In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. Υπό τη δράση της δύναμης κοπής, της βαρύτητας και της άνω δύναμης σύσφιξης, ο οριζόντιος λεπτός άξονας είναι εύκολο να λυγίσει ή ακόμα και να χάσει τη σταθερότητά του. Επομένως, το πρόβλημα καταπόνησης του λεπτού άξονα πρέπει να βελτιωθεί κατά την περιστροφή του λεπτού άξονα.
Μέθοδος επεξεργασίας: υιοθετείται η αντίστροφη στροφή τροφοδοσίας και επιλέγεται μια σειρά αποτελεσματικών μέτρων όπως οι λογικές γεωμετρικές παράμετροι του εργαλείου, η ποσότητα κοπής, η συσκευή τάνυσης και το στήριγμα εργαλείου δακτυλίου.
01
Ανάλυση παραγόντων παραμόρφωσης κάμψης σε στροφικό λεπτό άξονα
Υπάρχουν κυρίως δύο παραδοσιακές μέθοδοι σύσφιξης που χρησιμοποιούνται για την περιστροφή λεπτών αξόνων σε τόρνους: η μία μέθοδος είναι: ένας σφιγκτήρας και ένας επάνω τοποθέτηση. η άλλη μέθοδος είναι δύο κορυφαίες εγκαταστάσεις. Εδώ αναλύουμε κυρίως τη μέθοδο σύσφιξης ενός σφιγκτήρα και μιας κορυφής.
Μέσω της πραγματικής ανάλυσης επεξεργασίας, οι κύριοι λόγοι για την παραμόρφωση κάμψης του λεπτού άξονα που προκαλείται από τη στροφή είναι:
(1) Η δύναμη κοπής προκαλεί παραμόρφωση
Στη διαδικασία στροφής, η δύναμη κοπής που δημιουργείται μπορεί να αποσυντεθεί σε αξονική δύναμη κοπής PX, ακτινική δύναμη κοπής PY και εφαπτομενική δύναμη κοπής PZ. Οι διαφορετικές δυνάμεις κοπής έχουν διαφορετικά αποτελέσματα στην παραμόρφωση κάμψης κατά την περιστροφή λεπτών αξόνων.
1) Επιρροή ακτινικής δύναμης κοπής PY
Η ακτινική δύναμη κοπής δρα κατακόρυφα στο οριζόντιο επίπεδο που διέρχεται από τον άξονα του λεπτού άξονα. Λόγω της κακής ακαμψίας του λεπτού άξονα, η ακτινική δύναμη θα κάμψει τον λεπτό άξονα για να τον κάνει να κάμπτεται και να παραμορφώνεται στο οριζόντιο επίπεδο. Η επίδραση της δύναμης κοπής στην παραμόρφωση κάμψης του λεπτού άξονα φαίνεται στο Σχ. 1.
2) Επίδραση αξονικής δύναμης κοπής PX
Η αξονική δύναμη κοπής δρα παράλληλα με τον άξονα του λεπτού άξονα, σχηματίζοντας μια ροπή κάμψης στο τεμάχιο εργασίας. Για γενική στροφή, η αξονική δύναμη κοπής έχει μικρή επίδραση στην παραμόρφωση κάμψης του τεμαχίου εργασίας και μπορεί να αγνοηθεί. Ωστόσο, λόγω της κακής ακαμψίας του λεπτού άξονα, η σταθερότητά του είναι επίσης κακή. Όταν η αξονική δύναμη κοπής υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή, ο λεπτός άξονας θα λυγίσει για να προκαλέσει παραμόρφωση διαμήκους κάμψης. όπως φαίνεται στην εικόνα 2.
(2) Η επίδραση της θερμότητας κοπής
Η θερμότητα κοπής που παράγεται από την επεξεργασία θα προκαλέσει θερμική παραμόρφωση και επιμήκυνση του τεμαχίου εργασίας. Δεδομένου ότι το τσοκ και το πάνω μέρος της ουράς στερεώνονται κατά τη διάρκεια της στροφής, η απόσταση μεταξύ των δύο είναι επίσης σταθερή. Με αυτόν τον τρόπο, περιορίζεται η αξονική επιμήκυνση του επιμήκους άξονα μετά τη θέρμανση, με αποτέλεσμα την παραμόρφωση κάμψης του επιμήκους άξονα λόγω αξονικής εξώθησης.
Επομένως, μπορεί να φανεί ότι το πρόβλημα της βελτίωσης της ακρίβειας μηχανικής κατεργασίας του λεπτού άξονα είναι ουσιαστικά το πρόβλημα του ελέγχου της τάσης και της θερμικής παραμόρφωσης του συστήματος διεργασίας.
02
Μέτρα για τη βελτίωση της ακρίβειας κατεργασίας του λεπτού άξονα
Κατά τη διαδικασία μηχανικής κατεργασίας του λεπτού άξονα, προκειμένου να βελτιωθεί η ακρίβεια κατεργασίας του, θα πρέπει να ληφθούν διαφορετικά μέτρα ανάλογα με τις διαφορετικές συνθήκες παραγωγής για τη βελτίωση της ακρίβειας μηχανικής κατεργασίας του λεπτού άξονα.
(1) Επιλέξτε την κατάλληλη μέθοδο σύσφιξης
Μεταξύ των δύο παραδοσιακών μεθόδων σύσφιξης που χρησιμοποιούνται για την περιστροφή λεπτών αξόνων στον τόρνο, χρησιμοποιείται σύσφιξη διπλής κορυφής, η οποία μπορεί να τοποθετήσει με ακρίβεια το τεμάχιο εργασίας και να εξασφαλίσει εύκολα ομοαξονικότητα. Αλλά χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο για τη σύσφιξη του λεπτού άξονα, η ακαμψία του είναι κακή, η παραμόρφωση κάμψης του λεπτού άξονα είναι μεγάλη και είναι επιρρεπής σε κραδασμούς. Επομένως, είναι κατάλληλο μόνο για εγκατάσταση με μικρή αναλογία μήκους προς διάμετρο, μικρό περιθώριο μηχανικής κατεργασίας και υψηλές απαιτήσεις ομοαξονικότητας. ψηλά τεμάχια εργασίας.
Η κατεργασία των λεπτών αξόνων συνήθως υιοθετεί τη μέθοδο σύσφιξης ενός σφιγκτήρα και μιας κορυφής. Ωστόσο, σε αυτή τη μέθοδο σύσφιξης, εάν το άκρο είναι πολύ σφιχτό, εκτός από την κάμψη του λεπτού άξονα, μπορεί επίσης να εμποδίσει την επιμήκυνση του λεπτού άξονα όταν περιστρέφεται, με αποτέλεσμα ο λεπτός άξονας να συμπιεστεί αξονικά και να λυγίσει εκτός σχήματος . Επιπλέον, η επιφάνεια σύσφιξης των σιαγόνων μπορεί να μην βρίσκεται στον ίδιο άξονα με την οπή κορυφής, κάτι που θα προκαλέσει υπερβολική τοποθέτηση μετά τη σύσφιξη και μπορεί επίσης να προκαλέσει παραμόρφωση κάμψης του λεπτού άξονα. Επομένως, όταν χρησιμοποιείται η μέθοδος σύσφιξης ενός σφιγκτήρα και μιας κορυφής, η κορυφή πρέπει να χρησιμοποιεί ελαστικά κέντρα διαβίωσης. Ο λεπτός άξονας μπορεί να επιμηκυνθεί ελεύθερα αφού θερμανθεί για να μειωθεί η παραμόρφωση κάμψης του όταν θερμαίνεται. Ταυτόχρονα, ένας ανοιχτός χαλύβδινος οδηγός μπορεί να εισαχθεί μεταξύ των σιαγόνων και του λεπτού άξονα για να μειωθεί το μήκος αξονικής επαφής μεταξύ των σιαγόνων και του λεπτού άξονα και να εξαλειφθεί η υπερβολική τοποθέτηση κατά την εγκατάσταση μειώνει την παραμόρφωση κάμψης.
(2) Μειώστε άμεσα την παραμόρφωση δύναμης του λεπτού άξονα
1) Χρησιμοποιήστε το στήριγμα φτέρνας και το κεντρικό πλαίσιο
Ο λεπτός άξονας περιστρέφεται με τη μέθοδο σύσφιξης ενός σφιγκτήρα και μιας κορυφής. Προκειμένου να μειωθεί η επίδραση της ακτινικής δύναμης κοπής στην παραμόρφωση κάμψης του λεπτού άξονα, χρησιμοποιείται το παραδοσιακό στήριγμα εργαλείου και το κεντρικό πλαίσιο, το οποίο ισοδυναμεί με την προσθήκη στήριξης στον λεπτό άξονα. , που αυξάνει την ακαμψία του λεπτού άξονα, που μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την επίδραση της ακτινικής δύναμης κοπής στον λεπτό άξονα.
2) Ο λεπτός άξονας περιστρέφεται με τη μέθοδο αξονικής σύσφιξης
Η χρήση του στηρίγματος εργαλείου και του κεντρικού πλαισίου μπορεί να αυξήσει την ακαμψία του τεμαχίου εργασίας, αλλά ουσιαστικά να εξαλείψει την επίδραση της ακτινικής δύναμης κοπής στο τεμάχιο εργασίας. Αλλά και πάλι δεν μπορεί να λύσει το πρόβλημα ότι η αξονική δύναμη κοπής κάμπτει το τεμάχιο εργασίας, ειδικά για τον λεπτό άξονα με σχετικά μεγάλη μεγάλη διάμετρο, αυτή η παραμόρφωση κάμψης είναι πιο εμφανής. Επομένως, ο λεπτός άξονας μπορεί να περιστραφεί με τη μέθοδο αξονικής σύσφιξης. Η στροφή αξονικής σύσφιξης σημαίνει ότι κατά τη διαδικασία περιστροφής ενός λεπτού άξονα, το ένα άκρο του λεπτού άξονα συσφίγγεται από ένα τσοκ και το άλλο άκρο συσφίγγεται από μια ειδικά σχεδιασμένη κεφαλή σύσφιξης. Η κεφαλή σύσφιξης εφαρμόζει αξονική τάση στον λεπτό άξονα. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.
Κατά τη διαδικασία στροφής, ο λεπτός άξονας υπόκειται πάντα σε αξονική τάση, η οποία λύνει το πρόβλημα ότι ο λεπτός άξονας κάμπτεται από την αξονική δύναμη κοπής. Ταυτόχρονα, υπό τη δράση της αξονικής τάσης, μειώνεται ο βαθμός παραμόρφωσης κάμψης του λεπτού άξονα λόγω της ακτινικής δύναμης κοπής. η αξονική επιμήκυνση που προκαλείται από τη θερμότητα κοπής αντισταθμίζεται και η ακαμψία και η επεξεργασία του λεπτού άξονα βελτιώνονται. ακρίβεια.
3) Περιστροφή του λεπτού άξονα με τη μέθοδο της αντίστροφης κοπής
Η μέθοδος αντίστροφης κοπής σημαίνει ότι κατά τη διάρκεια της διαδικασίας στροφής του λεπτού άξονα, το εργαλείο στροφής τροφοδοτείται από το τσοκ ατράκτου στο ουρά, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.
Με αυτόν τον τρόπο, η αξονική δύναμη κοπής που δημιουργείται κατά την επεξεργασία κάνει τον λεπτό άξονα τεντωμένο, εξαλείφοντας την παραμόρφωση κάμψης που προκαλείται από την αξονική δύναμη κοπής. Ταυτόχρονα, το ελαστικό άκρο ουράς μπορεί να αντισταθμίσει αποτελεσματικά την παραμόρφωση συμπίεσης και τη θερμική επιμήκυνση του τεμαχίου εργασίας από το εργαλείο στο ουρά και να αποφύγει την παραμόρφωση κάμψης του τεμαχίου εργασίας.
Η μεσαία πλάκα ολίσθησης του τόρνου τροποποιείται περιστρέφοντας τον λεπτό άξονα με διπλά μαχαίρια, προστίθεται η οπίσθια θήκη εργαλείων και τα μπροστινά και πίσω εργαλεία στροφής χρησιμοποιούνται για το γύρισμα ταυτόχρονα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 6.
εικόνα
Εικόνα 6 Επεξεργασία διπλού μαχαιριού και ανάλυση δύναμης
Δύο εργαλεία στροφής είναι διαμετρικά αντίθετα, το μπροστινό εργαλείο στροφής είναι τοποθετημένο σε όρθια θέση και το πίσω εργαλείο στροφής τοποθετείται αντίστροφα. Οι ακτινικές δυνάμεις κοπής που παράγονται από τα δύο εργαλεία στροφής κατά τη διάρκεια της στροφής αλληλοεξουδετερώνονται. Η παραμόρφωση και η δόνηση του τεμαχίου εργασίας είναι μικρές και η ακρίβεια επεξεργασίας είναι υψηλή, η οποία είναι κατάλληλη για μαζική παραγωγή.
4) Περιστροφή του λεπτού άξονα με μαγνητική μέθοδο κοπής
Η αρχή της μεθόδου μαγνητικής κοπής είναι βασικά η ίδια με αυτή της μεθόδου αντίστροφης κοπής. Κατά τη διαδικασία στροφής, ο λεπτός άξονας τεντώνεται από τη μαγνητική δύναμη, η οποία μπορεί να μειώσει την παραμόρφωση κάμψης του λεπτού άξονα κατά την επεξεργασία και να βελτιώσει την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας του λεπτού άξονα.
(3) Ελέγχετε εύλογα την ποσότητα κοπής
Το εάν η επιλογή της ποσότητας κοπής είναι λογική εξαρτάται από το μέγεθος της δύναμης κοπής και την ποσότητα της θερμότητας κοπής που παράγεται κατά τη διαδικασία κοπής. Επομένως, η παραμόρφωση που προκαλείται από την περιστροφή του λεπτού άξονα είναι επίσης διαφορετική.
1) Βάθος κοπής (t)
Με την προϋπόθεση ότι προσδιορίζεται η ακαμψία του συστήματος διεργασίας, καθώς αυξάνεται το βάθος κοπής, η δύναμη κοπής και η θερμότητα κοπής που παράγεται κατά την περιστροφή αυξάνονται ανάλογα, προκαλώντας την αύξηση της τάσης και της θερμικής παραμόρφωσης του λεπτού άξονα. Επομένως, όταν περιστρέφετε λεπτούς άξονες, το βάθος κοπής πρέπει να ελαχιστοποιείται.
2) Ποσότητα τροφοδοσίας (στ)
Η αύξηση του ρυθμού τροφοδοσίας θα αυξήσει το πάχος κοπής και τη δύναμη κοπής. Ωστόσο, η δύναμη κοπής δεν αυξάνεται αναλογικά, επομένως ο συντελεστής παραμόρφωσης δύναμης του λεπτού άξονα μειώνεται. Από την άποψη της βελτίωσης της απόδοσης κοπής, η αύξηση του ρυθμού τροφοδοσίας είναι πιο ωφέλιμη από την αύξηση του βάθους κοπής.
3) Ταχύτητα κοπής (v)
Η αύξηση της ταχύτητας κοπής είναι ευεργετική για τη μείωση της δύναμης κοπής. Αυτό οφείλεται στο ότι, καθώς αυξάνεται η ταχύτητα κοπής, η θερμοκρασία κοπής αυξάνεται, η τριβή μεταξύ του εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας μειώνεται και η παραμόρφωση δύναμης του λεπτού άξονα μειώνεται. Ωστόσο, εάν η ταχύτητα κοπής είναι πολύ υψηλή, ο λεπτός άξονας θα λυγίσει εύκολα υπό τη δράση της φυγόκεντρης δύναμης, η οποία θα καταστρέψει τη σταθερότητα της διαδικασίας κοπής, επομένως η ταχύτητα κοπής θα πρέπει να ελέγχεται εντός ορισμένου εύρους. Για τεμάχια με σχετικά μεγάλο μήκος και διάμετρο, η ταχύτητα κοπής θα πρέπει να μειωθεί κατάλληλα.
(4) Επιλέξτε μια λογική γωνία εργαλείου
Προκειμένου να μειωθεί η παραμόρφωση κάμψης που προκαλείται από την περιστροφή του λεπτού άξονα, απαιτείται η δύναμη κοπής που δημιουργείται κατά τη στροφή να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη. Μεταξύ των γεωμετρικών γωνιών του εργαλείου, η γωνία κλίσης, η γωνία πρόσφυσης και η γωνία κλίσης της άκρης έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση στη δύναμη κοπής.
1) Μπροστινή γωνία ( )
Το μέγεθος της γωνίας κλίσης ( ) επηρεάζει άμεσα τη δύναμη κοπής, τη θερμοκρασία κοπής και την ισχύ κοπής. Η αύξηση της γωνίας κλίσης μπορεί να μειώσει τον βαθμό πλαστικής παραμόρφωσης του μεταλλικού στρώματος που κόβεται και η δύναμη κοπής μπορεί να μειωθεί σημαντικά. Η αύξηση της γωνίας κλίσης μπορεί να μειώσει τη δύναμη κοπής, επομένως στη στροφή του λεπτού άξονα, με την προϋπόθεση ότι το εργαλείο στροφής έχει επαρκή αντοχή, προσπαθήστε να αυξήσετε τη γωνία κλίσης του εργαλείου και η γωνία κλίσης είναι γενικά {{0} } βαθμός -17 βαθμός .
2) Γωνία καθοδήγησης (kr)
Το μέγεθος της κύριας γωνίας παραμόρφωσης (kr) επηρεάζει το μέγεθος και την αναλογική σχέση των τριών συνιστωσών της δύναμης κοπής. Με την αύξηση της γωνίας εισόδου, η ακτινική δύναμη κοπής μειώνεται προφανώς, αλλά η εφαπτομενική δύναμη κοπής αυξάνεται στις 60 μοίρες -90 μοίρες . Στην περιοχή των 60 μοιρών -75 μοιρών, η αναλογική σχέση των τριών συνιστωσών της δύναμης κοπής είναι πιο λογική. Κατά την περιστροφή λεπτών αξόνων, χρησιμοποιείται γενικά γωνία πρόσφυσης μεγαλύτερη από 60 μοίρες.
3) Κλίση λεπίδας (λs)
Η γωνία κλίσης της λεπίδας (λs) επηρεάζει την κατεύθυνση ροής των τσιπς, την αντοχή του άκρου του εργαλείου και την αναλογική σχέση των τριών εξαρτημάτων κοπής κατά τη διαδικασία στροφής. Καθώς η γωνία κλίσης αυξάνεται, η ακτινική δύναμη κοπής μειώνεται προφανώς, αλλά η αξονική δύναμη κοπής και η εφαπτομενική δύναμη κοπής αυξάνονται. Όταν η γωνία κλίσης της λεπίδας είναι στην περιοχή {{0}} μοιρών - συν 10 μοιρών, η αναλογική σχέση των τριών συνιστωσών της δύναμης κοπής είναι λογική. Όταν περιστρέφεται ένας λεπτός άξονας, χρησιμοποιείται συχνά μια θετική γωνία κλίσης άκρων 0 μοιρών - συν 10 μοιρών για να κάνει τα τσιπ να ρέουν στην επιφάνεια που πρόκειται να κατεργαστεί.
03
Συμπερασματικά
Λόγω της κακής ακαμψίας του λεπτού άξονα, η δύναμη και η θερμική παραμόρφωση που δημιουργούνται κατά τη στροφή είναι σχετικά μεγάλες και είναι δύσκολο να εγγυηθούν οι απαιτήσεις ποιότητας επεξεργασίας του λεπτού άξονα. Με την υιοθέτηση κατάλληλων μεθόδων σύσφιξης και προηγμένων μεθόδων επεξεργασίας, επιλέγοντας λογικές γωνίες εργαλείου και παραμέτρους κοπής κ.λπ., μπορούν να εγγυηθούν οι απαιτήσεις ποιότητας επεξεργασίας του λεπτού άξονα.
