In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. Pod dejstvom sile rezanja, gravitacije i gornje sile stezanja, horizontalna vitka osovina se lako savija ili čak gubi stabilnost. Stoga se problem naprezanja vitke osovine mora poboljšati pri okretanju vitke osovine.
Metoda obrade: usvaja se okretanje sa povratnim pomakom i odabire se niz efikasnih mjera kao što su razumni geometrijski parametri alata, količina rezanja, uređaj za zatezanje i oslonac alata za čahuru.
01
Analiza faktora deformacije savijanja kod tokarskog vitkog vratila
Postoje uglavnom dvije tradicionalne metode stezanja koje se koriste za okretanje vitkih osovina na strugovima: jedna metoda je: jedna stezaljka i jedna gornja instalacija; druga metoda su dvije gornje instalacije. Ovdje uglavnom analiziramo metodu stezanja jedne stezaljke i jednog vrha.
Kroz stvarnu analizu obrade, glavni razlozi za deformaciju savijanja vitke osovine uzrokovane tokarinjem su:
(1) Sila rezanja uzrokuje deformaciju
U procesu tokarenja, stvorena sila rezanja može se razložiti na aksijalnu silu rezanja PX, radijalnu silu rezanja PY i tangencijalnu silu rezanja PZ. Različite sile rezanja imaju različite efekte na deformaciju savijanja pri okretanju vitkih vratila.
1) Utjecaj radijalne sile rezanja PY
Radijalna sila rezanja djeluje okomito na horizontalnu ravninu koja prolazi kroz os vitke osovine. Zbog slabe krutosti vitke osovine, radijalna sila će saviti vitku osovinu kako bi se savijala i deformirala u horizontalnoj ravni. Utjecaj sile rezanja na deformaciju savijanja vitke osovine prikazan je na slici 1.
2) Utjecaj aksijalne sile rezanja PX
Aksijalna sila rezanja djeluje paralelno s osi vitke osovine, formirajući moment savijanja na radnom komadu. Za općenito tokarenje, aksijalna sila rezanja ima mali utjecaj na deformaciju savijanja radnog komada i može se zanemariti. Međutim, zbog slabe krutosti vitke osovine, njena stabilnost je također loša. Kada aksijalna sila rezanja prijeđe određenu vrijednost, vitka osovina će se savijati i uzrokovati uzdužnu deformaciju savijanja. kao što je prikazano na slici 2.
(2) Uticaj toplote rezanja
Toplina rezanja nastala obradom će uzrokovati termičku deformaciju i izduženje radnog komada. Budući da su stezna glava i vrh stražnjeg dijela fiksirani tokom procesa okretanja, razmak između njih je također fiksiran. Na taj način je ograničeno aksijalno izduženje izdužene osovine nakon zagrijavanja, što rezultira deformacijom savijanja izdužene osovine uslijed aksijalnog istiskivanja.
Stoga se može vidjeti da je problem poboljšanja točnosti obrade vitkog vratila u suštini problem kontrole napona i termičke deformacije procesnog sistema.
02
Mjere za poboljšanje preciznosti obrade vitke osovine
U procesu obrade vitke osovine, kako bi se poboljšala njena točnost obrade, treba poduzeti različite mjere prema različitim proizvodnim uvjetima kako bi se poboljšala točnost obrade vitke osovine.
(1) Odaberite odgovarajući način stezanja
Među dvije tradicionalne metode stezanja koje se koriste za okretanje vitkih osovina na strugu, koristi se stezanje s dvostrukim vrhom, koje može precizno pozicionirati radni komad i lako osigurati koaksijalnost. Ali korištenjem ove metode za stezanje vitke osovine, njena krutost je loša, deformacija savijanja vitke osovine je velika i podložna je vibracijama. Stoga je pogodan samo za ugradnju sa malim odnosom dužine i prečnika, malim dodatkom obrade i visokim zahtevima za koaksijalnošću. visoki radni komadi.
Obrada vitkih osovina obično usvaja metodu stezanja jedne stezaljke i jednog vrha. Međutim, u ovoj metodi stezanja, ako je vrh previše zategnut, osim savijanja vitke osovine, to također može ometati izduženje vitke osovine kada se okreće, uzrokujući da se vitka osovina aksijalno stisne i savija iz oblika . Osim toga, stezna površina čeljusti možda neće biti u istoj osi kao i rupa za vrh, što će uzrokovati prekomjerno pozicioniranje nakon stezanja, a također može uzrokovati deformaciju savijanja vitke osovine. Stoga, kada se koristi metoda stezanja jedne stezaljke i jednog vrha, gornji dio treba koristiti elastične životne centre. Vitka osovina može se slobodno izdužiti nakon zagrijavanja kako bi se smanjila deformacija savijanja kada se zagrije; u isto vrijeme, otvoreni čelični putnik se može umetnuti između čeljusti i vitke osovine kako bi se smanjila aksijalna kontaktna dužina između čeljusti i vitke osovine i eliminiralo Pretjerano pozicioniranje tijekom ugradnje smanjuje deformaciju savijanja.
(2) Direktno smanjiti deformaciju sile vitke osovine
1) Koristite oslonac za petu i središnji okvir
Vitka osovina se okreće metodom stezanja jedne obujmice i jednog vrha. Kako bi se smanjio utjecaj radijalne sile rezanja na deformaciju savijanja vitke osovine, koriste se tradicionalni oslonac za alat i središnji okvir, što je ekvivalentno dodavanju oslonca na vitku osovinu. , što povećava krutost vitke osovine, što može efikasno smanjiti uticaj radijalne sile rezanja na vitku osovinu.
2) Vitka osovina se okreće metodom aksijalnog stezanja
Upotreba oslonca za alat i središnjeg okvira može povećati krutost obratka, ali u osnovi eliminirati utjecaj radijalne sile rezanja na radni komad. Ali još uvijek ne može riješiti problem da aksijalna sila rezanja savija radni komad, posebno za vitku osovinu s relativno velikim dugim promjerom, ova deformacija savijanja je očiglednija. Stoga se vitka osovina može okretati metodom aksijalnog stezanja. Aksijalno stezno tokarenje znači da se u procesu okretanja vitke osovine jedan kraj vitke osovine stegne steznom glavom, a drugi kraj posebno dizajniranom steznom glavom. Stezna glava vrši aksijalnu napetost na vitku osovinu. Kao što je prikazano na slici 4.
Tokom procesa tokarenja, vitka osovina je uvijek podvrgnuta aksijalnoj napetosti, što rješava problem da je vitka osovina savijena aksijalnom silom rezanja. Istovremeno, pod djelovanjem aksijalne napetosti, smanjuje se stupanj deformacije savijanja vitke osovine zbog radijalne sile rezanja; aksijalno izduženje uzrokovano toplinom rezanja je kompenzirano, a krutost i obrada vitke osovine su poboljšani. preciznost.
3) Okretanje vitke osovine metodom obrnutog rezanja
Metoda obrnutog rezanja znači da se tokom procesa tokarenja vitkog vratila, alat za tokarstvo dovodi od stezne glave vretena do stražnje šipke, kao što je prikazano na slici 5.
Na taj način, aksijalna sila rezanja koja se stvara tokom obrade čini vitku osovinu zategnutom, eliminirajući deformaciju savijanja uzrokovanu aksijalnom silom rezanja. U isto vrijeme, elastični vrh stražnjeg dijela može učinkovito kompenzirati deformaciju kompresije i termičko izduženje radnog komada od alata do stražnjeg dijela i izbjeći deformaciju savijanja radnog komada.
Srednja klizna ploča tokarilice je modificirana okretanjem vitkog vratila sa duplim noževima, dodat je stražnji držač alata, a za tokarenje se istovremeno koriste prednji i stražnji alati za tokarenje, kao što je prikazano na slici 6.
slika
Slika 6 Obrada dvostrukim nožem i analiza sile
Dva alata za struganje su dijametralno suprotna, prednji alat za okretanje je postavljen uspravno, a stražnji alat za struganje obrnuto. Radijalne sile rezanja koje proizvode dva alata za struganje tokom tokarenja međusobno se poništavaju. Deformacije i vibracije radnog komada su male, a preciznost obrade je visoka, što je pogodno za masovnu proizvodnju.
4) Okretanje vitke osovine metodom magnetnog rezanja
Princip metode magnetnog rezanja je u osnovi isti kao i metode obrnutog rezanja. Tokom procesa tokarenja, vitka osovina se rasteže magnetskom silom, što može smanjiti deformaciju savijanja vitke osovine tokom obrade i poboljšati točnost obrade vitke osovine.
(3) Razumno kontrolirajte količinu rezanja
Da li je izbor količine rezanja razuman zavisi od veličine sile rezanja i količine toplote rezanja koja se stvara tokom procesa rezanja. Stoga je i deformacija uzrokovana okretanjem vitke osovine različita.
1) Dubina rezanja (t)
Pod pretpostavkom da je krutost procesnog sistema određena, kako se dubina rezanja povećava, sila rezanja i toplota rezanja koja se stvara tokom tokarenja se povećavaju, uzrokujući povećanje naprezanja i termičke deformacije vitke osovine. Stoga, prilikom okretanja vitkih osovina, dubinu rezanja treba minimizirati.
2) Količina hrane (f)
Povećanje brzine pomaka će povećati debljinu rezanja i silu rezanja. Međutim, sila rezanja se ne povećava proporcionalno, pa se koeficijent deformacije sile vitke osovine smanjuje. Iz perspektive poboljšanja efikasnosti rezanja, povećanje brzine pomaka je korisnije od povećanja dubine rezanja.
3) Brzina rezanja (v)
Povećanje brzine rezanja je korisno za smanjenje sile rezanja. To je zato što, kako se brzina rezanja povećava, temperatura rezanja raste, trenje između alata i obratka se smanjuje, a deformacija sile vitke osovine se smanjuje. Međutim, ako je brzina rezanja previsoka, vitka osovina će se lako savijati pod djelovanjem centrifugalne sile, što će uništiti stabilnost procesa rezanja, pa brzinu rezanja treba kontrolirati unutar određenog raspona. Za predmete sa relativno velikom dužinom i prečnikom, brzinu rezanja treba na odgovarajući način smanjiti.
(4) Odaberite razuman ugao alata
Kako bi se smanjila deformacija savijanja uzrokovana okretanjem vitkog vratila, potrebno je da sila rezanja koja nastaje tijekom tokarenja bude što manja. Od geometrijskih uglova alata, na silu rezanja najveći uticaj imaju prednji ugao, vodeći ugao i ugao nagiba ivice.
1) Prednji ugao ( )
Veličina nagibnog ugla ( ) direktno utiče na silu rezanja, temperaturu rezanja i snagu rezanja. Povećanje nagibnog ugla može smanjiti stepen plastične deformacije metalnog sloja koji se reže, a sila rezanja može biti značajno smanjena. Povećanje nagibnog ugla može smanjiti silu rezanja, tako da pri okretanju vitke osovine, pod pretpostavkom da osigurate da alat za struganje ima dovoljnu snagu, pokušajte povećati nagibni ugao alata, a ugao nagiba je općenito {{0} } stepen -17 stepen .
2) Vodeći ugao (kr)
Veličina glavnog ugla otklona (kr) utječe na veličinu i proporcionalni odnos tri komponente sile rezanja. Sa povećanjem ulaznog ugla, radijalna sila rezanja očigledno opada, ali tangencijalna sila rezanja raste na 60 stepeni -90 stepeni. U rasponu od 60 stepeni -75 stepena, proporcionalni odnos tri komponente sile rezanja je razumniji. Prilikom okretanja vitkih osovina obično se koristi vodeći ugao veći od 60 stepeni.
3) Nagib sečiva (λs)
Ugao nagiba sečiva (λs) utiče na smer strujanja strugotine, jačinu vrha alata i proporcionalni odnos tri komponente rezanja tokom procesa tokarenja. Kako se kut nagiba povećava, radijalna sila rezanja očito se smanjuje, ali se aksijalna sila rezanja i tangencijalna sila rezanja povećavaju. Kada je ugao nagiba oštrice u rasponu od {{0}} stepeni - plus 10 stepeni, proporcionalni odnos tri komponente sile rezanja je razuman. Prilikom okretanja vitke osovine, pozitivan ugao nagiba ivice od 0 stepeni - plus 10 stepeni se često koristi da bi strugotine tekle na površinu koja se obrađuje.
03
u zakljucku
Zbog slabe krutosti vitke osovine, sila i termička deformacija nastale tokom tokarenja su relativno velike, pa je teško garantirati zahtjeve za kvalitetom obrade vitke osovine. Usvajanjem odgovarajućih metoda stezanja i naprednih metoda obrade, odabirom razumnih uglova alata i parametara rezanja, itd., mogu se garantovati zahtjevi za kvalitetom obrade vitke osovine.
