In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. Onder invloed van snijkracht, zwaartekracht en bovenste klemkracht is de horizontale slanke schacht gemakkelijk te buigen of zelfs stabiliteit te verliezen. Daarom moet het spanningsprobleem van de slanke as worden verbeterd bij het draaien van de slanke as.
Verwerkingsmethode: draaien met omgekeerde voeding wordt toegepast en er wordt een reeks effectieve maatregelen geselecteerd, zoals redelijke gereedschapsgeometrische parameters, snijhoeveelheid, spaninrichting en busgereedschapsteun.
01
Analyse van factoren van buigvervorming bij het draaien van slanke schachten
Er zijn hoofdzakelijk twee traditionele klemmethoden die worden gebruikt voor het draaien van slanke assen op draaibanken: de ene methode is: een klem- en een bovenmontage; de andere methode is twee topinstallaties. Hier analyseren we voornamelijk de klemwijze van één klem en één top.
Door daadwerkelijke verwerkingsanalyse zijn de belangrijkste redenen voor de buigvervorming van de slanke as veroorzaakt door draaien:
(1) Snijkracht veroorzaakt vervorming
Tijdens het draaiproces kan de gegenereerde snijkracht worden ontleed in axiale snijkracht PX, radiale snijkracht PY en tangentiële snijkracht PZ. Verschillende snijkrachten hebben verschillende effecten op buigvervorming bij het draaien van slanke assen.
1) Invloed van radiale snijkracht PY
De radiale snijkracht werkt verticaal op het horizontale vlak dat door de as van de slanke schacht gaat. Vanwege de slechte stijfheid van de slanke schacht, zal de radiale kracht de slanke schacht buigen, zodat deze in het horizontale vlak buigt en vervormt. Het effect van snijkracht op de buigvervorming van de slanke schacht wordt getoond in Fig. 1.
2) Invloed van axiale snijkracht PX
De axiale snijkracht werkt evenwijdig aan de as van de slanke as en vormt een buigmoment op het werkstuk. Voor algemeen draaien heeft de axiale snijkracht weinig invloed op de buigvervorming van het werkstuk en kan deze worden genegeerd. Vanwege de slechte stijfheid van de slanke schacht is de stabiliteit echter ook slecht. Wanneer de axiale snijkracht een bepaalde waarde overschrijdt, zal de slanke schacht worden gebogen om longitudinale buigvervorming te veroorzaken. zoals getoond in afbeelding 2.
(2) De invloed van snijwarmte
De snijwarmte die door de verwerking wordt gegenereerd, veroorzaakt thermische vervorming en rek van het werkstuk. Aangezien de klauwplaat en de bovenkant van de losse kop tijdens het draaiproces worden vastgezet, is ook de afstand tussen beide vast. Op deze manier wordt de axiale verlenging van de langwerpige schacht na verhitting beperkt, wat resulteert in buigvervorming van de langwerpige schacht als gevolg van axiale extrusie.
Daarom kan worden gezien dat het probleem van het verbeteren van de bewerkingsnauwkeurigheid van de slanke schacht in wezen het probleem is van het beheersen van de spanning en thermische vervorming van het processysteem.
02
Maatregelen om de bewerkingsnauwkeurigheid van slanke as te verbeteren
Tijdens het bewerken van de slanke as moeten, om de bewerkingsnauwkeurigheid te verbeteren, verschillende maatregelen worden genomen op basis van verschillende productieomstandigheden om de bewerkingsnauwkeurigheid van de slanke as te verbeteren.
(1) Kies de juiste klemmethode
Van de twee traditionele klemmethoden die worden gebruikt voor het draaien van slanke assen op de draaibank, wordt dubbele klemming gebruikt, waarmee het werkstuk nauwkeurig kan worden gepositioneerd en coaxialiteit gemakkelijk kan worden gegarandeerd. Maar door deze methode te gebruiken om de slanke as vast te klemmen, is de stijfheid slecht, is de buigvervorming van de slanke as groot en is hij vatbaar voor trillingen. Daarom is het alleen geschikt voor installatie met een kleine lengte-diameterverhouding, kleine bewerkingstoeslag en hoge coaxialiteitseisen. hoge werkstukken.
Bij het bewerken van slanke assen wordt meestal de klemmethode van één klem en één top gebruikt. Als bij deze klemmethode de punt echter te strak zit, kan deze naast het buigen van de slanke schacht ook de verlenging van de slanke schacht belemmeren wanneer deze wordt gedraaid, waardoor de slanke schacht axiaal wordt samengedrukt en uit vorm wordt gebogen . Bovendien mag het klemoppervlak van de kaken zich niet in dezelfde as bevinden als het puntgat, wat overpositionering na het klemmen zal veroorzaken en ook buigvervorming van de slanke schacht kan veroorzaken. Daarom, wanneer de klemmethode van één klem en één top wordt gebruikt, moet de top elastische wooncentra gebruiken. De slanke schacht kan na verhitting vrij worden verlengd om de buigvervorming bij verhitting te verminderen; tegelijkertijd kan een open stalen loopwagen tussen de klauwen en de slanke as worden gestoken om de axiale contactlengte tussen de klauwen en de slanke as te verminderen en overpositionering tijdens installatie te elimineren, vermindert buigvervorming.
(2) Verminder direct de krachtvervorming van de slanke schacht
1) Gebruik de hielsteun en het middenframe
De slanke schacht wordt gedraaid door de klemmethode van één klem en één top. Om de invloed van radiale snijkracht op de buigvervorming van de slanke as te verminderen, worden de traditionele gereedschapssteun en het middenframe gebruikt, wat overeenkomt met het toevoegen van een steun aan de slanke as. , wat de stijfheid van de slanke schacht verhoogt, wat de invloed van radiale snijkracht op de slanke schacht effectief kan verminderen.
2) De slanke as wordt gedraaid door de axiale klemmethode
Het gebruik van de gereedschapssteun en het middenframe kan de stijfheid van het werkstuk vergroten, maar in feite de invloed van de radiale snijkracht op het werkstuk elimineren. Maar het kan het probleem nog steeds niet oplossen dat de axiale snijkracht het werkstuk buigt, vooral voor de slanke as met een relatief grote lange diameter, deze buigvervorming is meer voor de hand liggend. Daarom kan de slanke as worden gedraaid door de axiale klemmethode. Axiaal klemmend draaien betekent dat tijdens het draaien van een slanke as het ene uiteinde van de slanke as wordt vastgeklemd door een klauwplaat en het andere uiteinde wordt vastgeklemd door een speciaal ontworpen klemkop. De klemkop oefent axiale spanning uit op de slanke schacht. Zoals getoond in figuur 4.
Tijdens het draaiproces staat de slanke as altijd onder axiale spanning, waardoor het probleem wordt opgelost dat de slanke as wordt gebogen door de axiale snijkracht. Tegelijkertijd wordt onder invloed van axiale spanning de mate van buigvervorming van de slanke as als gevolg van radiale snijkracht verminderd; de axiale verlenging veroorzaakt door snijwarmte wordt gecompenseerd en de stijfheid en verwerking van de slanke schacht worden verbeterd. precisie.
3) Draaien van de slanke as door omgekeerde snijmethode
De omgekeerde snijmethode betekent dat tijdens het draaiproces van de slanke as het draaigereedschap van de spilkop naar de losse kop wordt gevoerd, zoals weergegeven in figuur 5.
Op deze manier zorgt de axiale snijkracht die tijdens de verwerking wordt gegenereerd ervoor dat de slanke schacht wordt gespannen, waardoor de buigvervorming die wordt veroorzaakt door de axiale snijkracht wordt geëlimineerd. Tegelijkertijd kan de elastische losse koppunt de compressievervorming en thermische rek van het werkstuk van het gereedschap tot de losse kop effectief compenseren en de buigvervorming van het werkstuk voorkomen.
De middelste schuifplaat van de draaibank wordt gewijzigd door de slanke as met dubbele messen te draaien, de achterste gereedschapshouder wordt toegevoegd en de voorste en achterste draaigereedschappen worden tegelijkertijd gebruikt om te draaien, zoals weergegeven in figuur 6.
afbeelding
Figuur 6 Bewerking met dubbele messen en krachtanalyse
Twee draaigereedschappen zijn diametraal tegenover elkaar geplaatst, het voorste draaigereedschap is rechtop geïnstalleerd en het achterste draaigereedschap is omgekeerd geïnstalleerd. De radiale snijkrachten die tijdens het draaien door de twee draaigereedschappen worden geproduceerd, heffen elkaar op. De vervorming en trilling van het werkstuk zijn klein en de verwerkingsnauwkeurigheid is hoog, wat geschikt is voor massaproductie.
4) Draaien van de slanke as door magnetische snijmethode
Het principe van de magnetische snijmethode is in principe hetzelfde als dat van de omgekeerde snijmethode. Tijdens het draaiproces wordt de slanke as uitgerekt door de magnetische kracht, wat de buigvervorming van de slanke as tijdens de verwerking kan verminderen en de bewerkingsnauwkeurigheid van de slanke as kan verbeteren.
(3) Regel redelijkerwijs de hoeveelheid snijwerk
Of de keuze van de snijhoeveelheid redelijk is, hangt af van de grootte van de snijkracht en de hoeveelheid snijwarmte die tijdens het snijproces wordt gegenereerd. Daarom is de vervorming die wordt veroorzaakt door het draaien van de slanke as ook anders.
1) Snijdiepte (t)
Ervan uitgaande dat de stijfheid van het processysteem wordt bepaald, nemen naarmate de snijdiepte toeneemt, de snijkracht en snijwarmte die tijdens het draaien worden gegenereerd dienovereenkomstig toe, waardoor de spanning en thermische vervorming van de slanke schacht toenemen. Daarom moet bij het draaien van slanke assen de snedediepte tot een minimum worden beperkt.
2) Voerhoeveelheid (f)
De toename van de voedingssnelheid zal de snijdikte en snijkracht vergroten. De snijkracht neemt echter niet proportioneel toe, dus de krachtvervormingscoëfficiënt van de slanke schacht neemt af. Vanuit het oogpunt van verbetering van de snij-efficiëntie is het verhogen van de voedingssnelheid gunstiger dan het vergroten van de snijdiepte.
3) Snijsnelheid (v)
Het verhogen van de snijsnelheid is gunstig om de snijkracht te verminderen. Dit komt omdat, naarmate de snijsnelheid toeneemt, de snijtemperatuur toeneemt, de wrijving tussen het gereedschap en het werkstuk afneemt en de krachtvervorming van de slanke schacht afneemt. Als de snijsnelheid echter te hoog is, zal de slanke as gemakkelijk buigen onder invloed van middelpuntvliedende kracht, wat de stabiliteit van het snijproces zal vernietigen, dus de snijsnelheid moet binnen een bepaald bereik worden geregeld. Voor werkstukken met een relatief grote lengte en diameter moet de snijsnelheid dienovereenkomstig worden verlaagd.
(4) Kies een redelijke gereedschapshoek
Om de buigvervorming die wordt veroorzaakt door het draaien van de slanke as te verminderen, is het vereist dat de snijkracht die wordt gegenereerd tijdens het draaien zo klein mogelijk is. Van de geometrische hoeken van het gereedschap hebben de spaanhoek, de voorloophoek en de hellingshoek van de rand de grootste invloed op de snijkracht.
1) Voorhoek ( )
De grootte van de hellingshoek ( ) is rechtstreeks van invloed op de snijkracht, de snijtemperatuur en het snijvermogen. Het vergroten van de hellingshoek kan de mate van plastische vervorming van de metaallaag die wordt gesneden verminderen en de snijkracht kan aanzienlijk worden verminderd. Het vergroten van de hellingshoek kan de snijkracht verminderen, dus probeer bij het draaien van de slanke as, op voorwaarde dat het draaigereedschap voldoende kracht heeft, de hellingshoek van het gereedschap te vergroten, en de hellingshoek is over het algemeen {{0} } graad -17 graad .
2) Voorloophoek (kr)
De grootte van de hoofdafbuighoek (kr) is van invloed op de grootte en de proportionele relatie van de drie snijkrachtcomponenten. Met de toename van de intredehoek neemt de radiale snijkracht duidelijk af, maar de tangentiële snijkracht neemt toe bij 60 graden -90 graden. In het bereik van 60 graden -75 graden is de proportionele relatie van de drie snijkrachtcomponenten redelijker. Bij het draaien van slanke assen wordt over het algemeen een voorloophoek van meer dan 60 graden gebruikt.
3) Bladhelling (λs)
De hellingshoek van het blad (λs) is van invloed op de stroomrichting van spanen, de sterkte van de gereedschapspunt en de proportionele verhouding van de drie snijcomponenten tijdens het draaiproces. Naarmate de hellingshoek toeneemt, neemt de radiale snijkracht uiteraard af, maar nemen de axiale snijkracht en de tangentiële snijkracht toe. Wanneer de hellingshoek van het blad in het bereik van {{0}} graden - plus 10 graden ligt, is de proportionele verhouding van de drie snijkrachtcomponenten redelijk. Bij het draaien van een slanke as wordt vaak een positieve hellingshoek van 0 graden - plus 10 graden gebruikt om de spanen naar het te bewerken oppervlak te laten stromen.
03
ten slotte
Vanwege de slechte stijfheid van de slanke as zijn de kracht en thermische vervorming die tijdens het draaien worden gegenereerd relatief groot en is het moeilijk om de verwerkingskwaliteitseisen van de slanke as te garanderen. Door geschikte klemmethoden en geavanceerde verwerkingsmethoden toe te passen, redelijke gereedschapshoeken en snijparameters te kiezen, enz., Kunnen de verwerkingskwaliteitseisen van de slanke as worden gegarandeerd.
