Обработка меди на токарном станке

Выбор режущего инструмента для обработки меди

Медь — это одни из самых распространённых конструкционных материалов, повсеместно используемых в различных сферах производства. Медь издавна добывается и обрабатывается человеком — во многом благодаря сравнительной доступности руды, малой температуры плавления и пластичности самого металла. В то же время медь обладает рядом ценных свойств: ковкостью, высокой тепло- и электропроводностью, достаточной прочностью и одновременно — пластичностью. Всё это обуславливает широкое применение меди — в электротехнике, для изготовления бесшовных труб и теплообменников, в качестве покрытия для подшипников скольжения, а также как составной компонент для различных сплавов (дюралюминия, бронзы и даже червонного золота). Кроме того, медь является неотъемлемым элементом в организме высших животных и человека.

Особенности обработки меди и требования к режущему инструменту

За счёт своей пластичности медь отлично поддаётся механической обработке (ковке, штамповке, резанию). Именно это свойство определило стремительный «технологический взрыв» добычи, обработки и применения меди в древние времена (в «бронзовый век» оружие и предметы бытового обихода изготавливались из бронзы — сплава меди и олова).

Сегодня медные заготовки с успехом обрабатываются механическим способом. Однако, при контактной обработке резанием (к примеру, на фрезерном станке с ЧПУ) для получения качественных изделий из меди необходимо соблюдать ряд условий. Как отмечалось выше, основным свойством меди является высокая пластичность. Это приводит к тому, что в процессе резания фреза склонна «увязать» в материале. Для получения высокой производительности обработки и получения качественных изделий следует:

• использовать твёрдосплавный режущий инструмент;
• поддерживать высокую степень остроты инструмента (фрезы);
• не превышать рекомендуемую подачу и частоту вращения шпинделя (не «форсировать» скорость обработки);
• обязательно применять смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ);
• принимать меры к удалению стружки из зоны резания (а также не допускать забивание стружкой спиральных канавок фрезы).

Очень хорошие результаты обработки получаются при использовании специальных фрез с т. н. стружколомом (получивших неофициальное название «кукуруза»).

Применение СОЖ

При обработке меди на фрезерном станке с ЧПУ последний должен быть оборудован смазочно-охлаждающей системой. В случае с медью основной функцией СОЖ является именно смазка, поскольку из-за сравнительно «мягких» режимов обработки существенного увеличения температуры в зоне резания не наблюдается (в сравнении с фрезеровкой камня, к примеру).

В качестве СОЖ рекомендуется применять специальный состав WD-40, в крайнем случае — машинное масло. Применения водного раствора соды (используемого в основном как «базовая» СОЖ) при фрезеровании меди недостаточно — по причине низких смазывающих свойств.

Подача СОЖ в зону резания может осуществляться штатной либо опционной системой фрезерного станка. В простейшем случае система СОЖ включает в себя бак (емкость) для хранения запаса жидкости, насос для создания давления в системе, гибкие соединительные магистрали и форсунку-распылитель, устанавливаемый «под фрезу». При обработке меди следует направлять струю СОЖ либо на фрезу, либо непосредственно в зону обработки. В этом случае СОЖ будет выполнять дополнительную функцию очистки зоны резания от стружки.

Рекомендуемые режимы фрезерования

Оптимальные режимы обработки на фрезерном станке с ЧПУ можно установить лишь экспериментально. Для каждого конкретного случая — состояния фрезы, типа заготовки и сложности управляющей программы — оптимальным будет свой, уникальный режим обработки. Тем не менее, общей рекомендацией является снятие не более 0,2 мм материала за один проход фрезы. Подачу инструмента следует поддерживать на уровне 4-6 мм/с, а глубина резания не должна превышать 30% от диаметра фрезы (в зависимости от стратегии обработки — см. ниже). Частоту вращения шпинделя следует устанавливать небольшой, а «форсировать» режимы обработки — только при использовании стойкого режущего инструмента с высокой твёрдостью.

Стратегия разработки управляющих программ

Качество обработки меди на современном станке с ЧПУ зависит не только от «железа» (конструкции самого станка и типа режущего инструмента), но и во многом от правильной стратегии обработки, реализованной в управляющей программе. Управляющая программа представляет собой маршрут движения фрезы, построенный на базе математической модели готового изделия. Управляющая программа также содержит сведения о режимах обработки и типе используемого режущего инструмента для каждого технологического перехода (чернового, чистового этапа и т. д.). Для создания управляющих программ используется САМ-среда, например, ArtCam, MasterCam SolidCam (приложение Solidworks) и т. д. В зависимости от набора утилит конкретной программы, стратегия создания оптимальной траектории движения фрезы будет различаться.

Тем не менее, общим требованием является программирование такого маршрута обработки, который обеспечивал бы плавность «обвода» фрезой всего рельефа заготовки. При этом для каждого отрезка траектории не должно происходить резкого повышения «местной» скорости обработки. В противном случае существует риск поломки фрезы или порчи заготовки.

Как отмечалось выше, режимы обработки меди по возможности следует выбирать «умеренными». Это, однако, приводит к значительному повышению времени обработки, что не всегда допустимо. В качестве решения данной проблемы можно рекомендовать использовать симуляцию обработки — САМ-программа сможет указать расчётное время процесса фрезерования для конкретных условий (заложенных в управляющей программе). При значительном потребном времени на обработку следует вернуться к установке режимов резания и задать большую скорость и/или подачу. Естественно, соизмеряя их с качеством реальной обработки пробной заготовки.

Фрезерование меди, режимы резания

Доступность руды, низкая температура плавления и пластичность меди делает ее популярным и распространенным материалом. Она обладает рядом ценных свойств: ковкость, высокий уровень теплопроводности, электропроводность, прочность. Поэтому медь часто входит в конструкцию электротехники, и популярна в современном производстве.

Особенности обработки

Благодаря пластичности медь хорошо обрабатывается ковкой, штамповкой. Данное свойство предопределило увеличение объемов добычи и применения данного материала во времена бронзового века. Сегодня медь с легкостью обрабатывают на фрезерных станках с ЧПУ. Однако, чтобы получить качественное изделие, нужно работать соблюдая определенные правила. Поскольку медь обладает высокой пластичностью, фреза во время обработки может «завязнуть» в изделии. Чтобы иметь хорошую производительность, необходимо:

• Применять режущий инструмент из твердых сплавов;
• Фреза всегда должна быть острой;
• Соблюдение требуемой частоты вращения шпинделя. При увеличении скорости можно повредить материал, фрезу, станок;
• Во время работ использовать смазочно-охлаждающую жидкость;
• Вовремя удалять стружку.

При неправильных расчетах и подборе параметров можно вызвать сильную вибрацию, а также разбалансировку оборудования. Это приведет к снижению точности обработки. В итоге кроме получения детали неправильной формы повышается риск выхода из строя станка.

Токарная обработка – один из распространенных вариантов металлообработки. Производится путем срезания тонкого слоя металла, в итоге получая деталь определенных размеров и форм.

Глубина

Припуск – это толщина слоя, который удаляется с заготовки для получения необходимого размера. Во время обточки он удаляется в несколько этапов за некоторое количество срезов. Толщина снимаемого слоя за один проход называется глубина резания. В расчетах и технологичных таблицах данный параметр обозначается как t.

При обточке он равен половине диаметра. До и после обработки вычисляется по формуле:

t = (D-d)/2, где D – диаметр заготовки, d- заданный диаметр детали.

Идеальный вариант удаления припуска – 1 проход. Однако на практике токарные работы включают черновой этап обработки и чистовой. При необходимости повышенной точности есть и получистовой этап. При соблюдении всех правил добиться требуемого результата можно за 2-3 прохода.

Подача

Это длина пути при поперечном перемещении фрезы, совершаемой за один оборот шпинделя. Величина измерения параметра – миллиметр за один оборот. В документации данный параметр обозначают буквой S. Подбирать величину необходимо по технологическому справочнику. Мощность главного привода определяет величину подачи. Также важными факторами при определении данного параметра является глубина, габариты, физические свойства меди.

Производительность труда связана с величиной подачи и устанавливается на наибольшее значение с учетом рабочего инструмента и технологических возможностей станка.

Скорость

Это суммарная траектория режущей стороны фрезы за некоторое время. В расчетных таблицах данный параметр обозначается латинской буквой v. Подбирается скорость по технологическим таблицам, либо можно рассчитать по формуле:

v= П*d*n/1000 – где d – диаметр заготовки; n – скорость вращения, П = 3,14 (число Пи).

Данный параметр – основная характеристика производительности. Он влияет на режимы работы станка, износ режущего инструмента и качество готового изделия. Его величина зависит от мощности главного привода станка.

Выбор режима на практике

Все расчеты режимов резания производятся сотрудниками отдела главного технолога производства или технологическим бюро. Итоговые результаты необходимо внести в операционную карту. В ней указывается этапы, их последовательность, необходимый инструмент и режимы изготовления, которые будут применяться в ходе обработки. На практике условия точения могут немного отличаться от нормативных по некоторым причинам:

• Снижение точности станка из-за его износа;
• Отклонения в физических характеристиках обрабатываемого материала;
• Несоответствие характеристик материала расчетам.

По этой причине на практике применяются черновые пробные проходы: обработка небольших участков с подбором необходимого режима и дальнейшим замером размеров и качества обрабатываемой поверхности. В данном методе есть один минус – возрастание трудозатрат и использование производственных ресурсов свыше нормы. Поэтому его можно применять в отдельных случаях:

• Определение точности перед обработкой и запуском партии;
• Изготовление в единичных случаях без технологической карты;
• Работа с бракованными элементами;
• Обработка литейных заготовок, которые не прошли предварительную обдирку;
• Запуск в производство нового материала.

Также пробное точение применяют, когда начинают выпуск новых деталей.

На станках с ЧПУ можно обрабатывать не только сплавы меди, но и бронзы, алюминия, титан, чугун. Также подобную обработку используют в тех материалах, где низкая температура плавления: некоторые пластики, дерево. Каждый материал имеет свою особенность расчета и выбора режима точения.

Применения СОЖ для станков с ЧПУ

Обязательным условием для работы с медью является использование СОЖ. Основная функция – это смазка. Чаще всего используют специальный состав WD-40. Иногда практикуют машинное масло. Подача жидкости осуществляется штатной или опционной системой. Система СОЖ это:

• Бак для жидкости;
• Насос, создающий давление;
• Магистрали;
• Форсунка-распылитель.

Струя жидкости во время работ должна подаваться либо на фрезу, либо на зону обработки. Во втором случае жидкость будет очищать зону резки от медной стружки.

Правильные режимы для станков с ЧПУ

Оптимальный режим можно подобрать только экспериментально. Для каждого случая (выбор, состояние фрезы, тип обрабатываемой заготовки, сложность программы) подходящим будет свой отдельный режим. Однако есть некоторые стандартные рекомендации:

• Разрешается снимать слой меди за один проход фрезы толщиной не более 0,2 мм;
• Инструмент подается со скоростью 5 миллиметров в секунду;
• Глубина резания – не более трети диаметра фрезы;
• Устанавливается малая частота вращения шпинделя;
• Изменить режимы разрешено только во время применения твердого, стойкого режущего инструмента.

Выбор управляющей программы для станка с ЧПУ

Управляющая программа разрабатывает маршрут движения фрезы. Она содержит все сведения о режимах металлообработки и типе режущего инструмента для любого этапа (чистового, чернового).

Программа подбирает такой режим, который позволяет фрезе плавно обводить рельеф и получить нужную деталь. Для меди режим выбирается умеренный. Это приводит к увеличению времени, однако готовые изделия выходят в соответствии с ГОСТом.

Современные станки с ЧПУ имеют специальные CAM-программы. Они позволяют заранее рассчитать и указать время процесса для каждого конкретного случая. При длительном времени работ разрешено увеличить скорость либо подачу.

Обрабатываемость меди

Медь является следующим высокопластичным металлом с гранецентрированной кубической решеткой подобно алюминию, но имеет более высокую температуру плавления 1083° С. Вообще, медные сплавы также имеют хорошую обрабатываемость, обусловленную теми же причинами, что и для алюминиевых сплавов. Несмотря на то, что температура плавления меди выше, она недостаточно высока для того, чтобы температуры, возникающие за счет сдвига в зоне пластического течения, оказывали значительное влияние на стойкость или характеристику режущих инструментов. Для обработки применяются инструменты как из быстрорежущей стали, так и из твердого сплава. Обеспечивается достаточная стойкость инструмента, износ инструмента приводит к появлению площадки износа на задней поверхности или лунки износа, или того и другого вместе, однако о подробном изучении механизмов износа не сообщалось. Даже при обработке инструментами из углеродистой стали возможны довольно высокие скорости резания, и до появления быстрорежущих сталей рекомендовались скорости вплоть до 100 м/мин для обработки латуни.

Наиболее важной областью механической обработки сплавов на медной основе является массовое производство электрической и другой арматуры на высокоскоростных станках-автоматах. Такими станками являются главным образом высокоскоростные токарные станки, в которых, однако, применение латунной проволоки сравнительно небольшого диаметра ограничивает максимальные скорости резания до 140—220 м/мин, хотя при необходимости инструмент обеспечивает хорошую работу при гораздо большей скорости резания.

Силы резания, возникающие при обработке чистой меди, очень большие, особенно при низких скоростях резания (рис. 7.4), что, как и в случае обработки алюминия, в основном вызвало большой площадью контакта на передней поверхности, приводящей к образованию небольшого угла сдвига и к толстой стружке. По этой причине медь с высокой электропроводностью считается одним из наиболее труднообрабатываемых материалов. Например, при сверлении глубоких отверстий силы резания часто настолько велики, что вызывают разрушение сверла. Дополнительными проблемами при обработке чистой меди являются низкое качество поверхности, особенно при низких скоростях резания, и высокая прочность запутанной сливной стружки, трудно поддающейся уборке.

Качество механической обработки меди может быть несколько улучшено за счет холодного пластического деформирования, однако значительное улучшение достигается легированием. На рис. 7.4 показано уменьшение сил резания в результате холодной обработки, что привело к уменьшению площади контакта, обеспечило больший угол сдвига и более тонкую стружку. При обработке однофазной латуни 70/30 силы резания меньше, однако заметное уменьшение сил резания наблюдается у двухфазной латуни 60/40, при обработке которой силы резания ниже во всем диапазоне скоростей резания, стружка тоньше, и площадка контакта на передней поверхности небольшая. Минимальные силы резания отмечаются в сплавах с высоким содержанием цинка, в которых выше относительное содержание b-фазы. Низкие силы резания и небольшое потребление мощности на а—b-латунях совместно с низкой скоростью износа инструмента являются основной причиной, позволившей классифицировать эти сплавы как легкообрабатываемые.

Однако образующаяся при обработке латуни сливная стружка потребовала введения добавок как для упрощения удаления стружки, так и для улучшения качества поверхности, что привело к получению легкообрабатываемой латуни. Обычно в качестве добавок вводят свинец в количестве 2—3% по весу. Свинец растворяется в расплавленной латуни, однако при затвердевании он выделяется, осаждающиеся частицы обычно размером от 1 до 10 мкм в диаметре должны быть равномерно диспергированы для обеспечения хорошей обрабатываемости. Эти добавки значительно уменьшают силы резания (рис. 7.5), которые становятся почти не зависящими от скорости резания. Образуется тонкая, незначительно превышающая величину подачи стружка, разделяющаяся на очень короткие части, легко поддающиеся уборке. При этом скорость износа инструмента также уменьшается. Легкообрабатываемая латунь может в течение длительного периода обрабатываться на станке-автомате без остановки станка для смены инструмента или уборки стружки. Многие детали небольшого размера экономически выгодно изготовлять из легкообрабатываемой латуни, несмотря на высокую стоимость меди. Наиболее вероятная причина успешного применения свинца для улучшения обрабатываемости меди заключается в уменьшении пластичности, что приводит к полному или частичному разрушению в плоскости сдвига. В дополнение к облегчению разделения стружки это обеспечивает быстрое падение нормальных напряжений, прижимающих стружку к инструменту, за режущей кромкой и уменьшению площади контакта.

Добавки вводятся также и в медь с высокой электропроводностью для улучшения ее обрабатываемости. Сера и теллур вводятся для образования пластических неметаллических включений — Сu2S или Сu2Те, диспергированных в структуре. Добавки к меди не должны вызывать заметного уменьшения электропроводности или появление трещин при горячей обработке. Обычно добавляют около 0,3% серы или 0,5% теллура, снижающих электропроводность до 98% по сравнению со стандартной медью с высокой электропроводностью. Влияние добавок заключается в значительном уменьшении сил резания, особенно на низких скоростях резания (рис. 7.5), и получении тонкой стружки, которая может легко завиваться и ломаться. Качество обработанной поверхности заметно улучшается.

Все двухфазные сплавы, включая легкообрабатываемые медь и а—b-латуни, имеют тенденцию к образованию нароста при низких скоростях резания. Эта тенденция исчезает с повышением скорости резания, например, свыше 30 м/мин, хотя имеются данные об образовании небольшого нароста при обработке меди со скоростью вплоть до 600 м/мин.

Токарная обработка меди

Токарная обработка меди недорого в ООО “Токарная обработка” на okuma B400, 16К20, 1К63, ДИП500 и токарных автоматах. От 3х дней. Есть закалка, гальваника. Отправьте запрос с чертежами на электронную почту: [email protected]

Токарная обработка меди

Наше производственное предприятие предлагает услуги токарной обработки меди. Наши специалисты выполняют работы на высокоточном оборудовании, которое позволяет добиться необходимой точности и шероховатости поверхности.

Для расчета стоимости токарной обработки меди пошлите запрос с чертежами на электронную почту [email protected] Ответим на любые вопросы 8 3439 38 00 81, 8 3439 38 98 01, доставка по всей России.

На сегодняшний день самым популярным способом изготовления деталей из меди является срезание лишних слоев с поверхности заготовки на токарном оборудовании для придания детали необходимой формы. Все токарные операции выполняются на современных металлорежущих станках, многие из которых оснащены числовым программным управлением. Наше оборудование позволяет обрабатывать различные тела вращения из меди: гайки, муфты, кольца, втулки, шкивы, зубчатые колеса, валы и т.д.

Виды токарной обработки меди.

Высококвалифицированные работники нашей компании обрабатывают торцевые, фасонные, конические, цилиндрические и комбинированные поверхности деталей из меди. Также на имеющихся станках мы обрабатываем отверстия, протачиваем канавки, нарезаем резьбу, зенкеруем отверстия и вытачиваем различные уступы. Для всех операций используется высококачественный режущий инструмент: резьбонарезные головки, плашки, метчики, развертки, зенкеры, свела, различные виды резцов и т.д. Качественные резцы с легкостью врезаются в медные заготовки и отделяют необходимый слой с поверхности. Весь процесс токарной обработки меди протекает с высокой скоростью, что позволяет получить детали отличного качества. Точность формы изделий обеспечивается подбором резца требуемой геометрии, а также высокой точностью подачи режущего инструмента. Заготовки вращаются с большой скоростью, а числовое программное управление обеспечивает высокоточную поперечную и продольную подачу резца относительно детали.

Специалисты нашего предприятия выполняют следующие виды токарной обработки меди:

• Обработку цилиндрических поверхностей;
• Сверление отверстий;
• Обработку фасонной поверхности;
• Обработку конической поверхности;
• Обработку уступов и торцов;
• Обрезку заготовок;
• Выточку фасок;
• Развертывание отверстий;
• Нарезку резьбы.

Для выполнения токарной обработки деталей используются расточные резцы, канавочные, отрезные, проходные отогнутые, упорные, проходные прямые, фасонные резцы, накатки, резьбовые резцы, зенкера, сверла, развертки и метчики. Весь используемый инструмент сертифицирован.

Технология токарной обработки меди.

Наше предприятие выполняет работы на токарном оборудовании различного типа. В производственном арсенале имеется: токарно-карусельное, лоботокарное, токарно-револьверное и токарно-винторезное оборудование. В зависимости от требований заказчиков и чертежей, для изготовления медных деталей выбирается оптимальный вариант обработки.

На токарно-винторезном оборудовании наши специалисты выполняют высокоточные операции по нарезке резьбы. Для получения деталей максимального качества, выставляется необходимая частота вращения детали и обеспечивается точная подача суппорта с установленным резцом. На оборудовании предусмотрен ручной и автоматический режимы подачи. Все рабочие места наших высококвалифицированных токарей оснащены современным токарным оборудованием, комплектами специализированной технологической оснастки, вспомогательным и измерительным инструментом, всевозможными приспособлениями и принадлежностями. Вся оснастки и инструмент тщательно подбираются исходя из технического задания по токарной обработке. Наличие профессионального оборудования позволяет нам в сжатые сроки выполнять крупносерийные и мелкосерийные заказы, изготовить детали по чертежам заказчика. Все рабочие места токарей содержатся в чистоте, что исключает сбои в работе оборудования и появление брака.

Наше предприятие постоянно калибрует имеющиеся станки и внедряет современные производственные технологии. Все сотрудники нашего предприятия имеют высокую квалификацию и большой опыт работы. Использование современного оборудования, оснащенного числовым программным управлением, для токарной обработки меди, позволяет максимально автоматизировать производственный процесс, что в свою очередь обеспечивает не высокую стоимость выполнения работ. Также достижение максимальной производительности и высокого качества на нашем предприятии обеспечивается полным использованием всего производственного потенциала и отличных технических возможностей нашего современного оборудования.

Любой наш клиент может быть уверен в высоком качестве обработки меди и своевременном получении заказа. Наши специалисты всегда бесплатно проконсультируют заказчиков по всем производственным вопросам. Обратившись к нам, клиенты не только сэкономят собственное время, но и существенно сократят свои затраты.