Știm cu toții că arborii subțiri sunt greu de prelucrat. Au o rigiditate slabă și sunt supuse unor solicitări mari și deformări termice în timpul strunjirii, ceea ce face dificilă asigurarea cerințelor de calitate a prelucrării ale arborilor subțiri.
Astăzi, să aruncăm o privire la modul în care meșterii germani transformă arbori subțiri.
Prin adoptarea unor metode de prindere adecvate și metode avansate de prelucrare, selectând unghiuri rezonabile de scule și cantități de tăiere etc., pot fi asigurate cerințele de calitate a prelucrării ale arborilor subțiri.
Cele mai frecvente probleme ale arborilor subțiri în prelucrare
1. Deformare termică mare
La întoarcerea arborilor subțiri, difuzia termică este slabă, iar dilatarea liniară este mare. Când cele două capete ale piesei de prelucrat sunt presate strâns, este ușor de îndoit.
2. Rigiditate slabă
La răsucire, piesa de prelucrat este supusă forței de tăiere, piesa de prelucrat subțire se lasă din cauza propriei greutăți, iar forța centrifugă în timpul rotației cu viteză mare-o poate determina cu ușurință să se îndoaie și să se deformeze.
3. Calitatea suprafeței este greu de asigurat
Greutatea proprie, deformarea și vibrația piesei de prelucrat afectează cilindricitatea și rugozitatea suprafeței piesei de prelucrat.
Cum să îmbunătățești precizia de procesare a arborilor subțiri
1. Selectați o metodă de prindere adecvată
(1) Metoda de prindere dublu centru. Utilizarea de prindere centrală dublă poate poziționa cu precizie piesa de prelucrat și poate asigura cu ușurință coaxialitatea. Cu toate acestea, rigiditatea arborelui subțire prins prin această metodă este slabă, arborele subțire este supus unei deformări mari la îndoire și este ușor de vibrat. Prin urmare, este potrivit doar pentru prelucrarea pieselor de arbore cu mai multe-trepte, cu raport de aspect mic, toleranță de prelucrare mică, cerințe de coaxialitate ridicate.
(2) O metodă de prindere cu o clemă și o metodă de prindere prin împingere. În această metodă de prindere, dacă împingerea centrală este prea strânsă, pe lângă îndoirea arborelui subțire, poate împiedica, de asemenea, extensia termică a arborelui subțire în timpul răsucirii, determinând ca arborele subțire să fie strâns și îndoit axial. În plus, este posibil ca suprafața de prindere a fălcilor și orificiul central să nu fie coaxiale, ceea ce va cauza supra-poziționarea după prindere și poate provoca, de asemenea, îndoirea arborelui subțire. Deformare. Prin urmare, atunci când utilizați metoda de prindere cu o -clemă-cu o-împingere, centrul ar trebui să folosească un centru elastic elastic, astfel încât arborele subțire să se poată întinde liber după încălzire, reducând deformarea îndoită din cauza căldurii; în același timp, un inel de sârmă deschis poate fi introdus între fălci și arborele subțire pentru a reduce lungimea de contact axială dintre fălci și arborele subțire, pentru a elimina supra-poziționarea în timpul instalării și pentru a reduce deformarea la îndoire.
(3) Metoda de tăiere cu scule duble-. Glisiera dublă-de strung pentru scule este modificată pentru a roti axul subțire și este adăugat suportul pentru scule din spate. Sculele de strunjire față și spate sunt folosite pentru strunjire în același timp. Cele două scule de strunjire sunt radial opuse, cu unealta de strunjire din față instalată în poziția corectă și unealta de strunjire din spate instalată în poziția greșită. Forțele de tăiere radiale generate de cele două scule de strunjire se compensează reciproc în timpul strunjirii. Piesa de prelucrat este supusă unei mici deformări și vibrații, iar precizia de prelucrare este mare, ceea ce este potrivit pentru producția de masă.
(4) Utilizați un suport de scule și un cadru central. Arborele subțire este rotit printr-o metodă de prindere a unei cleme și a unui vârf. Pentru a reduce influența forței de tăiere radiale asupra deformației de îndoire a arborelui subțire, se folosesc în mod tradițional un suport de scule și un cadru central, ceea ce echivalează cu adăugarea unui suport la arborele subțire, creșterea rigidității arborelui subțire și reducerea efectivă a influenței forței de tăiere radiale asupra arborelui subțire.
(5) Utilizați metoda de tăiere inversă pentru a întoarce arborele subțire. Metoda de tăiere inversă înseamnă că, în timpul procesului de strunjire a arborelui subțire, unealta de strunjire începe să treacă de la mandrina axului la contrapunctul. În acest fel, forța de tăiere axială generată în timpul prelucrării determină tragerea arborelui subțire, eliminând deformația de încovoiere cauzată de forța de tăiere axială. În același timp, utilizarea unui vârf elastic al contrapunctului poate compensa eficient deformarea compresivă și alungirea termică a piesei de prelucrat de la unealtă la contrapunctură, evitând deformarea la îndoire a piesei de prelucrat.
2. Alegeți un unghi rezonabil al sculei
Pentru a reduce deformarea la încovoiere cauzată de rotirea arborelui subțire, forța de tăiere generată în timpul strunjirii trebuie să fie cât mai mică posibil. Dintre unghiurile geometrice ale sculei, unghiul de deformare, unghiul principal de deformare și unghiul de înclinare a muchiei de tăiere au cel mai mare impact asupra forței de tăiere. Instrumentul de strunjire a arborelui subțire trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: forță de tăiere mică, forță radială redusă, temperatură scăzută de tăiere, lamă ascuțită, îndepărtare lină a așchiilor și durată lungă de viață a sculei. Din strunjirea oțelului se știe că atunci când unghiul de greblare 0 crește cu 10 grade, forța radială Fr poate fi redusă cu 30%; când unghiul principal de deviere Kr crește cu 10 grade, forța radială Fr poate fi redusă cu mai mult de 10%; când unghiul de înclinare a muchiei de tăiere λs ia o valoare negativă, se reduce și forța radială Fr.
(1) Unghiul de greblare (0) afectează direct forța de tăiere, temperatura de tăiere și puterea de tăiere. Creșterea unghiului de tăiere poate reduce deformarea plastică a stratului de metal tăiat și poate reduce semnificativ forța de tăiere. Creșterea unghiului de greblare poate reduce forța de tăiere. Prin urmare, la strunjirea arborilor subțiri, unghiul de greblare al sculei trebuie mărit cât mai mult posibil, asigurându-se în același timp că unealta de strunjire are o rezistență suficientă. Unghiul de rake este setat în general la 0=150 grade . Fața greblată a sculei de strunjire trebuie șlefuită cu o canelură de spargere a așchiilor cu o lățime a canelurii de așchii de B=3.5~4mm, br1=0.1~0,15 mm și o teșitură negativă de 01=-25 grade pentru a reduce componenta de forță radială, îndepărtarea lină a așchiilor, performanță bună de ondulare a așchiilor și temperatură scăzută de tăiere. Prin urmare, poate reduce și preveni deformarea la îndoire și vibrația arborelui subțire.
(2) Unghiul principal de greblare (Kr) Unghiul principal de greblare Kr al sculei de strunjire este principalul factor care afectează forța radială. Dimensiunea sa afectează dimensiunea și relația proporțională a celor trei forțe de tăiere. Pe măsură ce unghiul de greblare principal crește, forța de tăiere radială scade semnificativ. Unghiul principal de greblare trebuie mărit cât mai mult posibil, fără a afecta rezistența sculei. Unghiul principal Kr=90 grade (setat la 85 grade ~ 88 grade la instalarea sculei), unghiul secundar K'r=8 grade ~ 100 grade și raza arcului vârfului sculei s=0.15 ~ 0,2 mm sunt favorabile pentru reducerea forței radiale.
(3) Unghiul de înclinare a lamei (λs) Unghiul de înclinare afectează direcția curgerii așchiilor, rezistența vârfului sculei și relația proporțională a celor trei forțe de tăiere în timpul strunjirii. Pe măsură ce unghiul de înclinare a lamei crește, forța de tăiere radială scade semnificativ, dar forța de tăiere axială și forța de tăiere tangențială cresc. Când unghiul de înclinare a lamei este în intervalul -10 grade ~+10 grade, relația proporțională a celor trei forțe de tăiere este relativ rezonabilă. La rotirea arborilor subțiri, un unghi pozitiv de înclinare a lamei de +3 grade ~+10 grade este adesea folosit pentru a permite așchiilor să curgă către suprafața care urmează să fie procesată.
(4) Unghiul spatelui este mic de a0=a01=4 grade ~60 de grade, care joacă un rol de rezistență-vibrațiilor.
3. Control rezonabil al parametrilor de tăiere
Dacă parametrii de tăiere sunt selectați în mod rezonabil sau nu, va avea efecte diferite asupra mărimii forței de tăiere și asupra cantității de căldură de tăiere generată în timpul procesului de tăiere. Prin urmare, deformarea cauzată de rotirea arborilor subțiri este, de asemenea, diferită. Principiul selectării parametrilor de tăiere pentru strunjirea brută și semi-strunjirea arborilor subțiri este de a reduce cât mai mult posibil forța de tăiere radială și căldura de tăiere. La rotirea arborilor subțiri, în general, când raportul de aspect și duritatea materialului sunt mari, este selectat un parametru de tăiere mai mic, adică mai multe treceri și adâncime de tăiere mai mică pentru a reduce vibrațiile și a crește rigiditatea.
(1) Adâncimea de tăiere în spate (ap). Sub premisa că rigiditatea sistemului de proces este determinată, pe măsură ce adâncimea de tăiere crește, forța de tăiere și căldura de tăiere generată în timpul strunjirii cresc în mod corespunzător, determinând creșterea tensiunii și a deformarii termice a arborelui subțire. Prin urmare, la întoarcerea arborilor subțiri, adâncimea de tăiere din spate trebuie redusă la minimum.
(2) Viteza de avans (f). O creștere a vitezei de avans va crește grosimea de tăiere și forța de tăiere. Cu toate acestea, forța de tăiere nu crește în proporție directă, astfel încât coeficientul de deformare a tensiunii al arborelui subțire scade. Din perspectiva îmbunătățirii eficienței de tăiere, creșterea vitezei de avans este mai benefică decât creșterea adâncimii de tăiere.
(3) Viteza de tăiere (v). Creșterea vitezei de tăiere este benefică pentru reducerea forței de tăiere. Acest lucru se datorează faptului că, pe măsură ce viteza de tăiere crește, temperatura de tăiere crește, frecarea dintre sculă și piesa de prelucrat scade și deformarea forței a arborelui subțire scade. Cu toate acestea, dacă viteza de tăiere este prea mare, arborele subțire se va îndoi cu ușurință sub acțiunea forței centrifuge, distrugând stabilitatea procesului de tăiere, astfel încât viteza de tăiere ar trebui controlată într-un anumit interval. Pentru piesele de prelucrat cu un raport de aspect mai mare, viteza de tăiere ar trebui redusă în mod corespunzător.
