Įrankio tarnavimo laikas: reikšmė, matavimas ir tikimybė
Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie: - 1. Įrankio naudojimo reikšmę 2. Įrankių naudojimo trukmės matavimo metodai 3. Laukimo trukmė 4. Sklypai 5. Kriterijai 6. Faktoriai.
Įrankio naudojimo reikšmė:
Kiekvienas prietaisas ar įrankis turi savo funkcinį gyvenimą. Pasibaigus jo galiojimui, bet ne veiksmingai. Taigi taip pat tiesa ir pjovimo įrankiui. Naudojimo metu įrankis praranda savo medžiagą, ty susidėvėja. Didėjant nusidėvėjimui, įrankis praranda efektyvumą. Taigi jo gyvenimas turi būti apibrėžtas ir pasibaigus jo gyvenimui, jis turėtų būti atnaujintas naudoti naujai.
Įrankio tarnavimo laiką galima nustatyti įvairiais būdais:
(i) Laikas, praėjęs tarp dviejų iš eilės šlifavimo.
ii) laikotarpis, per kurį įrankis sumažėja patenkinamai.
(iii) bendras laikas, sukauptas prieš įrankio gedimą.
Įrankio tarnavimo laikas nurodomas minutėmis.
Ryšys tarp pjovimo greičio ir įrankio naudojimo trukmės nustatomas pagal Taylor įrankio naudojimo trukmę:
VT n = C
Įrankių naudojimo trukmės matavimo metodai:
Dažniausiai naudojami įrankių naudojimo trukmės matavimai yra šie:
i) Apdirbimo laikas:
Praėjęs mašinų darbo laikas.
(ii) faktinis pjovimo laikas:
Laikas, per kurį įrankis faktiškai mažinamas.
iii) fiksuoto dydžio susidėvėjimo žemė ant šono paviršiaus:
Ant karbido ir keramikos įrankių, kuriuose beveik nėra kraterių. Įrankių eksploatacijos trukmė laikoma atitinkančia 0, 038 arba 0, 076 mm susidėvėjimo žemę ant šoninio paviršiaus apdailai.
iv) pašalintas metalo tūris.
v) Apdirbtų gabalų skaičius.
Įrankio veikimo trukmę nuo pakartotinio kondicionavimo ir keitimo galima nustatyti keliais būdais, pvz .:
a) Tikrasis pjovimo laikas iki gedimo.
b) metalo kiekis, pašalintas į gedimą.
c) pagamintų dalių skaičius gedimui.
d) pjovimo greitis tam tikrą laiką iki gedimo.
e) Apdirbimo trukmė iki gedimo.
Įrankio naudojimo trukmė (Taylor Tool Life Equation):
1907 m. „FW Taylor“ sukūrė santykį tarp įrankio tarnavimo laiko ir pjovimo greičio, temperatūros, palaikydama pašarą kaip pastovią. „Taylor“ įrankių gyvenimo trukmės lygtis suteikia gerą aproksimaciją.
V C T n = C
Bendra lygties forma, atsižvelgiant į pjūvio gylį ir padavimo greitį
V c T n D x F y = C
Kur, K C = pjovimo greitis (m / min)
T = įrankio tarnavimo laikas (min.)
D = pjovimo gylis (mm)
F = padavimo greitis (mm / aps.)
x, y = eksponentai, kurie nustatomi eksperimentiškai kiekvienai pjovimo sąlygai.
n = eksponentas, kuris priklauso nuo įrankio medžiagų.
N = 0, 1 - 0, 2; HSS įrankiams
Nuo 0, 2 iki 0, 4; „Carbide“ įrankiams
0, 4–0, 6; Keraminiams įrankiams
C = apdorojimo konstantas, rastas eksperimentuojant arba paskelbus duomenų knygą. Tai priklauso nuo įrankio medžiagos, ruošinio ir padavimo greičio.
Įrankio gyvenimo lygties pastabos:
i. Įrankio tarnavimo laikas mažėja, padauginant pjovimo greitį.
ii. Įrankio tarnavimo laikas taip pat labai priklauso nuo pjovimo gylio (D) ir padavimo greičio (F).
iii. Įrankių naudojimo trukmės sumažėjimas su padidintu greičiu yra dvigubai didesnis (eksponentiškai), kaip ir gyvenimo sumažėjimas su padidėjusiu pašaru.
iv. Didžiausias įrankių tarnavimo laikas yra pjovimo greitis ir įrankio temperatūra, glaudžiai susijusi su pjovimo greičiu.
Įrankio naudojimo grafikai (kreivės):
Įrankio eksploatavimo kreivės parodomos tarp įrankio naudojimo trukmės ir įvairių proceso parametrų (pvz., Pjovimo greitis, padavimas, pjovimo gylis, įrankio medžiaga, įrankio geometrija, ruošinio kietumas ir pjovimo skysčiai ir tt). Nubraižyti šias kreives, eksperimentinius duomenis, gautus atliekant skirtingų medžiagų pjovimo bandymus skirtingomis sąlygomis ir taikant įvairius proceso parametrus.
Įrankio eksploatavimo kreivės paprastai užrašomos ant log-log grafiko popieriaus. Šios kreivės naudojamos eksponento „n“ vertei nustatyti. Eksponentas „n“ iš tiesų gali tapti neigiamas mažais pjovimo greičiais. 9.22 (a) paveiksle parodyta įrankio eksploatacijos trukmė tarp įrankio naudojimo trukmės ir pjovimo greičio skirtingoms skirtingo kietumo ruošinių medžiagoms. Tai rodo, kad pjovimo greitis didėja, įrankio tarnavimo laikas greitai mažėja. Jei pjovimo greitis Versus įrankio veikimo laikas, kreivės braižomos ant log-log grafiko popieriaus, gaunamos tiesios linijos, kaip parodyta 9.22 pav. b).
Priemaišos ir kietos sudedamosios dalys ruošinio medžiagoje (pvz., Rūdys, šlakas, skalė ir tt) taip pat sukelia abrazyvinį poveikį, kuris sumažina įrankio tarnavimo laiką.
Įrankio naudojimo kriterijai (įrankio gedimo vertinimo kriterijai):
Dėl įrankio susidėvėjimo pjovimo jėga didėja ir paviršiaus apdaila pablogėja. Todėl, kada turėtume pasakyti, kad įrankis nepavyko ir jis turėtų būti peržengtas. Kitaip tariant, tam tikras kriterijus reikalingas sprendžiant įrankio gedimą.
Priemonė nepavyksta, kai ji neveikia tinkamai. Tai gali turėti skirtingą reikšmę skirtingomis aplinkybėmis. Grūdinant, kai paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumas yra mažai svarbūs, įrankio gedimas gali reikšti pernelyg didėjantį pjovimo jėgą ir galios reikalavimus.
Apdailos operacijoje, kur svarbiausia yra paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumas, įrankio gedimas reiškia, kad nebebus galima pasiekti nurodytų paviršiaus apdailos sąlygų ir matmenų tikslumo. Visi šie gedimai iš esmės susiję su įrankio klirenso susidėvėjimu.
Toliau pateikiami kai kurie kriterijai, pagal kuriuos vertinamas įrankio veikimo laikas / gedimas:
i) Visiškas gedimas.
ii) Šoninio ar kraterio gedimas.
iii) Baigti gedimą.
iv) Dydžio gedimas.
v) Pjovimo jėgos gedimas.
(i) Užbaigti gedimą:
Pagal šį kriterijų pjovimas su įrankiu tęsiamas tol, kol jis gali pjauti. Taigi, kai įrankis nesupjauna, tada tik jis turėtų būti apvalus. Šis kriterijus praktikoje nenaudojamas dėl akivaizdžių trūkumų.
ii) Šoninė ar kraterių gedimas:
Pagal šį kriterijų, kai krašto susidėvėjimas pasiekia tam tikrą aukštį, pjovimas įrankiu nutraukiamas ir šlifavimas atliekamas. Pasakykite, kai, pvz., Krašto susidėvėjimo aukštis h yra lygus 0, 3 mm, manoma, kad įrankis nepavyko. Kai kurios bendros rekomenduojamos nusidėvėjimo žemės vertės pateiktos 9.11 lentelėje. (a, b).
Dėl krašto susidėvėjimo faktinis pjūvio gylis sumažėja nuo AC iki BC, kaip parodyta 9.23 pav. Jei pjovimas tęsiamas, ruošinys tampa siaurėjantis. Tai yra labiausiai paplitęs kriterijus praktikoje. Šoninio nusidėvėjimo matavimas atliekamas naudojant įrankių gamintojo mikroskopą.
Be to, svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad šoninis nusidėvėjimas nėra vienodas palei aktyvų pjovimo kraštą, todėl prieš nustatant šlifavimo darbus reikia nurodyti, kokioje padėtyje ir kokiu mastu susiduriama, kai nustatomas įrankio naudojimo kriterijus.
(iii) Baigti nesėkmę:
Pagal šį kriterijų, kai paviršiaus šiurkštumas pasiekia nustatytą didelę vertę, pjovimas su įrankiu sustabdomas ir šlifuojama. Pasakykite konkrečiu pjovimo režimu, kad paviršiaus šiurkštumas yra 0, 7 mikronai. Kaip ir pjovimo procese, šoninis susidėvėjimas išsivysto, todėl pjovimo kraštas tampa grubus ir netaisyklingas, todėl paviršiaus šiurkštumas palaipsniui didėja, kaip parodyta 9.24 pav. Pavyzdžiui, 1, 3 mikronai yra laikomi kriterijumi.
Paviršiaus šiurkštumas nuolat matuojamas jo ilgiu. Kai šiurkštumas pasiekia nurodytą vertę, pjovimas nutraukiamas. Pavyzdžiui, šis maksimalus paviršiaus šiurkštumo dydis gali atsirasti dešimtyje ruošinių, taigi 11 ir kiti ruošiniai nebus apdorojami tuo pačiu įrankiu, be grąžinimo.
Šis kriterijus tampa ypač svarbus, kai apdirbami artimi įrenginiai. Dėl nelygių ir nelygių paviršių tinkamas montavimas negali būti atliktas.
(iv) Dydžio gedimas:
Pagal šį kriterijų įrankis bus laikomas nepavykusiu, jei yra pagaminto gatavo komponento dydžio nukrypimas nuo nurodytos vertės.
(v) Pjovimo jėgos gedimas:
Pagal šį kriterijų įrankis bus laikomas nepavykusiu, jei pjovimo jėgos kiekis padidėja tam tikru nustatytu dydžiu. Taip yra dėl susidėvėjimo. Skersinis susidėvėjimas padidina ruošinio ir įrankio sąlyčio vietą, todėl pjovimo jėga padidėja. 9.25 pav. rodo, kad pjovimo jėgos padaugėjimas, atsirandantis dėl šoninio dilimo.
Veiksniai, turintys įtakos įrankio gyvybei:
Šių veiksnių svarba įrankių veikimui yra:
i) Pjovimo greitis.
ii) Padavimo greitis ir pjūvio gylis.
iii) ruošinio kietumas.
(iv) ruošinio mikrostruktūra.
v) įrankio medžiaga.
vi) įrankio geometrija.
vii) Pjovimo skysčio tipas ir jo taikymo būdas.
viii) Pjovimo pobūdis.
ix) ruošinio grūdų dydis.
(x) ruošinio staklių sistemos standumas.
i) Pjovimo greitis:
FW Taylor atliko daugybę metalo pjovimo eksperimentų. 1907 m. Jis davė tokį ryšį tarp įrankio naudojimo trukmės ir pjovimo greičio, kuris yra žinomas kaip „Taylor Tool Life Equation“.
V C T n = C
kur, V = pjovimo greitis (m / min)
T = įrankio tarnavimo laikas (min.) C = pastovus arba apdirbimo konstanta
n = įrankio naudojimo trukmės indeksas. Tai priklauso nuo įrankio ir darbo medžiagos derinio ir pjovimo sąlygų.
Jei T = 1 min
tada C = V c
Taigi, konstanta C gali būti fiziškai interpretuojama kaip pjovimo greitis, kuriam įrankio tarnavimo laikas yra vienas min. Įrankio gyvavimo lygtį galima atvaizduoti log-log popieriuje; jis tampa tiesia linija, kaip parodyta 9.26 pav.
Akivaizdu, kad pjovimo greitis turi didžiausią įtaką įrankių veikimo trukmei, o po to - pašarų ir pjovimo gylio. Didėjant pjovimo greičiui, pjovimo temperatūra didėja, o įrankio tarnavimo laikas mažėja.
(ii) Tiekimo greitis ir pjūvio gylis:
Pagal „Taylor“ įrankio naudojimo trukmę, įrankio tarnavimo laikas mažėja, kai padidėja pašarų greitis. Be to, tas pats atvejis skirtas pjovimo gyliui.
Šis ryšys pateisina pirmiau pateiktą teiginį:
(iii) ruošinio kietumas:
Didėjant kietumui, leistinas greitis mažėja tam tikram įrankio tarnavimo laikui. Pavyzdžiui, įrankio veikimo trukmė yra 50 minučių mažiau kietai medžiagai pjauti, dabar, jei sakoma, kad kietesnė medžiaga turi būti nupjauta, įrankio veikimo trukmė turi būti 50 minučių, todėl pjovimo greitis turėtų būti sumažintas proporcingai.
Pirmiau minėtas teiginys yra pagrįstas šia Yanitsky pateikta lygtimi:
kur,
H b = darbo medžiagos brinelio kietumo skaičius
Ψ = procentinis sumažinimas
V = leistinas pjovimo greitis tam tikram įrankio tarnavimo laikui
iv) ruošinio mikrostruktūra:
Kadangi konstrukcija tampa vis labiau perlitu, įrankio tarnavimo laikas mažėja, kai pjovimo greitis padidėja, kaip parodyta 9.27 pav.
v) įrankio medžiaga:
Pagrindiniai pjovimo įrankių medžiagų reikalavimai yra: karštas kietumas, smūgio stiprumas ir atsparumas dilimui. Siekiant geresnio įrankio naudojimo, medžiaga turi turėti aukščiau nurodytas savybes. 9.26 pav. Parodyta įrankio veikimo trukmė nuo pjovimo greičio skirtingoms įrankių medžiagoms. Tai labai aišku iš skaičiaus; bet kokiu pjovimo greičiu įrankio eksploatacijos laikas yra maksimalus keramikos įrankiui ir mažiausias greitojo plieno įrankiui. Taigi, naudojant keraminį įrankį, bet kokiu pjovimo greičiu galima pašalinti maksimalų medžiagos kiekį tam tikram įrankio tarnavimo laikui.
Idealus įrankio medžiaga bus n = 1 (Taylor įrankių gyvavimo indeksas). Tai reiškia idealų medžiagos įrankį visais pjovimo greičiais, pašalina didžiausią darbo medžiagos kiekį.
Kai kurios įrankių medžiagos su jų savybėmis yra tokios:
i. Anglies paketai:
Labai jautrus temperatūrai.
Jie greitai praranda kietumą esant žemai temperatūrai.
Tinka pjauti tik lėtai ir su minkštais spalvotais metalais.
ii. HSS:
Jie yra paveikti tik virš 600 ° C ir pradeda prarasti kietumą.
HSS pasižymi geru veikimu žemiau 600 ° C.
Virš 600 ° C tendencija formuotis BUE
iii. Cementuotas karbidas:
Geras veikimas iki 1200 ° C.
Galima naudoti daug didesniu pjovimo greičiu nei HSS
iv. Sintetiniai oksidai arba keramika:
Gali būti naudojamas 2 ir 3 kartus didesniam pjovimo greičiui nei su karbidais.
(vi) įrankio geometrija:
Įrankio geometrija labai veikia įrankio tarnavimo laiką. Toliau pateiktuose puslapiuose aptarsime visų įrankio parametrų poveikį įrankio veikimo trukmei:
(a) Atgal Rake Angle.
b) Pagrindinis pjovimo kraštas.
c) Atstumo kampas.
d) nosies spindulys.
(a) Atgal įlenkimo kampas:
Didesnis gręžimo kampas, mažesnis, bus pjovimo kampas, o didesnis bus šlyties kampas, tai sumažina pjovimo jėgą ir galią, todėl mažesnė pjovimo metu susidariusi šiluma reiškia mažesnę pjovimo temperatūrą, ilgesnį įrankio tarnavimo laiką.
Tačiau, kita vertus, padidinus gręžimo kampą, mechaniškai silpnas pjovimo kraštas, teigiamas gręžimo įrankis patiria šlyties įtempimą, o galas gali būti nukirptas.
Neigiamas grėblys padidina pjovimo jėgą ir galią, todėl daugiau šilumos ir temperatūros atsiranda dėl mažesnio įrankių naudojimo.
Todėl yra optimali nugaros grėblio vertė, kuri priklauso nuo įrankio medžiagos ir darbo medžiagos. Jis svyruoja nuo -5 ° iki + 15 °. Optimali gręžimo kampo vertė yra apie 14 °, o tai užtikrina maksimalų įrankio tarnavimo laiką.
9.28 pav. Parodytas pjovimo procesas naudojant teigiamus ir neigiamus grėblių įrankius. Teigiamas gręžimo įrankis patiria šlyties įtempimą ir galas gali būti nukirptas. Kadangi įrankis su neigiamu grėbliu patiria spaudimą. Karbido ir keramikos įrankiams paprastai suteikiamas neigiamas grėblys, nes jie yra silpni ir lengvai suspausti.
b) Pagrindinis pjovimo kraštas:
9.29 pav. Parodyti du skirtingi pagrindinio pjovimo briaunų kampai. 9.29 (a) paveikslas, kontaktas palaipsniui pradedamas nuo taško, toli nuo viršūnės. Todėl įrankis patiria pjovimo jėgą palaipsniui ir didesniame plote. Todėl įrankis yra saugesnis, o įrankio tarnavimo laikas yra didesnis, palyginti su 9.29 (b) pav., Kuriame pagrindinis pjovimo kraštas yra 90 °.
c) Atstumo kampas:
Padidėjęs klirenso kampas žymiai sumažina šoninį susidėvėjimą, todėl padidėja įrankių naudojimo laikas. Tačiau pjovimo kraštas bus silpnesnis, nes padidės prošvaisos kampas. Todėl reikia optimalios vertės. Geriausias kompromisas yra 5 ° (su karbido įrankiais) iki 8 ° (su HSS įrankiais) įprastoms darbo medžiagoms.
d) nosies spindulys:
Nosies spindulys pagerina įrankių tarnavimo laiką ir paviršiaus apdailą.
Toliau pateikiamas ryšys tarp pjovimo greičio, įrankio naudojimo trukmės ir nosies spindulio:
VT 0, 09 = 300R 0, 25
Kur, R = nosies spindulys (HSS įrankio pjovimui SAE-2346 plienas)
T = įrankio tarnavimo laikas (min.)
V = pjovimo greitis (m / min)
i. Yra optimali nosies spindulio vertė, kuriai esant maksimalus įrankio tarnavimo laikas.
ii. Jei spindulys viršija optimalią vertę, įrankio tarnavimo laikas mažėja.
iii. Didesnis spindulys reiškia didesnį kontakto tarp įrankio ir ruošinio plotą. Dėl to susidaro daugiau trinties šilumos, todėl padidėja pjovimo jėga. Dėl to ruošinys gali prasidėti, vibruoti, taigi, jei nelankstumas nėra labai aukštas, trapūs įrankiai (karbidai ir keramika) nepavyks dėl pjovimo briaunos.
vii) Pjovimo skysčio tipas ir jo taikymo būdas:
Tinkamo pjovimo skysčio naudojimas akivaizdžiai padidina įrankio tarnavimo laiką arba, kitaip tariant, tam pačiam įrankio tarnavimo laikui, leidžiamas pjovimo greitis padidėja. 9.30 pav. Pavaizduotas skysčio pjovimo įrankio veikimo poveikis skirtingoms įrankių medžiagoms. Kai kuriais greičiais įrankio tarnavimo laikas netgi padidėja 150 proc. Visi pjovimo skysčių tipai neturi vienodo poveikio, kai kurie iš jų yra mažiau, kai kurie yra mažiau.
viii) Pjaustymo pobūdis:
Jei pjovimas yra pertrūkis, įrankis susiduria su smūgio apkrova, dėl to gali atsirasti greitas gedimas. Nuolatinis ir tolygus pjovimas yra ilgesnis.
ix) ruošinio grūdų dydis:
Įrankių tarnavimo laikas didėja, jei padidėja grūdų dydis. Kaip ir grūdų dydžiui, sumažėja vidutinis grūdų skaičius kvadratiniame plote, taigi, kietumas mažėja, o tai padidina įrankių tarnavimo laiką.
(x) ruošinio ir staklių sistemos standumas:
Didesnis yra sistemos griežtumas, kuris bus įrankio tarnavimo laikas. Sumažinkite sistemos standumą, didesnė yra įrankio gedimo tikimybė, įrankio ar ruošinio vibracija. Tvirtumas yra pagrindinis reikalavimas, kai pjovimas trunka, ypač kai naudojami trapūs įrankiai.
