Sappiamo tutti che gli alberi sottili sono difficili da lavorare. Hanno scarsa rigidità e sono soggetti a grandi sollecitazioni e deformazioni termiche durante la tornitura, rendendo difficile garantire i requisiti di qualità di lavorazione degli alberi sottili.
Oggi diamo un'occhiata a come gli artigiani tedeschi trasformano alberi sottili.
Adottando metodi di bloccaggio appropriati e metodi di lavorazione avanzati, selezionando angoli dell'utensile e quantità di taglio ragionevoli, ecc., è possibile garantire i requisiti di qualità della lavorazione degli alberi sottili.
I problemi più comuni degli alberi sottili nella lavorazione
1. Grande deformazione termica
Quando si tornino alberi sottili, la diffusione termica è scarsa e l'espansione lineare è elevata. Quando le due estremità del pezzo vengono premute saldamente, è facile piegarsi.
2. Scarsa rigidità
Durante la rotazione, il pezzo è soggetto a forza di taglio, il pezzo sottile si piega a causa del suo stesso peso e la forza centrifuga durante la rotazione ad alta-velocità può facilmente causarne la piegatura e la deformazione.
3. La qualità della superficie è difficile da garantire
Il peso, la deformazione e le vibrazioni del pezzo in lavorazione influiscono sulla cilindricità e sulla ruvidità della superficie del pezzo.
Come migliorare la precisione di lavorazione di alberi sottili
1. Selezionare un metodo di bloccaggio appropriato
(1) Metodo di bloccaggio a doppio centro. L'uso del doppio bloccaggio centrale può posizionare con precisione il pezzo in lavorazione e garantire facilmente la coassialità. Tuttavia, la rigidità dell'albero sottile bloccato con questo metodo è scarsa, l'albero sottile è soggetto a grandi deformazioni di flessione ed è facile da vibrare. Pertanto, è adatto solo per la lavorazione di parti di alberi a più-fasi con proporzioni ridotte, sovrametallo di lavorazione ridotto ed elevati requisiti di coassialità.
(2) Metodo con un morsetto e uno con bloccaggio a pressione. In questo metodo di bloccaggio, se la spinta centrale è troppo stretta, oltre a piegare l'albero sottile, può anche ostacolare l'estensione termica dell'albero sottile durante la rotazione, provocando la compressione e la piegatura assiale dell'albero sottile. Inoltre, la superficie di bloccaggio delle ganasce e il foro centrale potrebbero non essere coassiali, il che causerebbe un sovra-posizionamento dopo il bloccaggio e potrebbe anche causare la flessione dell'albero sottile. Deformazione. Pertanto, quando si utilizza il metodo di bloccaggio a-morsetto-a-spinta, il centro dovrebbe utilizzare un centro vivo elastico in modo che l'albero sottile possa allungarsi liberamente dopo il riscaldamento, riducendo la sua deformazione di flessione dovuta al calore; allo stesso tempo, è possibile inserire un anello di filo aperto tra le ganasce e l'albero sottile per ridurre la lunghezza di contatto assiale tra le ganasce e l'albero sottile, eliminare il-posizionamento eccessivo durante l'installazione e ridurre la deformazione da flessione.
(3) Metodo di taglio a doppio-utensile. La slitta del tornio a doppio-utensile viene modificata per ruotare l'albero sottile e viene aggiunto il portautensili posteriore. Gli utensili di tornitura anteriore e posteriore vengono utilizzati per la tornitura contemporaneamente. I due utensili di tornitura sono radialmente opposti, con l'utensile di tornitura anteriore installato nella posizione corretta e l'utensile di tornitura posteriore installato nella posizione sbagliata. Le forze di taglio radiali generate dai due utensili di tornitura si compensano a vicenda durante la tornitura. Il pezzo è soggetto a piccole deformazioni e vibrazioni e la precisione di lavorazione è elevata, adatta alla produzione di massa.
(4) Utilizzare un portautensili e un telaio centrale. L'albero sottile viene ruotato mediante un metodo di serraggio con un morsetto e una parte superiore. Per ridurre l'influenza della forza di taglio radiale sulla deformazione di flessione dell'albero sottile, vengono tradizionalmente utilizzati un portautensile e un telaio centrale, il che equivale ad aggiungere un supporto all'albero sottile, aumentando la rigidità dell'albero sottile e riducendo efficacemente l'influenza della forza di taglio radiale sull'albero sottile.
(5) Utilizzare il metodo di taglio inverso per ruotare l'albero sottile. Il metodo di taglio inverso significa che durante il processo di tornitura dell'albero sottile, l'utensile di tornitura inizia ad avanzare dal mandrino del mandrino alla contropunta. In questo modo, la forza di taglio assiale generata durante la lavorazione provoca la trazione dell'albero sottile, eliminando la deformazione di flessione causata dalla forza di taglio assiale. Allo stesso tempo, l'uso di una punta elastica della contropunta può compensare efficacemente la deformazione di compressione e l'allungamento termico del pezzo dall'utensile alla contropunta, evitando la deformazione da flessione del pezzo.
2. Scegliere un angolo utensile ragionevole
Per ridurre la deformazione da flessione causata dalla rotazione dell'albero sottile, la forza di taglio generata durante la rotazione deve essere la più piccola possibile. Tra gli angoli geometrici dell'utensile, l'angolo di spoglia, l'angolo di deflessione principale e l'angolo di inclinazione del tagliente hanno il maggiore impatto sulla forza di taglio. L'utensile per tornitura ad albero sottile deve soddisfare i seguenti requisiti: forza di taglio ridotta, forza radiale ridotta, bassa temperatura di taglio, lama affilata, rimozione regolare dei trucioli e lunga durata dell'utensile. Dalla tornitura dell'acciaio è noto che quando l'angolo di spoglia 0 aumenta di 10 gradi, la forza radiale Fr può essere ridotta del 30%; quando l'angolo di deflessione principale Kr aumenta di 10 gradi, la forza radiale Fr può essere ridotta di oltre il 10%; quando l'angolo di inclinazione del tagliente λs assume un valore negativo, anche la forza radiale Fr si riduce.
(1) L'angolo di spoglia (0) influisce direttamente sulla forza di taglio, sulla temperatura di taglio e sulla potenza di taglio. L'aumento dell'angolo di spoglia può ridurre la deformazione plastica dello strato metallico da tagliare e ridurre significativamente la forza di taglio. Aumentando l'angolo di spoglia è possibile ridurre la forza di taglio. Pertanto, nella tornitura di alberi sottili, l'angolo di spoglia dell'utensile dovrebbe essere aumentato il più possibile, garantendo al tempo stesso che l'utensile di tornitura abbia una resistenza sufficiente. L'angolo di inclinazione è generalmente impostato su 0=150 gradi. La faccia di spoglia dell'utensile di tornitura deve essere rettificata con una scanalatura rompitruciolo con una larghezza della scanalatura per trucioli di B=3.5~4 mm, br1=0.1~0,15 mm e uno smusso negativo di 01=-25 grado per ridurre la componente di forza radiale, rimozione uniforme del truciolo, buone prestazioni di arricciamento del truciolo e bassa temperatura di taglio. Pertanto, può ridurre e prevenire la deformazione da flessione e le vibrazioni dell'albero sottile.
(2) Angolo di spoglia principale (Kr) L'angolo di spoglia principale Kr dell'utensile di tornitura è il fattore principale che influenza la forza radiale. La sua dimensione influenza la dimensione e il rapporto proporzionale delle tre forze di taglio. All'aumentare dell'angolo di spoglia principale, la forza di taglio radiale diminuisce in modo significativo. L'angolo di spoglia principale dovrebbe essere aumentato il più possibile senza compromettere la robustezza dell'utensile. L'angolo di spoglia principale Kr=90 gradi (impostato su 85 gradi ~88 gradi durante l'installazione dell'utensile), l'angolo di spoglia secondario K'r=8 gradi ~100 gradi e il raggio dell'arco della punta dell'utensile s=0.15~0,2 mm favoriscono la riduzione della forza radiale.
(3) Angolo di inclinazione della lama (λs) L'angolo di inclinazione influenza la direzione del flusso dei trucioli, la resistenza della punta dell'utensile e il rapporto proporzionale delle tre forze di taglio durante la tornitura. All'aumentare dell'angolo di inclinazione della lama, la forza di taglio radiale diminuisce in modo significativo, ma aumentano la forza di taglio assiale e la forza di taglio tangenziale. Quando l'angolo di inclinazione della lama è compreso tra -10 gradi e ~+10 gradi, il rapporto proporzionale delle tre forze di taglio è relativamente ragionevole. Quando si tornino alberi sottili, viene spesso utilizzato un angolo di inclinazione positivo della lama di +3 gradi ~+10 gradi per consentire ai trucioli di fluire sulla superficie da lavorare.
(4) L'angolo posteriore è piccolo a0=a01=4 gradi ~60 gradi, il che svolge un ruolo a prova di vibrazione-.
3. Controllo ragionevole dei parametri di taglio
Il fatto che i parametri di taglio siano selezionati in modo ragionevole o meno avrà effetti diversi sulla dimensione della forza di taglio e sulla quantità di calore di taglio generato durante il processo di taglio. Pertanto, anche la deformazione causata dalla rotazione di alberi sottili è diversa. Il principio di selezione dei parametri di taglio per la tornitura di sgrossatura e semisgrossatura e semisgrossatura di alberi sottili è quello di ridurre il più possibile la forza di taglio radiale e il calore di taglio. Quando si effettua la tornitura di alberi sottili, generalmente quando le proporzioni e la tenacità del materiale sono elevate, viene selezionato un parametro di taglio più piccolo, ovvero più passate e una profondità di taglio inferiore per ridurre le vibrazioni e aumentare la rigidità.
(1) Profondità di taglio posteriore (ap). Partendo dalla premessa che viene determinata la rigidità del sistema di processo, all'aumentare della profondità di taglio, la forza di taglio e il calore di taglio generati durante la tornitura aumentano di conseguenza, provocando un aumento dello stress e della deformazione termica dell'albero sottile. Pertanto, durante la tornitura di alberi sottili, la profondità di taglio posteriore deve essere ridotta al minimo.
(2) Velocità di avanzamento (f). Un aumento della velocità di avanzamento aumenterà lo spessore di taglio e la forza di taglio. Tuttavia, la forza di taglio non aumenta in proporzione diretta, quindi il coefficiente di deformazione da sforzo dell'albero sottile diminuisce. Dal punto di vista del miglioramento dell’efficienza di taglio, l’aumento della velocità di avanzamento è più vantaggioso dell’aumento della profondità di taglio.
(3) Velocità di taglio (v). Aumentare la velocità di taglio è utile per ridurre la forza di taglio. Questo perché all'aumentare della velocità di taglio aumenta la temperatura di taglio, diminuisce l'attrito tra l'utensile e il pezzo e diminuisce la deformazione della forza dell'albero sottile. Tuttavia, se la velocità di taglio è troppo elevata, l'albero sottile si piegherà facilmente sotto l'azione della forza centrifuga, distruggendo la stabilità del processo di taglio, quindi la velocità di taglio deve essere controllata entro un certo intervallo. Per pezzi con proporzioni maggiori, la velocità di taglio dovrebbe essere opportunamente ridotta.
