In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. Sota l'acció de la força de tall, la gravetat i la força de subjecció superior, l'eix prim horitzontal és fàcil de doblegar o fins i tot perdre l'estabilitat. Per tant, el problema d'estrès de l'eix prim s'ha de millorar en girar l'eix prim.
Mètode de processament: s'adopta el torn d'alimentació inversa i es seleccionen una sèrie de mesures efectives, com ara paràmetres geomètrics de l'eina raonables, quantitat de tall, dispositiu de tensió i suport d'eines de casquillo.
01
Anàlisi de factors de deformació per flexió en eix esvelt de tornejat
Hi ha principalment dos mètodes de subjecció tradicionals utilitzats per girar eixos prims en torns: un mètode és: una pinça i una instal·lació superior; l'altre mètode són dues instal·lacions superiors. Aquí analitzem principalment el mètode de subjecció d'una pinça i una part superior.
Mitjançant l'anàlisi del processament real, les principals raons de la deformació de flexió de l'eix prim causada pel gir són:
(1) La força de tall provoca la deformació
En el procés de tornejat, la força de tall generada es pot descompondre en força de tall axial PX, força de tall radial PY i força de tall tangencial PZ. Les diferents forces de tall tenen diferents efectes sobre la deformació de flexió quan es gira eixos prims.
1) Influència de la força de tall radial PY
La força de tall radial actua verticalment sobre el pla horitzontal que passa per l'eix de l'eix prim. A causa de la poca rigidesa de l'eix prim, la força radial doblegarà l'eix prim per fer-lo doblegar i deformar-se en el pla horitzontal. L'efecte de la força de tall sobre la deformació de flexió de l'eix prim es mostra a la figura 1.
2) Influència de la força de tall axial PX
La força de tall axial actua paral·lelament a l'eix de l'eix prim, formant un moment de flexió a la peça. Per al tornejat general, la força de tall axial té poc efecte sobre la deformació de flexió de la peça i es pot ignorar. Tanmateix, a causa de la poca rigidesa de l'eix prim, la seva estabilitat també és deficient. Quan la força de tall axial supera un cert valor, l'eix prim es doblegarà per provocar una deformació de flexió longitudinal. com es mostra a la imatge 2.
(2) La influència de la calor de tall
La calor de tall generada pel processament provocarà la deformació tèrmica i l'allargament de la peça. Com que el mandril i la part superior del contrapunt es fixen durant el procés de gir, la distància entre ambdós també es fixa. D'aquesta manera, l'allargament axial de l'eix allargat després de l'escalfament es limita, donant lloc a una deformació de flexió de l'eix allargat a causa de l'extrusió axial.
Per tant, es pot veure que el problema de millorar la precisió de mecanitzat de l'eix prim és essencialment el problema de controlar la tensió i la deformació tèrmica del sistema de procés.
02
Mesures per millorar la precisió de mecanitzat d'eix prim
En el procés de mecanitzat de l'eix prim, per tal de millorar la seva precisió de mecanitzat, s'han de prendre diferents mesures segons les diferents condicions de producció per millorar la precisió de mecanitzat de l'eix prim.
(1) Trieu el mètode de subjecció adequat
Entre els dos mètodes de subjecció tradicionals utilitzats per girar eixos prims al torn, s'utilitza una subjecció de doble part superior, que pot col·locar amb precisió la peça de treball i garantir fàcilment la coaxialitat. Però utilitzant aquest mètode per subjectar l'eix prim, la seva rigidesa és pobra, la deformació de flexió de l'eix prim és gran i és propens a vibracions. Per tant, només és adequat per a la instal·lació amb una relació de longitud a diàmetre petita, un petit marge de mecanitzat i requisits de coaxialitat elevats. peces de treball altes.
El mecanitzat d'eixos prims sol adoptar el mètode de subjecció d'una pinça i una part superior. Tanmateix, en aquest mètode de subjecció, si la punta està massa ajustada, a més de doblegar l'eix esvelt, també pot dificultar l'allargament de l'eix prim quan es gira, fent que l'eix prim s'esprem axialment i es doblegui fora de forma. . A més, és possible que la superfície de subjecció de les mordasses no estigui en el mateix eix que el forat de la punta, cosa que provocarà un sobreposicionament després de la subjecció i també pot provocar una deformació de flexió de l'eix prim. Per tant, quan s'utilitza el mètode de subjecció d'una pinça i una part superior, la part superior hauria d'utilitzar centres vius elàstics. L'eix prim es pot allargar lliurement després d'escalfar-lo per reduir la seva deformació de flexió quan s'escalfa; al mateix temps, es pot inserir un viatge d'acer obert entre les mordasses i l'eix prim per reduir la longitud de contacte axial entre les mordasses i l'eix prim i eliminar el sobreposicionament durant la instal·lació redueix la deformació de flexió.
(2) Redueix directament la deformació de la força de l'eix prim
1) Utilitzeu el suport del taló i el marc central
L'eix prim es gira pel mètode de subjecció d'una pinça i una part superior. Per reduir la influència de la força de tall radial en la deformació de flexió de l'eix prim, s'utilitzen el suport d'eines tradicional i el marc central, que equival a afegir un suport a l'eix prim. , que augmenta la rigidesa de l'eix prim, que pot reduir eficaçment la influència de la força de tall radial sobre l'eix prim.
2) L'eix prim es gira pel mètode de subjecció axial
L'ús del suport d'eines i el marc central poden augmentar la rigidesa de la peça, però bàsicament eliminar la influència de la força de tall radial sobre la peça. Però encara no es pot resoldre el problema que la força de tall axial doblega la peça, especialment per a l'eix prim amb un diàmetre llarg relativament gran, aquesta deformació de flexió és més evident. Per tant, l'eix prim es pot girar mitjançant el mètode de subjecció axial. El gir de subjecció axial significa que, en el procés de girar un eix prim, un extrem de l'eix prim es subjecta amb un mandril i l'altre extrem està subjectat per un capçal de subjecció especialment dissenyat. El capçal de subjecció aplica tensió axial a l'eix prim. Com es mostra a la figura 4.
Durant el procés de tornejat, l'eix prim sempre està sotmès a tensió axial, la qual cosa resol el problema que l'eix prim es doblega per la força de tall axial. Al mateix temps, sota l'acció de la tensió axial, es redueix el grau de deformació de flexió de l'eix prim a causa de la força de tall radial; es compensa l'allargament axial causat per la calor de tall i es millora la rigidesa i el processament de l'eix prim. precisió.
3) Girar l'eix prim mitjançant el mètode de tall invers
El mètode de tall invers significa que durant el procés de gir de l'eix prim, l'eina de gir s'alimenta des del mandril de l'eix fins al contrapunt, tal com es mostra a la figura 5.
D'aquesta manera, la força de tall axial generada durant el processament fa que l'eix esvelt estigui tensat, eliminant la deformació de flexió causada per la força de tall axial. Al mateix temps, la punta elàstica del contrapunt pot compensar eficaçment la deformació per compressió i l'allargament tèrmic de la peça de treball des de l'eina fins al contrapunt i evitar la deformació de flexió de la peça.
La placa de lliscament central del torn es modifica girant l'eix prim amb ganivets dobles, s'afegeix el portaeines posterior i s'utilitzen les eines de tornejat davantera i posterior per girar alhora, tal com es mostra a la figura 6.
imatge
Figura 6 Mecanitzat de doble ganivet i anàlisi de forces
Dues eines de gir estan diametralment oposades, l'eina de gir frontal s'instal·la en posició vertical i l'eina de gir posterior s'instal·la al revés. Les forces de tall radials produïdes per les dues eines de tornejat durant el tornejat s'anul·len mútuament. La deformació i la vibració de la peça són petites i la precisió de processament és alta, la qual cosa és adequada per a la producció en massa.
4) Girar l'eix prim mitjançant el mètode de tall magnètic
El principi del mètode de tall magnètic és bàsicament el mateix que el del mètode de tall invers. Durant el procés de tornejat, l'eix prim s'estira per la força magnètica, que pot reduir la deformació de flexió de l'eix prim durant el processament i millorar la precisió de mecanitzat de l'eix prim.
(3) Controlar raonablement la quantitat de tall
Si l'elecció de la quantitat de tall és raonable depèn de la magnitud de la força de tall i de la quantitat de calor de tall generada durant el procés de tall. Per tant, la deformació causada per girar l'eix prim també és diferent.
1) Profunditat de tall (t)
Partint de la premissa que es determina la rigidesa del sistema de procés, a mesura que augmenta la profunditat de tall, la força de tall i la calor de tall generada durant el tornejat augmenten en conseqüència, fent que augmenti la tensió i la deformació tèrmica de l'eix prim. Per tant, en girar eixos prims, s'ha de minimitzar la profunditat de tall.
2) Quantitat d'alimentació (f)
L'augment de la velocitat d'alimentació augmentarà el gruix de tall i la força de tall. Tanmateix, la força de tall no augmenta proporcionalment, de manera que el coeficient de deformació de la força de l'eix prim disminueix. Des de la perspectiva de millorar l'eficiència de tall, augmentar la velocitat d'alimentació és més beneficiós que augmentar la profunditat de tall.
3) Velocitat de tall (v)
Augmentar la velocitat de tall és beneficiós per reduir la força de tall. Això es deu al fet que, a mesura que augmenta la velocitat de tall, augmenta la temperatura de tall, disminueix la fricció entre l'eina i la peça i disminueix la deformació de la força de l'eix prim. Tanmateix, si la velocitat de tall és massa alta, l'eix prim es doblegarà fàcilment sota l'acció de la força centrífuga, la qual cosa destruirà l'estabilitat del procés de tall, de manera que la velocitat de tall s'ha de controlar dins d'un determinat rang. Per a peces de llargada i diàmetre relativament grans, la velocitat de tall s'ha de reduir adequadament.
(4) Trieu un angle d'eina raonable
Per reduir la deformació de flexió causada pel gir de l'eix prim, cal que la força de tall generada durant el gir sigui el més petita possible. Entre els angles geomètrics de l'eina, l'angle de rasclet, l'angle de davant i l'angle d'inclinació de la vora tenen la major influència en la força de tall.
1) Angle frontal ( )
La mida de l'angle de tall ( ) afecta directament la força de tall, la temperatura de tall i la potència de tall. L'augment de l'angle de tall pot reduir el grau de deformació plàstica de la capa metàl·lica que es talla i la força de tall es pot reduir significativament. L'augment de l'angle de rasclet pot reduir la força de tall, de manera que en el gir de l'eix esvelt, amb la premissa d'assegurar-se que l'eina de tornejat tingui la força suficient, intenteu augmentar l'angle de rastell de l'eina i l'angle de rastell és generalment {{0} } grau -17 grau .
2) Angle d'inici (kr)
La mida de l'angle de deflexió principal (kr) afecta la mida i la relació proporcional dels tres components de la força de tall. Amb l'augment de l'angle d'entrada, la força de tall radial disminueix òbviament, però la força de tall tangencial augmenta a 60 graus -90 graus. En el rang de 60 graus -75 graus, la relació proporcional dels tres components de la força de tall és més raonable. En girar eixos prims, generalment s'utilitza un angle d'avançament superior a 60 graus.
3) Inclinació de la fulla (λs)
L'angle d'inclinació de la fulla (λs) afecta la direcció del flux de les estelles, la força de la punta de l'eina i la relació proporcional dels tres components de tall durant el procés de tornejat. A mesura que augmenta l'angle d'inclinació, la força de tall radial disminueix òbviament, però la força de tall axial i la força de tall tangencial augmenten. Quan l'angle d'inclinació de la fulla està en el rang de {{0}} grau - més 10 graus, la relació proporcional dels tres components de la força de tall és raonable. Quan es gira un eix prim, sovint s'utilitza un angle d'inclinació de la vora positiva de 0 graus a més de 10 graus per fer que les fitxes flueixin cap a la superfície a mecanitzar.
03
en conclusió
A causa de la poca rigidesa de l'eix prim, la força i la deformació tèrmica generades durant el tornejat són relativament grans, i és difícil garantir els requisits de qualitat de processament de l'eix prim. Mitjançant l'adopció de mètodes de subjecció adequats i mètodes de processament avançats, escollint angles d'eines raonables i paràmetres de tall, etc., es poden garantir els requisits de qualitat de processament de l'eix prim.
