Скорость резания токарного станка
Токарные станки предлагают регулировку скорости для вращения заготовки. В зависимости от типа материала и выполняемой операции обработки можно установить оптимальную скорость резания токарного станка.
Но какова безопасная скорость обработки заготовок на токарном станке? И как скорость резания токарного станка влияет на процесс обработки?
Скорость токарного станка должна быть менее 1000 об/мин для токарной обработки деревянных заготовок диаметром более 150 мм, с немного более высокими ограничениями скорости для заготовок меньшего размера. Поддержание скорости токарного станка ниже 1000 об/мин считается безопасным и снижает риск несчастных случаев.
В этой статье подробно рассказывается о скорости резания токарного станка, обсуждаются различные факторы и дается руководство по настройке оптимальной скорости резания для вашей задачи.
В заключение в статье также обсуждаются вопросы безопасности, связанные со скоростямиа, которые необходимо учитывать при использовании токарного станка.
Скорость резания токарного станка для деревообработки: как настроить оптимально
При работе на токарном станке по дереву важно установить оптимальную скорость вращения, поскольку высокая скорость может привести к смещению заготовки, тогда как низкая скорость может привести к ухудшению качества поверхности.
Смещение заготовки на такой высокой скорости может вырвать заготовку, как снаряд, и травмировать оператора, поэтому важно регулировать скорость вращения в пределах безопасного предела.
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.
| Диаметр заготовки | Минимальная эффективная скорость вращения | Максимальное безопасное число оборотов в минуту |
|---|---|---|
| 25 мм | 6000 | 9000 |
| 50 мм | 3000 | 4500 |
| 75 мм | 2000 | 3000 |
| 100 мм | 1500 | 2250 |
| 125 мм | 1400 | 1800 |
| 150 мм | 1000 | 1500 |
| 175 мм | 857 | 1286 |
| 200 мм | 750 | 1125 |
| 225 мм | 667 | 1000 |
| 250 мм | 600 | 900 |
| 275 мм | 545 | 818 |
| 300 мм | 500 | 750 |
| 325 мм | 462 | 692 |
| 350 мм | 429 | 643 |
| 375 мм | 400 | 600 |
Однако для заготовок диаметром менее 75 мм, таких как ручки, вы можете использовать более высокую скорость, около 3500 об/мин, при условии, что вы обеспечите надежный зажим заготовки.
При работе с испорченной древесиной рекомендуется руководствоваться своим суждением и устанавливать число оборотов в минуту ниже стандартного рекомендуемого значения.
Скорость резания токарного станка для металлообработки: как настроить оптимально
Оптимальная скорость резания токарного станка для металлообработки зависит от таких факторов, как твердость разрезаемого материала и тип используемого инструмента.
При токарной обработке твердых металлов рекомендуется использовать сравнительно более низкую скорость резания, чем при обработке мягких металлов.
Точно так же при использовании режущего инструмента из твердого материала он может работать на более высоких скоростях.
Если сравнивать ручные токарные станки со станками с ЧПУ, то станки с ЧПУ обеспечивают возможность поддержания единых параметров за счет автоматизации процесса и минимизации риска повреждения инструмента.
Как правило, оптимальную скорость резания или скорость обработки поверхности при токарной обработке металла можно определить по таблицам и графикам предоставленным производителем инструмента.
| Материал | Инструмент из быстрорежущей стали | Твердосплавный инструмент |
| Автоматная углеродистая сталь | 40-160 футов в минуту (12-49 м/мин) | 300-800 футов в минуту (91-244 м/мин) |
| Углеродистые стали | 30-120 футов в минуту (9-36 м/мин) | 230-800 футов в минуту (70-244 м/мин) |
| Автоматная легированная сталь | 40-125 футов в минуту (12-38 м/мин) | 150-450 футов в минуту (46-138 м/мин) |
| Легированные стали | 40-110 футов в минуту (12-33 м/мин) | 175-400 футов в минуту (53-122 м/мин) |
Следует отметить, что значения, приведенные в таблице выше, являются справочными для оптимальных скоростей резания, а фактическое значение варьируется в зависимости от марки металла.
Что такое скорость вращения тоарного станка?
Токарные станки работают за счет вращения заготовки на высокой скорости, пока режущий инструмент проходит по ее поверхности для выполнения операции обработки.
Поэтому скорость вращения заготовки определяет качество реза и время цикла, что делает скорость вращения важным параметром для токарных операций.
Почти каждый современный токарный станок оснащен регулятором скорости, где скорость вращения изменяется либо вручную, либо с помощью электрических сигналов.
Ручное регулирование скорости включает в себя переключение ремня привода токарного станка для изменения конфигурации скорости и крутящего момента, в то время как электрическая система состоит из ручки, которую можно вращать для регулировки числа оборотов.
Как правило, ременное управление скоростью применяется в мощных токарных станках, например таких как токарные станки по металлу, поскольку оно снижает число оборотов при увеличении крутящего момента, что делает его идеальным для обработки тяжелых заготовок.
С другой стороны, электрический регулятор скорости уменьшает число оборотов, замедляя скорость вращения шпинделя, снижая выходную мощность токарного станка. Это делает его подходящим для небольших настольных токарных станков.
Аналогично, многошпиндельные токарные станки состоят из нескольких шпинделей, которые могут вращаться с разными скоростями, подходящими для различных операций обработки.
Операции обработки на токарном станке включают два типа скоростей: вращение в минуту и скорость обработки поверхности.
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 шпинделя (об/мин)
Скорость шпинделя — это скорость, с которой шпиндель токарного станка вращает заготовку, а более высокие скорости шпинделя сопровождаются увеличением стоимости токарного станка.
Он определяет количество оборотов, которые заготовка совершает за одну минуту (об/мин).
Как правило, чем выше скорость вращения, тем короче время цикла и тем ровнее поверхность реза.
Однако увеличение числа оборотов выше определенного предела может усилить вибрации и привести к вибрации на обрабатываемой поверхности, а также увеличить риск несчастных случаев.
Высокие обороты создают высокую центробежную силу, которая может вытолкнуть заготовку из удерживающего устройства, такого как кулачковый патрон, и ударить по оператору.
Поэтому рекомендуется устанавливать оптимальную скорость, обеспечивающую качественную продукцию при коротком времени цикла с минимальными вибрациями и минимальным риском несчастных случаев.
Поверхностная скорость
Поверхностная скорость — это скорость, с которой поверхность заготовки проходит под режущим инструментом токарного станка, и измеряется в поверхностных футах или метрах в минуту.
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 на одном и том же числе оборотов скорость поверхности большей заготовки выше, чем меньшей.
Хотя обеим заготовкам требуется одинаковое время для совершения одного оборота, поверхность, проходящая под режущим инструментом, сравнительно больше в случае более крупной 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 круговые 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 ипподрома А будет около 63 км, а длина ипподрома В — около 31 км.
Теперь предположим, что обе машины должны совершить один оборот на своих путях 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), потому что оно должно пройти большее расстояние.
Точно так же 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.
В ЧПУ станках для контроля поверхностной скорости используеются G-Code G96 и G97
Факторы, влияющие на скорость резания токарного станка
Скорость резания токарного станка для операции обработки зависит от различных факторов, которые прямо или косвенно определяют оптимальную скорость для процесса.
Чистота поверхности
Чистота поверхности, требуемая во время операции механической обработки, определяет оптимальную скорость резания токарного станка для процесса.
Обычно рекомендуется выполнять токарную операцию на высоких скоростях, чтобы получить гладкую поверхность обработанной поверхности.
Однако необходимо следить за тем, чтобы скорость не превышала определенного предела, вызывающего нежелательные вибрации в заготовке.
Эти вибрации могут влиять на качество реза, тем самым ограничивая скорость резания 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 материала, обрабатываемого на токарном станке, также влияет на оптимальную скорость токарного станка.
Токарные станки по дереву и по металлу обеспечивают высококачественную резку 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 большое количество тепла из-за 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 высокую центробежную силу, действующую на нее при высоких оборотах.
Вращение этого типа деревянной заготовки может развалиться во время обработки и нанести серьезные травмы оператору.
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.
Инструмент обрабатывает края квадрата, за которыми следуют прерывистые пустоты. 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 с высокой скоростью обеспечивает прохождение полости под режущий инструмент за минимальное время, тем самым снижая ударную нагрузку.
Однако токарная обработка заготовок неправильной формы на таких высоких скоростях требует предельного контроля, чтобы обеспечить равномерную и малую глубину резания на протяжении всего процесса.
Увеличение глубины резания приведет к более сильной ударной нагрузке, которая может сломать деревянную заготовку, в результате чего обломки с высокой скоростью будут лететь в сторону оператора и нанести ущерб.
Выравнивание заготовки
Выравнивание заготовки с осью токарного станка является одним из важнейших этапов работы токарного станка.
Смещение даже на 1° может привести к сильным вибрациям заготовки, которые усиливаются по мере увеличения скорости вращения.
Поэтому важно идеально выровнять заготовку, чтобы свести к минимуму вибрации.
Однако добиться идеальной центровки при обработке заготовок неправильной формы 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 передана заготовке без поломки инструмента.
Твердосплавный инструмент более долговечен, чем инструмент из быстрорежущей стали (HSS), и его можно использовать для токарной обработки на сравнительно более высоких скоростях, не влияя на срок 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.
В результате контроль скорости на токарных станках по дереву является электронным управлением, что позволяет легко устанавливать различные скорости в соответствии с вашим применением.
С другой стороны, токарные станки по металлу с управлением скоростью на основе шестерни/шкива обеспечивают фиксированные настройки скорости, которые вы можете выбрать.
Угрозы безопасности 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
Основной 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).
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.
В результате рекомендуется обтачивать большие заготовки на сравнительно более низких оборотах, чем маленькие.
Сильная 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.
Слабая техника зажима
Существуют различные способы зажима заготовки на токарном станке.
В то время как цанги и патроны являются обычными приспособлениями для удержания заготовок на токарных станках по металлу, токарные станки по дереву используют такие варианты зажима, как планшайбы, шпиндель и т. д.
3-кулачковые патроны или 4-кулачковые патроны являются наиболее часто используемой техникой зажима на большинстве токарных станков по металлу, таких как токарно-револьверный станок , оружейный токарный станок и т. д., где на заготовку должны быть возложены большие усилия резания.
Напротив, цанговые патроны используются на токарных станках из легкого металла.
Точно так же 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, подходит для небольших заготовок, поскольку оно обеспечивает сравнительно более слабое удерживающее усилие, которое не может преодолеть центробежное притяжение на более крупных заготовках.
Это сильное центробежное усилие может снять заготовку с зажимного устройства и отбросить ее к оператору, что приведет к серьезным несчастным случаям.
Поэтому рекомендуется всегда задействовать заднюю бабку токарного станка, чтобы обеспечить дополнительную удерживающую силу и минимизировать вибрации.
Высокие вибрации
Высокая скорость токарного станка приводит к сильным вибрациям, что приводит к ухудшению качества 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 идеально выровненную заготовку и помнить о физических ограничениях вашего токарного станка при настройке скорости токарного станка.
Последние 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 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, а потому 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.
Какова предпочтительная скорость 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 регулируемой скоростью. Это обеспечивает возможность обработки различных пород дерева с высокой чистотой поверхности.
