Čo je stupňovité sústruženie? Celkový sprievodca pre začiatočníkov

Čo je to krokové sústruženie?

Krokové sústruženie je typ sústruženie vykonané na sústruhV tomto procese obrábate valcový obrobok, ktorý má niekoľko častí s rôznymi priemermi. Každá časť tvorí ostrý 90° schod, vďaka čomu šachta vyzerá ako schodisko.

Táto sústružnícka operácia je bežná pri práci s kovom obrábanie a používa sa, keď je potrebné, aby súčiastky v určitých bodoch zapadli do zostáv. Líši sa od priameho sústruženia, ktoré vytvára jeden priemer, alebo kužeľového sústruženia, ktoré vytvára plynulé, šikmé zmeny veľkosti.

Ako funguje proces stupňovitého sústruženia?

Najprv upevníte obrobok v sústruhu, zvyčajne pomocou skľučovadla. Obrobok sa potom nastaví na otáčanie požadovanou rýchlosťou.

Ďalej si vyberiete a opravíte rovnú rezný nástroj na držiak nástroja. Tento nástroj sa používa na odstraňovanie materiálu z určitých bodov pozdĺž obrobku.

Rezný nástroj pohybujete pozdĺž osi obrobku. V každom bode, kde chcete zmeniť priemer, režete do nastavenej hĺbky.

Kľúčové kroky:

• Upevnite obrobok v sústruhu
• Nastavte správnu rýchlosť otáčania
• Namontujte rezný nástroj
• Zmerajte a označte polohy pre každý krok
• Nástroj zasuňte do obrobku v každej značke
• Medzi jednotlivými krokmi vytvorte ostré 90° ramená

Každý krok skontrolujete pomocou meracích nástrojov, ako sú posuvné meradlá alebo mikrometre, aby ste sa uistili, že rozmery sú správne.

Výsledkom je séria rovných úsekov alebo „schodov“, z ktorých každý má odlišný priemer. Schody sú oddelené jasnými, hranatými okrajmi.

Materiály a nástroje pre stupňovité sústruženie

Na vykonanie stupňovitého sústruženia potrebujete vhodné materiály a spoľahlivé nástroje.

Vhodné materiály

Tu je stručný popis materiálov vhodných na stupňovité sústruženie:

Kovy:

• Hliník (ľahko obrábateľný, ľahký)
• Mosadz (dobrá povrchová úprava, odolná voči korózii)
• Mäkká oceľ (cenovo výhodná, všestranná)
• Nerezová oceľ (odolná, ale ťažšie sa obrába)

Plasty:

• Akryl (hladký povrch, krehký)
• Nylon (odolný, odolný voči opotrebovaniu)
• Delrin (nízke trenie, presný)

Kompozity:

• Uhlíkové vlákno (vysoká pevnosť, nízka hmotnosť)
• Sklolaminát (tuhý, abrazívny voči nástrojom)

Rezné nástroje

The rezný nástroj je to, čo odoberá kov z obrobku a vytvára schody. Najbežnejším nástrojom je sústružnícky nástroj. Na rezanie ostrých ramien alebo drážok môžete použiť aj upichovací nástroj. Pokročilé rezné nástroje sú vyrobené z materiálov, ako je rýchlorezná oceľ alebo karbid. Karbid vydrží dlhšie a dokáže rezať tvrdšie kovy.

• Nástroj na hrubovanie – Rýchlo odstraňuje sypký materiál.
• Nástroj na dokončovanie – Zaisťuje hladký povrch schodov.
• Nástroj na zapichovanie/upichovanie – Reže ostré ramená medzi schodmi.
• Nástroj na rezanie závitov (ak sú na schodoch potrebné nite).

Nástroje na upínanie obrobkov

Polohovanie nástroja je kľúčové. Nástroj musí byť nastavený v správnej výške a uhle. To pomáha predchádzať treniu a zabezpečuje čistý povrch.

• 3-čeľusťové skľučovadlo – Pre valcové obrobky.
• 4-čeľusťové skľučovadlo – Pre nepravidelnú alebo mimostrednú prácu.
• Sústružnícke centrá (Mŕtvy/Fázový) – Podporuje dlhé obrobky.
• Stabilný odpočinok – Zabraňuje priehybu v dlhých, úzkych častiach.

Meracie nástroje

Presné meranie je nevyhnutné pre stupňovité sústruženie. Používate zariadenia ako posuvné meradlo alebo mikrometer skontrolovať polomer a dĺžku každého schodu. Správne meranie zabráni chybám a zabezpečí presné tolerancie.

• Posuvné meradlá/vernierové meradlá – Meria priemery stupňov.
• Mikrometer – Zaisťuje presné tolerancie.

Nástroje na nastavenie

Na nastavenie úlohy potrebujete stredový rozchod a číselníkový indikátorStredový ukazovateľ pomáha zarovnať nástroj so stredom obrobku. Úchylkomer kontroluje hádzanie a zabezpečuje, aby bol obrobok v skľučovadle rovno umiestnený.

• Stredový ukazovateľZaručuje správnu geometriu nástroja.
• ÚchylkomerZaisťuje rozmerovú presnosť.

Výhody a obmedzenia stupňovitého sústruženia

Tento proces je dôležitý na výrobu súčiastok, ako sú hriadele, nápravy a dištančné vložky, ale prináša so sebou aj určité kompromisy v rýchlosti, spotrebe materiálu a presnosti.

Aké sú výhody stupňovitého sústruženia?

Účelom stupňovitého sústruženia je umožniť vám rýchlo a presne vyrábať súčiastky s dvoma alebo viacerými rôznymi priemermi. Medzi stupňami získate ostré, 90-stupňové osadenia, čo je dôležité pre súčiastky, ktoré musia pevne zapadnúť do iných strojov alebo zostáv.

Táto metóda sústruženia funguje s rôznymi druhmi kovov a plastov. Môžete použiť ručné sústruhy alebo CNC stroje, v závislosti od toho, koľko dielov potrebujete a aké presné musia byť. Pomocou podobných nastavení je možné pridať aj viacero prvkov, ako sú drážky a zúženia.

Tento proces je spoľahlivý a opakovateľný. Ušetríte čas pri výrobe mnohých identických dielov, pretože po dokončení nastavenia je opakovanie krokov rýchle. Umožňuje vám tiež vytvoriť zložité tvary bez prepínania medzi rôznymi strojmi.

Tabuľka kľúčových výhod:

Aké sú obmedzenia stupňovitého sústruženia?

Stupňovité sústruženie môže plytvať materiálom, najmä ak je veľký rozdiel medzi počiatočným priemerom a najmenším stupňom. To znižuje jeho účinnosť pri drahých alebo ťažko dostupných materiáloch.

Proces môže trvať dlhšie, ak potrebujete niekoľko krokov s veľmi vysokou presnosťou. Každý krok zvyčajne vyžaduje samostatný prechod rezným nástrojom, čo predlžuje čas a zvyšuje opotrebovanie nástroja. Ak má vaša súčiastka veľa krokov, môže sa proces spomaliť.

Dosiahnutie dokonalej povrchovej úpravy v každom kroku si niekedy vyžaduje ďalšie dokončovacie prechody. Vibrácie alebo chyby v nastavení nástroja môžu zanechať viditeľné stopy. Ostré ramená môžu tiež zvýšiť riziko napätia v dielci v závislosti od spôsobu použitia.

Zoznam bežných obmedzení:

• Vysoká strata materiálu pri veľkých zmenách priemeru
• Viac času obrábania pre vysoko presné kroky
• Potenciál opotrebovania nástrojov a problémov s povrchovou úpravou

Aplikácie stupňovitého sústruženia

Stupňovité sústruženie je dôležité v mnohých odvetviach, ktoré vyrábajú presné mechanické komponentyČasto sa používa na tvarovanie hriadeľov, ozubených kolies a iných častí, kde sú na montáž alebo výkon potrebné rôzne priemery.

Výroba valcových komponentov

Stupňovité sústruženie vytvára valcové súčiastky s časťami rôznych priemerov pozdĺž ich dĺžky. Toto je bežné u súčiastok, ktoré do seba zapadajú, kde každá časť musí plniť špecifickú úlohu.

*Továrne často vyrábajú vretená, čapy a nápravy týmto spôsobom.
*Pomáha vytvárať súčiastky pre zariadenia v energetickom, leteckom a kozmickom priemysle a priemysle zdravotníckych pomôcok.
Môžete ľahko splniť prísne tolerancie a proces mnohokrát opakovať bez straty presnosti.

Použitím správnych rezných nástrojov a starostlivým meraním môžete zabezpečiť, aby každý krok bol rovný a každý povrch hladký. To zvyšuje kvalitu a životnosť hotového komponentu.

Automobilový a strojársky dizajn

Stupňovité sústruženie sa široko používa v automobilovom priemysle a strojárstve. Pri výrobe automobilov si hnacie hriadele, vačkové hriadele a prevodovky často vyžadujú stupne na osadenie ložísk, ozubených kolies a remeníc. Tieto stupne umožňujú správne umiestnenie a podopretie pohyblivých častí.

Tento proces tiež uľahčuje montáž a demontáž komponentov. To znamená, že opravy sa dajú vykonať rýchlejšie a náklady na údržbu zostávajú nízke.

Výroba stupňovitých hriadeľov a ložísk

Stupňovité hriadele vyrobené stupňovitým sústružením sú pre mnohé stroje kľúčové. Tieto hriadele často musia tesne zapadať do iných častí, ako sú ložiská alebo spojky.

Stupňovité hriadele majú zvyčajne:

• Viacero priemerov
• Štvorcové ramená
• Drážky poistných krúžkov

Na dosiahnutie všetkých týchto funkcií v jednom nastavení môžete použiť stupňovité sústruženie, čím ušetríte čas. Ložiská musia dokonale sedieť na stupňovitých plochách, aby sa plynulo otáčali a predčasne sa neopotrebovávali.

Dobré stupňovité sústruženie zabezpečuje, že každé rameno a schod je rovné, čo je dôležité, pretože malá chyba môže spôsobiť hluk alebo poruchu pri obrábaní.

Použitie v ozubených kolesách, kladkách a ventiloch

Ozubené kolesá a remenice majú často nábojové časti, ktoré vyžadujú rôzne priemery na montáž. Pomocou stupňovitého sústruženia môžete tvarovať základňu ozubeného kolesa a náboj na presné rozmery. To zabezpečí, že každé ozubené koleso alebo remenica dokonale pasuje na svoj hriadeľ.

Ventily, podobne ako tie, ktoré sa používajú v motoroch a kvapalinových systémoch, majú driek, ktorých veľkosť sa mení pozdĺž ich dĺžky. Postupné sústruženie vám pomôže vykonať tieto zmeny čisto, aby tesnenia a ovládače sedeli podľa návrhu.

Mechanické súčiastky vyrobené týmto spôsobom vydržia dlhšie a bežia tichšie. Plynulé prechody môžu tiež znížiť trenie a opotrebovanie spojených častí.

Stupňovité sústruženie vs. kužeľovité sústruženie

Stupňové sústruženie a kužeľové sústruženie sú dva rôzne spôsoby zmeny tvaru valcového obrobku.

In krokové otáčanie, robíte ploché, jasné kroky pozdĺž obrobku. Každý krok má ostrú hranu, kde sa priemer náhle mení.

In sústruženie kužeľov, priemer sa mení plynule a postupne. Výsledkom je kužeľovitý alebo uhlový tvar namiesto ostrých stupňov.

Nastavenie procesu:

• Postupné sústruženie si zvyčajne vyžaduje základné nastavenie. Často stačí len pohybovať rezným nástrojom priamo pozdĺž osi.
• Sústruženie kužeľa je zložitejšie. Na dosiahnutie uhlového pohybu môže byť potrebný zložený posuvník, kužeľový nadstavec alebo odsadený koník.

Aplikácie:

• Stupňovité sústruženie je bežné na výrobu ozubených kolies, ramien alebo súčiastok, ktoré vyžadujú presné zmeny priemeru.
• Sústruženie kužeľov sa používa na výrobu vretien, kužeľov alebo akýchkoľvek súčiastok, ktoré vyžadujú postupné uloženie.

Stručne povedané, hlavný rozdiel spočíva v tom, ako sa mení priemer obrobku – buď náhle s krokmi, alebo postupne so zúžením.

často kladené otázky

Čo odlišuje stupňovité sústruženie od iných sústružníckych procesov?

Stupňovité sústruženie tvaruje valec vytvorením zreteľných stupňov alebo osadenín pozdĺž jeho dĺžky. Toto sa líši od základného sústruženia, ktoré vytvára hladký a rovný povrch. Na rozdiel od kužeľového sústruženia alebo zrážania hrán vytvára stupňovité sústruženie ostré zmeny priemeru na špecifických miestach.

Môžete načrtnúť základné kroky pri postupnom sústružení na sústruhu?

Najprv namontujete obrobok do sústruhu a nastavíte rezný nástroj. Potom pomocou ovládacích prvkov sústruhu posúvate nástroj pozdĺž obrobku a každý krok režete na požadovaný priemer a dĺžku. Tento postup opakujete pre každý krok a starostlivo meriate, aby zodpovedal návrhu.

Aké sú typické aplikácie pre stupňovité sústruženie?

Stupňovité sústruženie sa často používa na výrobu hriadeľov, ktoré vyžadujú rôzne priemery, ako sú napríklad hriadele prevodoviek alebo nápravy. Bežné je aj pri výrobe dištančných vložiek, puzdier a strojných súčiastok, ktoré vyžadujú ploché ramená medzi stupňami na montáž alebo osadenie iných komponentov.

Ako ovplyvňuje stupňovité sústruženie kvalitu obrábaného výrobku?

Stupňovité sústruženie umožňuje vyrábať diely s presnými priemermi a ostrými prechodmi medzi sekciami. Pri správnom vykonaní vytvára čisté a presné kroky. Zlá technika však môže viesť k nerovnomerným prechodom, drsným povrchom alebo nesprávnym meraniam.

Aké nástroje a materiály sú potrebné na efektívne stupňovité sústruženie?

Budete potrebovať CNC sústruh, rezacie nástroje vhodné na kov alebo plast a meracie zariadenia, ako sú mikrometre a posuvné meradlá. Výber materiálu nástroja, ako je rýchlorezná oceľ alebo karbid, závisí od materiálu obrobku – zvyčajne ide o kovové tyče alebo prúty.

Aké bezpečnostné opatrenia by sa mali dodržiavať počas procesu stupňovitého otáčania?

Vždy noste ochranné okuliare, aby ste si chránili oči pred kovovými trieskami a úlomkami. Uistite sa, že obrobok je pevne upevnený v skľučovadle. Nenoste voľné oblečenie ani šperky a nikdy sa nedotýkajte rotujúcich častí. Udržujte pracovný priestor čistý a dodržiavajte bezpečnostné pokyny pre váš sústruh.