準として使用できるようにすべきである。 または、シャフトの位置、旋削工具の調整および取り付けを知るためのワークピースの端にマークがあります。

工具ホルダ上の旋削工具の位置は、一般的にワークピースの回転軸に垂直でなければならず、さもなければ主角κrの変化を引き起こす。 また、チップがワークピースの機械加工された表面に入るか、表面粗さの品質に影響を与える可能性があります。

4. 外周面を回転させる
ターニングサークルは、最も一般的で基本的なターニング方法の1つです。 その主な形式を図6に示します。 外側のリングを回転させることは、一般的に、粗い、粗い、半仕上げの、細かい、細かいものに分けることができる。 様々な回転プログラムによって達成できる加工精度と表面粗さは異なり、合理的に選択する必要があります。 詳細は、表2を参照してください。

外部旋削
図6  外部旋削の形成
 
表2様々な回転ソリューションによる加工精度と表面粗さ
ノー. 処理方法 経済的精度(耐性グレード) 経済的粗さRa値/μm 使用範囲
1 大まかなターン IT13~IT11 50~12.5 硬化鋼以外の各種金属に適しています。
2 粗ターン - 半完成旋盤 IT10~IT8 6.3~3.2
3 粗ターン - 半完成旋盤旋盤 IT8~IT7 1.6~0.8
4 粗ターン - 半完成旋盤仕上げ旋盤 - 微旋削(ダイヤモンド旋削) IT7~IT6 0.4~0.025 高需要の非鉄金属に主に使用されています

5. ワーククランプの外部旋削方法
円筒形の回転部品をクランプする最も一般的な方法を表3に示します。

表3最も一般的なターニングクランプ方法
名前 クリッピングダイアグラム クランプ機能 アプリケーション
スリージョーチャック Three claw chuck clamping 3つの爪を同時に動かすことができ、自己センタリング、迅速かつ便利なクランプが可能です。 アスペクト比は4未満であり、断面は円形であり、中部および小部分は六角形で機械加工される。
四顎チャック Four claw chuck clamping 4つのジョーは個別に動かすことができ、ワークピースを較正する必要があります。 アスペクト比が4未満、より大きい、正方形、楕円形断面を有する重いワークピース
フラワープレート Flower Disk clamping ディスクは、複数の溝およびT-スロットを有し、それらはねじおよびプレッシャープレートによってクランプされる。 機械加工された加工物の形状は不規則であり、位置決め穴または円筒状加工物はベース面に対して垂直である。
ダブルトップ Double top tip clamping センタリング精度、クランプ安定性 アスペクト比4:15、中実シャフト部品加工
ダブルトップセンターフレーム Double top center frame clamping 調整可能な支持爪は、ワークピースの剛性を高める スレンダーシャフトのワークピース粗加工、アスペクト比が15を超える
ナイフホルダー付きクリップ  A clip with a knife frame clamping ツールが移動すると、足にはツールマークがありません アスペクト比が15を超える細長いシャフトの半仕上げおよび仕上げ
心金 Mandrel clamping 外側の円の位置と、内側の穴に面する端の精度を確認します 基準穴加工部で
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