İnce şaftların işlenmesinin zor olduğunu hepimiz biliyoruz. Sertlikleri zayıftır ve tornalama sırasında büyük gerilime ve termal deformasyona maruz kalırlar, bu da ince şaftların işleme kalitesi gerekliliklerinin karşılanmasını zorlaştırır.
Bugün Alman ustaların ince şaftları nasıl çevirdiğine bir göz atalım.
Uygun sıkma yöntemleri ve gelişmiş işleme yöntemleri benimsenerek, makul takım açıları ve kesme miktarları vb. seçilerek, ince şaftların işleme kalitesi gereksinimleri sağlanabilir.
İşleme sırasında ince millerin en yaygın sorunları
1. Büyük termal deformasyon
İnce şaftları döndürürken termal difüzyon zayıftır ve doğrusal genleşme büyüktür. İş parçasının iki ucu sıkıca bastırıldığında bükülmesi kolaydır.
2. Zayıf sertlik
Tornalama sırasında iş parçası kesme kuvvetine maruz kalır, ince iş parçası kendi ağırlığından dolayı sarkar ve yüksek-hızlı dönüş sırasındaki merkezkaç kuvveti kolaylıkla bükülmesine ve deforme olmasına neden olabilir.
3. Yüzey kalitesinin sağlanması zordur
İş parçasının kendi ağırlığı, deformasyonu ve titreşimi iş parçasının silindirikliğini ve yüzey pürüzlülüğünü etkiler.
İnce şaftların işleme doğruluğu nasıl artırılır?
1. Uygun bir sıkma yöntemi seçin
(1) Çift merkezli sıkma yöntemi. Çift merkezli kelepçelemenin kullanılması, iş parçasını doğru bir şekilde konumlandırabilir ve eş eksenliliği kolayca sağlayabilir. Bununla birlikte, bu yöntemle kenetlenen ince şaftın sertliği zayıftır, ince şaft büyük bükülme deformasyonuna maruz kalır ve titreşmesi kolaydır. Bu nedenle, yalnızca küçük en boy oranına, küçük işleme toleransına ve yüksek eşeksenlilik gereksinimlerine sahip çok-adımlı şaft parçalarının işlenmesi için uygundur.
(2) Bir kelepçe ve bir itme kelepçeleme yöntemi. Bu kenetleme yönteminde, eğer merkez itme çok sıkı olursa, ince şaftın bükülmesine ek olarak, bu durum ince şaftın dönme sırasında ısıyla uzamasını da engelleyerek, ince şaftın eksenel olarak sıkışmasına ve bükülmesine neden olabilir. Ayrıca çenelerin sıkıştırma yüzeyi ve merkez delik eş eksenli olmayabilir, bu da sıkıştırma sonrasında aşırı-konumlanmaya neden olur ve ayrıca ince şaftın bükülmesine neden olabilir. Deformasyon. Bu nedenle, tek-kelepçeli-bir-itmeli kelepçeleme yöntemini kullanırken, ince şaftın ısınmadan sonra serbestçe esneyebilmesi ve ısı nedeniyle bükülme deformasyonunu azaltabilmesi için merkezde elastik bir hareketli merkez kullanılmalıdır; aynı zamanda, çeneler ve ince şaft arasındaki eksenel temas uzunluğunu azaltmak, kurulum sırasında aşırı{9}} konumlandırmayı ortadan kaldırmak ve bükülme deformasyonunu azaltmak için çeneler ve ince şaft arasına açık bir tel halka yerleştirilebilir.
(3) Çift-takımla kesme yöntemi. Çift-takım torna kızağı, ince şaftı döndürecek şekilde değiştirildi ve arka takım tutucu eklendi. Ön ve arka tornalama takımları aynı anda tornalama için kullanılır. İki tornalama takımı radyal olarak zıttır; ön tornalama takımı doğru konumda ve arka tornalama takımı yanlış konumda takılmıştır. İki tornalama takımı tarafından oluşturulan radyal kesme kuvvetleri, tornalama sırasında birbirini dengeler. İş parçası küçük deformasyona ve titreşime maruz kalır ve işleme doğruluğu yüksektir, bu da seri üretime uygundur.
(4) Bir alet tutucusu ve bir orta çerçeve kullanın. İnce şaft, bir kelepçe ve bir üst kıstırma yöntemiyle döndürülür. Radyal kesme kuvvetinin ince şaftın bükülme deformasyonu üzerindeki etkisini azaltmak için, geleneksel olarak bir takım tutucu ve bir merkez çerçeve kullanılır; bu, ince şafta bir destek eklemeye, ince şaftın sertliğini arttırmaya ve radyal kesme kuvvetinin ince şaft üzerindeki etkisini etkili bir şekilde azaltmaya eşdeğerdir.
(5) İnce şaftı döndürmek için ters kesme yöntemini kullanın. Ters kesme yöntemi, ince şaftın tornalama işlemi sırasında tornalama takımının iş mili aynasından puntaya doğru beslenmeye başlaması anlamına gelir. Bu sayede işleme sırasında oluşan eksenel kesme kuvveti, ince şaftın çekilmesine neden olarak eksenel kesme kuvvetinin neden olduğu eğilme deformasyonunu ortadan kaldırır. Aynı zamanda, elastik bir punta ucunun kullanılması, iş parçasının bükülme deformasyonunu önleyerek iş parçasının takımdan puntaya kadar olan basınç deformasyonunu ve termal uzamasını etkili bir şekilde telafi edebilir.
2. Makul bir takım açısı seçin
İnce şaftın döndürülmesinden kaynaklanan eğilme deformasyonunu azaltmak için tornalama sırasında oluşan kesme kuvvetinin mümkün olduğu kadar küçük olması gerekir. Takımın geometrik açılarından talaş açısı, ana sapma açısı ve kesici kenar eğim açısı kesme kuvveti üzerinde en büyük etkiye sahiptir. İnce şaftlı tornalama takımı aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır: küçük kesme kuvveti, azaltılmış radyal kuvvet, düşük kesme sıcaklığı, keskin bıçak, düzgün talaş kaldırma ve uzun takım ömrü. Çeliğin tornalanmasından, eğim açısı 0 10 derece arttığında Fr radyal kuvvetinin %30 oranında azaltılabileceği bilinmektedir; ana sapma açısı Kr 10 derece arttığında, radyal kuvvet Fr %10'dan fazla azaltılabilir; kesme kenarı eğim açısı λs negatif bir değer aldığında radyal kuvvet Fr de azalır.
(1) Talaş açısı (0) kesme kuvvetini, kesme sıcaklığını ve kesme gücünü doğrudan etkiler. Eğim açısının arttırılması, kesilen metal tabakanın plastik deformasyonunu azaltabilir ve kesme kuvvetini önemli ölçüde azaltabilir. Talaş açısının arttırılması kesme kuvvetini azaltabilir. Bu nedenle ince millerin tornalanmasında torna takımının yeterli mukavemete sahip olması sağlanırken takımın talaş açısı mümkün olduğunca artırılmalıdır. Eğim açısı genellikle 0=150 dereceye ayarlanır. Tornalama takımının talaş yüzü, radyal kuvvet bileşenini azaltmak, düzgün talaş kaldırma, iyi talaş kıvırma performansı ve düşük kesme sıcaklığı için B=3.5~4mm, br1=0.1~0,15 mm talaş kanalı genişliğine ve 01=-25 derecelik negatif paha sahip bir talaş kırıcı oluğu ile taşlanmalıdır. Bu nedenle ince şaftın bükülme deformasyonunu ve titreşimini azaltabilir ve önleyebilir.
(2) Ana eğim açısı (Kr) Torna takımının ana eğim açısı Kr, radyal kuvveti etkileyen ana faktördür. Boyutu, üç kesme kuvvetinin boyutunu ve orantısal ilişkisini etkiler. Ana talaş açısı arttıkça radyal kesme kuvveti önemli ölçüde azalır. Ana talaş açısı, takım mukavemetini etkilemeden mümkün olduğu kadar arttırılmalıdır. Ana eğim açısı Kr=90 derece (takımı kurarken 85 derece ~88 dereceye ayarlanır), ikincil eğim açısı K'r=8 derece ~100 derece ve takım ucu yay yarıçapı s=0.15~0,2 mm radyal kuvveti azaltmaya yardımcı olur.
(3) Bıçak eğim açısı (λs) Eğim açısı talaşların akış yönünü, takım ucunun mukavemetini ve tornalama sırasında üç kesme kuvvetinin orantısal ilişkisini etkiler. Bıçak eğim açısı arttıkça radyal kesme kuvveti önemli ölçüde azalır, ancak eksenel kesme kuvveti ve teğetsel kesme kuvveti artar. Bıçak eğim açısı -10 derece ~+10 derece aralığında olduğunda, üç kesme kuvvetinin orantılı ilişkisi nispeten makuldür. İnce şaftları döndürürken, talaşların işlenecek yüzeye akmasını sağlamak için genellikle +3 derece ~+10 derecelik pozitif bıçak eğim açısı kullanılır.
(4) Arka açı, 0=a01=4 derece ~60 derece kadar küçüktür ve bu, titreşimi-geçirmez bir rol oynar.
3. Kesme parametrelerinin makul kontrolü
Kesme parametrelerinin makul şekilde seçilip seçilmemesi, kesme kuvvetinin büyüklüğü ve kesme işlemi sırasında oluşan kesme ısısının miktarı üzerinde farklı etkilere sahip olacaktır. Bu nedenle ince millerin döndürülmesinden kaynaklanan deformasyon da farklıdır. İnce şaftların kaba tornalama ve yarı-kaba tornalama için kesme parametrelerini seçme prensibi, radyal kesme kuvvetini ve kesme ısısını mümkün olduğunca azaltmaktır. İnce şaftları döndürürken, genellikle en boy oranı ve malzeme tokluğu büyük olduğunda, daha küçük bir kesme parametresi seçilir; yani titreşimi azaltmak ve sertliği artırmak için daha fazla geçiş ve daha küçük kesme derinliği seçilir.
(1) Arka kesme derinliği (ap). Proses sisteminin rijitliğinin belirlendiği varsayımıyla, kesme derinliği arttıkça tornalama sırasında oluşan kesme kuvveti ve kesme ısısı da buna bağlı olarak artarak ince şaftın stres ve ısı deformasyonunun artmasına neden olur. Bu nedenle ince milleri tornalarken arka kesme derinliği en aza indirilmelidir.
(2) İlerleme hızı (f). İlerleme oranındaki bir artış kesme kalınlığını ve kesme kuvvetini artıracaktır. Ancak kesme kuvveti doğru orantılı olarak artmadığından ince şaftın gerilim deformasyon katsayısı azalır. Kesme verimliliğinin arttırılması açısından ilerleme hızının arttırılması kesme derinliğinin arttırılmasından daha faydalıdır.
(3) Kesme hızı (v). Kesme hızının arttırılması kesme kuvvetinin azaltılması açısından faydalıdır. Bunun nedeni, kesme hızı arttıkça kesme sıcaklığının artması, takım ile iş parçası arasındaki sürtünmenin azalması ve ince şaftın kuvvet deformasyonunun azalmasıdır. Bununla birlikte, kesme hızı çok yüksekse, ince şaft, merkezkaç kuvvetinin etkisi altında kolayca bükülerek kesme işleminin stabilitesini bozar, bu nedenle kesme hızının belirli bir aralıkta kontrol edilmesi gerekir. Daha büyük en boy oranına sahip iş parçaları için kesme hızı uygun şekilde azaltılmalıdır.
