In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. Sotto l'azione della forza di taglio, della gravità e della forza di serraggio superiore, l'albero sottile orizzontale è facile da piegare o addirittura perdere stabilità. Pertanto, il problema della sollecitazione dell'albero sottile deve essere migliorato durante la rotazione dell'albero sottile.
Metodo di elaborazione: viene adottata la tornitura ad avanzamento inverso e vengono selezionate una serie di misure efficaci come parametri geometrici dell'utensile ragionevoli, quantità di taglio, dispositivo di tensionamento e supporto per boccola.
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Analisi dei fattori di deformazione flessionale nella tornitura di alberi snelli
Esistono principalmente due metodi di bloccaggio tradizionali utilizzati per la tornitura di alberi sottili sui torni: un metodo è: un morsetto e un'installazione superiore; l'altro metodo è due installazioni superiori. Qui analizziamo principalmente il metodo di bloccaggio di un morsetto e una cima.
Attraverso l'analisi della lavorazione effettiva, i motivi principali della deformazione a flessione dell'albero sottile causata dalla tornitura sono:
(1) La forza di taglio provoca la deformazione
Nel processo di tornitura, la forza di taglio generata può essere scomposta in forza di taglio assiale PX, forza di taglio radiale PY e forza di taglio tangenziale PZ. Diverse forze di taglio hanno effetti diversi sulla deformazione da flessione durante la tornitura di alberi sottili.
1) Influenza della forza di taglio radiale PY
La forza di taglio radiale agisce verticalmente sul piano orizzontale passante per l'asse dell'esile albero. A causa della scarsa rigidità dell'albero sottile, la forza radiale piegherà l'albero sottile per farlo piegare e deformare nel piano orizzontale. L'effetto della forza di taglio sulla deformazione di flessione dell'albero sottile è mostrato in Fig. 1.
2) Influenza della forza di taglio assiale PX
La forza di taglio assiale agisce parallelamente all'asse dell'albero sottile, formando un momento flettente sul pezzo. Per la tornitura generale, la forza di taglio assiale ha scarso effetto sulla deformazione alla flessione del pezzo e può essere ignorata. Tuttavia, a causa della scarsa rigidità dell'asta sottile, anche la sua stabilità è scarsa. Quando la forza di taglio assiale supera un certo valore, l'albero sottile verrà piegato per causare una deformazione di flessione longitudinale. come mostrato nella figura 2.
(2) L'influenza del taglio del calore
Il calore di taglio generato dalla lavorazione provocherà la deformazione termica e l'allungamento del pezzo. Poiché il mandrino e la parte superiore della contropunta sono fissi durante il processo di tornitura, anche la distanza tra i due è fissa. In questo modo, l'allungamento assiale dell'albero allungato dopo essere stato riscaldato è limitato, con conseguente deformazione a flessione dell'albero allungato dovuta all'estrusione assiale.
Pertanto, si può vedere che il problema di migliorare la precisione di lavorazione dell'albero snello è essenzialmente il problema di controllare la sollecitazione e la deformazione termica del sistema di processo.
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Misure per migliorare la precisione di lavorazione di alberi sottili
Nel processo di lavorazione dell'albero snello, al fine di migliorarne la precisione di lavorazione, è necessario adottare misure diverse in base alle diverse condizioni di produzione per migliorare la precisione di lavorazione dell'albero snello.
(1) Scegliere il metodo di bloccaggio appropriato
Tra i due metodi di bloccaggio tradizionali utilizzati per la tornitura di alberi sottili sul tornio, viene utilizzato il bloccaggio a doppia sommità, che può posizionare con precisione il pezzo e garantire facilmente la coassialità. Ma usando questo metodo per bloccare l'albero sottile, la sua rigidità è scarsa, la deformazione di flessione dell'albero sottile è grande ed è soggetta a vibrazioni. Pertanto, è adatto solo per l'installazione con un rapporto lunghezza/diametro ridotto, tolleranza di lavorazione ridotta ed elevati requisiti di coassialità. pezzi alti.
La lavorazione di alberi sottili adotta solitamente il metodo di bloccaggio di un morsetto e una cima. Tuttavia, in questo metodo di bloccaggio, se la punta è troppo stretta, oltre a piegare l'asta sottile, può anche ostacolare l'allungamento dell'asta sottile quando viene ruotata, provocando la compressione assiale dell'asta sottile e la sua deformazione . Inoltre, la superficie di bloccaggio delle ganasce potrebbe non trovarsi sullo stesso asse del foro della punta, il che causerebbe un posizionamento eccessivo dopo il bloccaggio e potrebbe anche causare la deformazione da flessione dell'asta sottile. Pertanto, quando viene utilizzato il metodo di bloccaggio di un morsetto e una parte superiore, la parte superiore dovrebbe utilizzare centri viventi elastici. L'albero sottile può essere allungato liberamente dopo essere stato riscaldato per ridurne la deformazione di flessione quando riscaldato; allo stesso tempo, è possibile inserire un carrello in acciaio aperto tra le ganasce e l'albero sottile per ridurre la lunghezza di contatto assiale tra le ganasce e l'albero sottile ed eliminare Il posizionamento eccessivo durante l'installazione riduce la deformazione da flessione.
(2) Ridurre direttamente la deformazione della forza dell'albero snello
1) Usa il poggiatallone e il telaio centrale
L'albero sottile viene ruotato con il metodo di bloccaggio di un morsetto e una parte superiore. Per ridurre l'influenza della forza di taglio radiale sulla deformazione alla flessione dell'albero sottile, vengono utilizzati il tradizionale supporto per utensili e il telaio centrale, che equivale ad aggiungere un supporto all'albero sottile. , che aumenta la rigidità dell'albero snello, che può ridurre efficacemente l'influenza della forza di taglio radiale sull'albero snello.
2) L'albero sottile viene ruotato mediante il metodo di bloccaggio assiale
L'uso del supporto dell'utensile e del telaio centrale può aumentare la rigidità del pezzo, ma fondamentalmente eliminare l'influenza della forza di taglio radiale sul pezzo. Ma non è ancora in grado di risolvere il problema che la forza di taglio assiale piega il pezzo, specialmente per l'albero sottile con un diametro lungo relativamente grande, questa deformazione di flessione è più evidente. Pertanto, l'albero sottile può essere ruotato mediante il metodo di bloccaggio assiale. Tornitura con bloccaggio assiale significa che nel processo di rotazione di un albero sottile, un'estremità dell'albero sottile viene bloccata da un mandrino e l'altra estremità viene bloccata da una testa di bloccaggio appositamente progettata. La testa di serraggio applica una tensione assiale all'albero sottile. Come mostrato nella Figura 4.
Durante il processo di tornitura, l'albero sottile è sempre soggetto a tensione assiale, il che risolve il problema che l'albero sottile è piegato dalla forza di taglio assiale. Allo stesso tempo, sotto l'azione della tensione assiale, si riduce il grado di deformazione flessionale dell'albero sottile dovuto alla forza di taglio radiale; l'allungamento assiale causato dal calore di taglio viene compensato e la rigidità e la lavorazione dell'albero sottile vengono migliorate. precisione.
3) Girando l'albero sottile con il metodo di taglio inverso
Il metodo di taglio inverso significa che durante il processo di tornitura dell'albero sottile, l'utensile di tornitura viene alimentato dal mandrino del mandrino alla contropunta, come mostrato nella Figura 5.
In questo modo la forza assiale di taglio generata durante la lavorazione mette in tensione l'esile albero, eliminando la deformazione a flessione provocata dalla forza assiale di taglio. Allo stesso tempo, la punta elastica della contropunta può compensare efficacemente la deformazione da compressione e l'allungamento termico del pezzo dall'utensile alla contropunta ed evitare la deformazione da flessione del pezzo.
La piastra di scorrimento centrale del tornio viene modificata ruotando l'albero sottile con doppi coltelli, viene aggiunto il portautensili posteriore e gli utensili di tornitura anteriore e posteriore vengono utilizzati contemporaneamente per la tornitura, come mostrato nella Figura 6.
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Figura 6 Lavorazione a doppia lama e analisi della forza
Due utensili di tornitura sono diametralmente opposti, l'utensile di tornitura anteriore è installato in posizione verticale e l'utensile di tornitura posteriore è installato al contrario. Le forze di taglio radiali prodotte dai due utensili di tornitura durante la tornitura si annullano a vicenda. La deformazione e la vibrazione del pezzo sono piccole e la precisione di lavorazione è elevata, adatta alla produzione di massa.
4) Girando l'albero sottile con il metodo di taglio magnetico
Il principio del metodo di taglio magnetico è fondamentalmente lo stesso del metodo di taglio inverso. Durante il processo di tornitura, l'albero sottile viene allungato dalla forza magnetica, che può ridurre la deformazione di flessione dell'albero sottile durante la lavorazione e migliorare la precisione di lavorazione dell'albero sottile.
(3) Controllare ragionevolmente la quantità di taglio
Se la scelta della quantità di taglio è ragionevole dipende dall'entità della forza di taglio e dalla quantità di calore di taglio generato durante il processo di taglio. Pertanto, anche la deformazione causata dalla rotazione dell'albero sottile è diversa.
1) Profondità di taglio (t)
Partendo dal presupposto che la rigidità del sistema di processo è determinata, 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 della sollecitazione e della deformazione termica dell'albero sottile. Pertanto, quando si girano alberi sottili, la profondità di taglio deve essere ridotta al minimo.
2) Quantità di mangime (f)
L'aumento della velocità di avanzamento aumenterà lo spessore di taglio e la forza di taglio. Tuttavia, la forza di taglio non aumenta proporzionalmente, quindi il coefficiente di deformazione della forza dell'albero sottile diminuisce. Dal punto di vista del miglioramento dell'efficienza di taglio, aumentare la velocità di avanzamento è più vantaggioso che aumentare la profondità di taglio.
3) Velocità di taglio (v)
L'aumento della velocità di taglio è vantaggioso 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 in lavorazione e diminuisce la deformazione forzata dell'albero sottile. Tuttavia, se la velocità di taglio è troppo elevata, l'albero sottile si piegherà facilmente sotto l'azione della forza centrifuga, il che distruggerà la stabilità del processo di taglio, pertanto la velocità di taglio deve essere controllata entro un certo intervallo. Per pezzi di lunghezza e diametro relativamente grandi, la velocità di taglio dovrebbe essere opportunamente ridotta.
(4) Scegliere un angolo utensile ragionevole
Per ridurre la deformazione di flessione causata dalla rotazione dell'albero sottile, è necessario che la forza di taglio generata durante la rotazione sia la più piccola possibile. Tra gli angoli geometrici dell'utensile, l'angolo di taglio, l'angolo di attacco e l'angolo di inclinazione del tagliente hanno la maggiore influenza sulla forza di taglio.
1) Angolo anteriore ( )
La dimensione dell'angolo di taglio ( ) influenza direttamente la forza di taglio, la temperatura di taglio e la potenza di taglio. L'aumento dell'angolo di taglio può ridurre il grado di deformazione plastica dello strato metallico tagliato e la forza di taglio può essere notevolmente ridotta. L'aumento dell'angolo di spoglia può ridurre la forza di taglio, quindi nella tornitura dell'albero sottile, con la premessa di garantire che l'utensile di tornitura abbia una resistenza sufficiente, provare ad aumentare l'angolo di spoglia dell'utensile e l'angolo di spoglia è generalmente {{0} } grado -17 grado .
2) Angolo di attacco (kr)
La dimensione dell'angolo di deflessione principale (kr) influenza la dimensione e la relazione proporzionale delle tre componenti della forza di taglio. Con l'aumentare dell'angolo di registrazione, la forza di taglio radiale diminuisce ovviamente, ma la forza di taglio tangenziale aumenta a 60 gradi -90 gradi . Nell'intervallo di 60 gradi -75 gradi, la relazione proporzionale delle tre componenti della forza di taglio è più ragionevole. Quando si girano alberi sottili, viene generalmente utilizzato un angolo di attacco maggiore di 60 gradi.
3) Inclinazione lama (λs)
L'angolo di inclinazione della lama (λs) influenza la direzione del flusso dei trucioli, la resistenza della punta dell'utensile e il rapporto proporzionale dei tre componenti di taglio durante il processo di tornitura. All'aumentare dell'angolo di inclinazione, la forza di taglio radiale diminuisce ovviamente, ma la forza di taglio assiale e la forza di taglio tangenziale aumentano. Quando l'angolo di inclinazione della lama è nell'intervallo di {{0}} gradi - più 10 gradi, la relazione proporzionale delle tre componenti della forza di taglio è ragionevole. Quando si gira un albero sottile, viene spesso utilizzato un angolo di inclinazione del tagliente positivo di 0 gradi - più 10 gradi per far scorrere i trucioli sulla superficie da lavorare.
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Insomma
A causa della scarsa rigidità dell'albero sottile, la forza e la deformazione termica generate durante la tornitura sono relativamente grandi ed è difficile garantire i requisiti di qualità di lavorazione dell'albero sottile. Adottando metodi di bloccaggio appropriati e metodi di lavorazione avanzati, scegliendo angoli dell'utensile e parametri di taglio ragionevoli, ecc., È possibile garantire i requisiti di qualità della lavorazione dell'albero sottile.
