Uno dei difetti più comuni nella tornitura è la vibrazione. Quando il tornio vibra, il normale processo di taglio del sistema di processo viene disturbato e distrutto, il che non solo deteriora gravemente la qualità della superficie lavorata, ma riduce anche la durata della macchina e degli utensili. Pertanto è necessario adottare alcune misure per ridurre o eliminare le vibrazioni delle macchine utensili.
1. Principali caratteristiche della vibrazione a bassa frequenza
Dopo aver eliminato la vibrazione dei componenti rotanti e del sistema di trasmissione della macchina utensile, il tipo principale di vibrazione di tornitura è la vibrazione autoeccitata che non cambia con la velocità di rotazione. Questo articolo introduce le cause e le misure di eliminazione delle vibrazioni a bassa frequenza causate dalla deformazione del sistema pezzo e del sistema portautensile durante il processo di lavorazione.
Le principali caratteristiche della vibrazione a bassa frequenza sono:
①La frequenza di vibrazione è bassa (50~300 Hz) e il rumore emesso durante la vibrazione è basso;
②I segni lasciati sulla superficie di taglio del pezzo sono profondi e ampi;
③La vibrazione è relativamente intensa e spesso causa l'allentamento dei componenti della macchina utensile (come la contropunta, il supporto dell'utensile, ecc.) e la rottura delle lame in metallo duro.
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2. Cause delle vibrazioni a bassa frequenza
Quando nella tornitura sono presenti vibrazioni a bassa frequenza, solitamente vibrano sia il sistema pezzo che il sistema portautensile (ma nella maggior parte dei casi, la vibrazione del sistema pezzo è maggiore e gioca un ruolo dominante). A volte si separano e a volte si avvicinano, risultando in direzioni uguali e uguali. Forze opposte di azione e reazione. Durante il processo di vibrazione, quando il pezzo e l'utensile si allontanano l'uno dall'altro, la forza di taglio F si separa nella stessa direzione dello spostamento del pezzo e il lavoro svolto è positivo. Quando il pezzo si avvicina all'utensile, il lavoro svolto dalla forza di taglio F è negativo.
Durante la svolta:
① Attrito tra truciolo e superficie di spoglia dell'utensile;
②Il grado di indurimento del metallo riscontrato dall'utensile durante il taglio e l'uscita dal pezzo è diverso;
③L'angolo geometrico effettivo dell'utensile cambia periodicamente durante il processo di vibrazione;
④ Quando vibra, la traiettoria di movimento relativo dell'utensile rispetto al pezzo è ellittica, il che provoca cambiamenti periodici nella sezione trasversale di taglio;
⑤Le tracce lasciate dalla vibrazione del pezzo durante il giro precedente hanno causato cambiamenti periodici nella sezione trasversale di taglio.
Queste cinque situazioni possono causare cambiamenti periodici nella forza di taglio e far sì che la fase F si allontani > F si avvicini. In questo modo, in ogni ciclo di vibrazione, il lavoro positivo svolto dalla forza di taglio sul pezzo (o utensile) è sempre maggiore del lavoro negativo svolto sul pezzo (o utensile), in modo che il pezzo (o utensile) ottiene integratore energetico e genera energia. Vibrazione autoeccitata.
3. Misure per eliminare le vibrazioni a bassa frequenza
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Nel caso delle vibrazioni a bassa frequenza, è principalmente a causa della variazione della forza di taglio causata dalla vibrazione nella direzione Y che l'approccio Distanza di fase F > F provoca vibrazioni.
Principalmente vengono adottate le seguenti quattro misure.
①Maggiore è l'angolo di deflessione principale (angolo μr) dell'utensile, minore è la forza Fy e minore è la probabilità che produca vibrazioni. Pertanto, l'angolo di deflessione principale dell'utensile deve essere opportunamente aumentato per eliminare o ridurre le vibrazioni.
② Aumentando opportunamente l'angolo di inclinazione dell'utensile è possibile ridurre la forza Fy e quindi indebolire la vibrazione.
③ Se l'angolo di spoglia dell'utensile è troppo grande o la lama è troppo affilata, l'utensile morderà facilmente il pezzo in lavorazione provocando vibrazioni. Quando l'utensile è adeguatamente passivato, la sua superficie del fianco impedisce all'utensile di "rosicchiare" il pezzo, riducendo o eliminando le vibrazioni.
④ Se la posizione della punta dell'utensile è troppo bassa (inferiore al centro del pezzo) durante la tornitura o la posizione della punta dell'utensile è troppo alta durante l'alesatura su un tornio, l'effettivo angolo di spoglia della punta dell'utensile verrà ridotto e l'angolo posteriore aumenterà essere aumentata, causando facilmente vibrazioni.
⑤ Se il sistema portautensile ha una rigidità negativa, è facile "rosicchiare" il pezzo e causare vibrazioni. Pertanto, le vibrazioni causate dalla rigidità negativa del sistema portautensile durante la tornitura dovrebbero essere evitate il più possibile.
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Quando durante la tornitura vengono prodotti trucioli larghi e sottili, le vibrazioni nella direzione Y provocano variazioni nella forza di taglio. Quando la sezione di taglio è ampia e sottile, le vibrazioni nella direzione Y causeranno drastici cambiamenti nell'area della sezione trasversale di taglio e nella forza di taglio. Pertanto, in questo caso si generano facilmente vibrazioni. Ad esempio: quando si esegue una tornitura con un utensile longitudinale, maggiore è la profondità di taglio, maggiore è l'avanzamento e minore è l'angolo di deflessione principale, più ampia e sottile sarà la sezione di taglio e più facile sarà produrre vibrazioni. Pertanto, quando si seleziona la velocità di rotazione, è necessario evitare l'area di velocità media in cui la forza di taglio diminuisce con la velocità (quando si taglia l'acciaio al carbonio, l'intervallo di velocità è 30~50 m/min), riducendo al contempo la forza di rotazione indietro, aumentando adeguatamente la anche la quantità di avanzamento e la riduzione della profondità di taglio aiutano a smorzare le vibrazioni.
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La rigidità insufficiente del sistema pezzo e del sistema portautensile è la causa principale delle vibrazioni a bassa frequenza. Per eliminare o ridurre le vibrazioni è possibile adottare le seguenti misure:
① Quando si blocca il pezzo con tre o quattro griffe, cercare di ridurre al minimo l'errore di coassialità tra il centro di rotazione del pezzo e il centro di rotazione del mandrino per evitare vibrazioni causate da cambiamenti periodici nella forza di taglio causati da taglio intermittente o taglio irregolare causato dall'inclinazione del pezzo . .
② Durante la lavorazione di pezzi sottili, lunghi e soggetti a deformazione, flessione e vibrazioni, utilizzare punte elastiche e supporti ausiliari aggiungendo refrigerante per ridurre l'espansione termica e la deformazione del pezzo.
③Quando si blocca il pezzo, non allungarlo troppo. Per i pezzi con rigidità insufficiente, utilizzare supporti ausiliari ragionevoli come telai centrali, supporti per utensili e parti superiori per aumentare la rigidità dei pezzi.
④ Quando si utilizza la punta, la punta e il foro conico della punta devono combaciare bene per evitare che il pezzo si pieghi a causa di un'eccessiva forza di spinta o che il pezzo oscilli a causa della forza di spinta troppo piccola per fornire supporto. Inoltre, fare attenzione che la sporgenza del manicotto della contropunta non possa essere eccessiva.
⑤ Il gioco del cuscinetto del mandrino della macchina utensile influisce direttamente sulla precisione di rotazione e sulla rigidità del mandrino. Se durante l'uso si riscontra che il gioco è troppo grande e la rigidità è insufficiente a causa dell'usura dei cuscinetti, è necessario regolare il gioco dei cuscinetti e applicare una forza di precarico per aumentare la rigidità del sistema del pezzo ed eliminare le vibrazioni.
⑥ Controllare regolarmente il contatto tra le guide a coda di rondine tra il carrello centrale e il carrello grande, e il supporto utensile piccolo e il carrello centrale, e regolare le strisce oblique per mantenere spazi adeguati per evitare di strisciare quando il supporto utensile si muove, causando vibrazioni il sistema di riposo degli utensili.
⑦Ogni volta che il portautensile quadrato viene ruotato per spostare l'utensile nella posizione desiderata, il portautensile quadrato deve essere premuto e fissato per evitare che il portautensile quadrato si allenti e riduca la rigidità del sistema portautensile e causi vibrazioni.
