Cet article décrit les outils de tournage.
(Cet article est extrait du chapitre 3, section 3 Outil de tournage de "Opérations caractéristiques d'usinage et cas pratiques")
2. Outil de tournage indexable
(1) Composition des outils de tournage indexables
L'outil de tournage indexable est un outil de tournage à serrage mécanique utilisant une lame indexable. La figure 3-20 montre la composition de l'outil de tournage indexable. La cale d'outil 1 et la lame 2 sont fixées sur l'élément de serrage 3 du porte-outil. La lame est pressée contre la surface d'appui à fixer et les angles avant et arrière de l'outil de tournage sont obtenus après l'installation de la lame dans la rainure du porte-outil. Une fois qu'un tranchant est émoussé, il peut être rapidement déplacé vers un nouveau tranchant adjacent, et le travail peut continuer jusqu'à ce que tous les tranchants de la lame soient émoussés, et la lame peut être mise au rebut et recyclée. Après avoir remplacé la nouvelle lame, l'outil de tournage peut continuer à fonctionner.
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Figure 3-20 Composition des outils de tournage indexables
1—Cale 2—Insert 3—Élément de serrage 4—Arbre
1. Avantages des outils indexables
Par rapport aux outils de tournage à souder, les outils de tournage indexables présentent les avantages suivants :
(1) Durée de vie élevée. Étant donné que la lame évite les défauts causés par le soudage et l'affûtage à haute température, les paramètres géométriques de l'outil sont entièrement garantis par la lame et la rainure du porte-outil, et les performances de coupe sont stables, améliorant ainsi la durée de vie de l'outil.
(2) Efficacité de production élevée. Puisque l'opérateur de la machine-outil n'affûte plus l'outil, le temps auxiliaire tel que l'arrêt de la machine et le changement d'outil peut être fortement réduit ;
(3) Elle est propice à la promotion des nouvelles technologies et des nouveaux procédés. Les outils de tournage indexables sont propices à la promotion de nouveaux matériaux d'outillage tels que les revêtements et les céramiques ;
(4) Il est avantageux de réduire le coût de l'outil, la barre d'outils a une longue durée de vie et réduit considérablement la consommation et l'inventaire de la barre d'outils, simplifie la gestion de l'outil et réduit le coût de l'outil.
En raison des avantages ci-dessus, les outils de coupe indexables sont répertoriés comme un projet de promotion clé national, qui est également la direction du développement des outils de coupe.
2. Sélection des plaquettes indexables
Les plaquettes indexables sont la partie la plus critique de divers outils de coupe indexables. La sélection et l'utilisation correctes des plaquettes indexables sont une partie importante de la conception et de l'utilisation rationnelles des outils de coupe indexables. La sélection des inserts comprend le matériau, la forme et la taille, etc., le matériau de l'insert Choisissez de vous référer à la première section de ce chapitre.
(1) Sélection de forme. Lors de la sélection de la forme de la lame, elle est principalement basée sur des facteurs tels que la nature du processus de traitement, la forme de la pièce, la durée de vie de l'outil et le taux d'utilisation de la lame. Parmi les types d'inserts les plus couramment utilisés, les inserts triangulaires sont utilisés pour le cercle externe à 90 degrés, les outils de tournage de face, les outils de tournage de trous et les outils de tournage de filetage à 60 degrés. En raison du petit angle de nez de l'outil, sa résistance est médiocre, la durée de vie de l'outil est faible, mais la force radiale est faible, il convient aux inserts triangulaires et convexes à 8 degrés dans des conditions de faible rigidité du système de traitement. Les angles vifs augmentent à 82 degrés et 80 degrés. Lorsque ce type de lame est utilisé pour fabriquer une fraise décalée à 90 degrés, cela améliore non seulement la durée de vie de la fraise, mais réduit également la zone résiduelle de la surface traitée, ce qui est bénéfique pour réduire la valeur de rugosité de surface. Les plaquettes quadrilatérales régulières conviennent à divers outils de tournage extérieurs, outils de tournage de face d'extrémité et outils de tournage de trous avec des angles d'attaque de 45 degrés, 60 degrés et 75 degrés. La résistance de la lame et la durée de vie de l'outil sont améliorées. Avec l'augmentation du nombre d'arêtes de la lame, la résistance de la pointe de la lame augmente, et le taux d'utilisation de la lame augmente, mais la contre-force Fp augmente en conséquence, et la position que l'outil de tournage peut atteindre lorsqu'il travaille est limité. L'angle de bord de la lame de bord est de 108 degrés, et sa résistance et sa durée de vie sont bonnes. Cependant, il ne convient que dans le cas où la rigidité du système de traitement est bonne, et il ne peut pas également être utilisé comme outil de tournage de cercle extérieur et de face d'extrémité. Des lames d'autres formes, telles que des parallélogrammes et des losanges, sont utilisées pour les tours de profilage et les tours CNC. Les lames rondes peuvent être utilisées pour tourner les surfaces courbes et former. nouilles et fine voiture;
(2) Sélection de la taille de la plaquette, sélection de la taille de la plaquette, y compris le diamètre du cercle inscrit de la plaquette (ou la longueur du côté), l'épaisseur, le rayon de l'arc de la pointe de l'outil, etc., la sélection de la longueur du côté est principalement déterminée en fonction de la longueur de l'arête de coupe principale (Lse) , tournage d'ébauche La longueur de côté L=(1.5~2) Lse est souhaitable pour l'usinage, et L=(3~4) Lse est souhaitable pour le tournage de finition. Le choix de l'épaisseur de la lame tient compte principalement de la résistance de la lame. Sous le principe de satisfaire la résistance et la coupe lisse, essayez de choisir une petite épaisseur La sélection de la lame et le rayon de l'arc du nez de l'outil doivent tenir compte de facteurs tels que la rugosité de la surface usinée et la rigidité du système de traitement ;
3. Structure typique du serrage de la lame
Les caractéristiques des outils de tournage indexables se reflètent dans le remplacement des arêtes de coupe par l'indexation des plaquettes et le remplacement de nouvelles plaquettes après que toutes les arêtes de coupe sont émoussées. Pour cette raison, le serrage des inserts doit répondre aux exigences suivantes :
(1) Précision de positionnement élevée. Une fois la lame indexée ou remplacée par une nouvelle lame, le changement de position de la pointe de l'outil doit se situer dans la plage autorisée par la précision de la pièce ;
(2) La lame est serrée de manière fiable. L'élément de serrage doit presser la lame contre la surface de positionnement. Il doit garantir que la surface de contact de la lame, de la cale d'outil et du porte-outil sont étroitement ajustées pour résister aux chocs et aux vibrations. Cependant, la force de serrage ne doit pas être trop importante et la répartition des contraintes doit être uniforme pour éviter d'écraser la lame. ;
(3) L'enlèvement des copeaux est lisse. Il est préférable de ne pas avoir d'obstacles à l'avant de la lame pour assurer une évacuation des copeaux en douceur et facile à observer. Surtout pour le coupe-trou, il est préférable de ne pas utiliser le type de pression vers le haut pour empêcher les copeaux de s'emmêler et de rayer la surface traitée ;
(4) Facile à utiliser. Il est pratique et rapide de changer le tranchant et de remplacer la nouvelle lame. La structure de l'outil de petite taille doit être compacte. Lorsque les exigences ci-dessus sont satisfaites, la structure doit être aussi simple que possible, et elle est facile à fabriquer et à utiliser.
Plusieurs structures typiques sont présentées ci-dessous :
(1) Le serrage de type levier, comme illustré à la figure 3-21a, est une structure à tige droite. Lorsque la vis 6 est vissée, l'extrémité inférieure du levier 2 est enfoncée et le levier s'incline avec le cylindre en forme de tambour au milieu comme point d'appui. Le cylindre en forme presse la lame sur les deux côtés de positionnement de la rainure du couteau et est fixé, et le coussinet de couteau 3 est positionné avec le manchon à ressort 1. Lorsque la lame est relâchée, le coussinet de couteau maintient la position d'origine par la tension du manchon à ressort et ne se desserre pas. La figure 3-21b est également une structure de tige droite, la différence est que l'extrémité inférieure du levier 2 est poussée par le cône de vis, et la structure de tige incurvée est illustrée sur la figure 3-21c, la lame 4 est serré par la tige incurvée 2 à travers la vis 6, et la tige incurvée 2 La tige oscille avec sa partie convexe d'angle comme point d'appui, et le ressort 7 fait rebondir la tige incurvée pour libérer la lame une fois la vis 6 desserrée. Parmi eux, il y a un grand espace entre la paroi interne du manchon à ressort et la tige incurvée, ce qui est pratique pour que la tige incurvée puisse y basculer.
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Figure 3-21 Serrage à levier
Ce type de mécanisme de serrage de tige incurvée est facile à réaliser le positionnement des deux côtés de la lame, en raison de sa grande précision de positionnement, de la direction de force raisonnable de la lame, du serrage fiable, de la petite taille de la tête de coupe, du chargement et du déchargement flexibles de la lame et une utilisation pratique. meilleure forme de serrage. L'inconvénient est que la structure est complexe et difficile à fabriquer.
(2) serrage de la goupille de coin, comme illustré sur la figure 3-22, la lame 2 est positionnée dans le trou par l'arbre de goupille 3, lorsque le coin 4 est enfoncé, la lame est poussée contre l'arbre de goupille 3, et lorsque la vis 5 est desserrée, la rondelle élastique 6 soulève automatiquement la cale. Cette structure a une grande force de serrage et est simple et pratique, mais la précision de positionnement est faible et la force sur la lame est inégale pendant le serrage.
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Figure 3-22 Serrage de la goupille de coin
1—cale 2—lame 3—goupille 4—coin 5—vis 6—rondelle élastique
(3) Le serrage à vis excentrique, comme illustré à la figure 3-23, est une structure de serrage à vis excentrique. Il utilise une vis excentrique comme arbre rotatif et l'extrémité supérieure de la vis est une goupille cylindrique excentrique. L'excentricité est e. Lorsque la vis excentrique 1 est tournée, la vis excentrique serre ou desserre la lame. Il est également possible de remplacer la vis par un arbre cylindrique, mais la tige de vis excentrique utilise les performances d'autoblocage du filetage pour augmenter la capacité anti-desserrage. Ce type de structure de serrage est simple et facile à utiliser. Son principal inconvénient est qu'il est difficile d'assurer l'équilibre de la force de serrage des deux côtés. Lorsqu'il est nécessaire d'utiliser les deux côtés de la lamelle pour positionner et serrer la lame, la tolérance d'angle de rotation de l'arbre rotatif doit être extrêmement petite, ce qui est difficile à atteindre avec la précision de fabrication générale, donc en fait, il est souvent serrée d'un côté, et la lame subit des chocs et des vibrations Facile à desserrer, cette structure convient à une coupe continue et lisse.
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Figure 3-23 Serrage par vis excentrique
1—vis excentrique 2—cale de couteau 3—lame 4—tige de couteau
(4) Serrage push-up. Les trois structures de serrage ci-dessus ne conviennent que pour les lames avec des trous. Pour les lames sans trous, en particulier les lames avec des angles arrière, la structure de serrage push-up est nécessaire (voir figure 3-24), cette structure a une grande force de serrage, stable et fiable, un serrage pratique et une fabrication facile. Pour la lame à trous, la combinaison du positionnement de la goupille et du serrage par pression vers le haut peut également être utilisée. Le principal inconvénient est la plus grande taille de la tête de coupe.
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Figure 3-24 Serrage push-up
1—arbre de goupille 2—cale de couteau 3—lame 4—plaque de pression 5—plaque de pression à trou conique 6—vis 7—clou de support 8—ressort
(5) Serrage par tirage au tampon. Le principe du serrage par traction du patin est de générer une force composante sur la surface inclinée du trou conique du patin à travers la vis à tête conique, forçant le patin à entraîner la lame pour appuyer contre les surfaces de positionnement des deux côtés. Le patin est serré. L'élément est la cale d'outil, qui est à double usage. Cette structure est simple et compacte, avec un serrage ferme, une grande précision de positionnement, une large plage de réglage et une évacuation sans obstruction des copeaux. L'inconvénient est que la rainure mobile du patin de traction ne doit pas être trop longue, généralement de 3 à 5 mm, sinon la résistance et la rigidité du côté de positionnement seront réduites. De plus, la rigidité de la tête de coupe est faible, elle n'est donc pas adaptée à l'usinage grossier, comme le montre la figure 3-25.
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Figure 3-25 Serrage du patin de traction
1—Tampon de traction 2—Lame 3—Arbre de goupille 4—Vis d'extrémité conique
(6) Le serrage du trou de presse, comme illustré à la figure 3-26, fixe directement la lame avec des vis à tête fraisée. Cette structure est compacte, le processus de fabrication est simple, le serrage est fiable et la taille de la tête de coupe peut être réduite. Sa précision de positionnement est garantie par la surface de positionnement du corps de fraise, qui convient au cas où il y a des exigences pour l'espace de copeaux et la taille de la tête de coupe, comme le coupe-trou adopte souvent cette structure.
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