In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. Kesme kuvveti, yerçekimi ve üst kenetleme kuvvetinin etkisi altında, yatay ince şaftın bükülmesi ve hatta stabilitesini kaybetmesi kolaydır. Bu nedenle, ince mili döndürürken ince milin stres sorunu iyileştirilmelidir.
İşleme yöntemi: ters besleme tornalama benimsenmiştir ve makul takım geometrik parametreleri, kesme miktarı, gerdirme cihazı ve burç takımı dayanağı gibi bir dizi etkili önlem seçilmiştir.
01
İnce Milin Döndürülmesinde Eğilme Deformasyon Faktörlerinin Analizi
İnce milleri torna tezgahlarında döndürmek için kullanılan başlıca iki geleneksel kenetleme yöntemi vardır: bir yöntem: bir kenetleme ve bir üstten montaj; diğer yöntem iki üst kurulumdur. Burada esas olarak bir kelepçe ve bir tepenin sıkıştırma yöntemini analiz ediyoruz.
Gerçek işleme analizi sayesinde, ince milin tornalamadan kaynaklanan bükülme deformasyonunun ana nedenleri şunlardır:
(1) Kesme kuvveti deformasyona neden olur
Tornalama işleminde, üretilen kesme kuvveti eksenel kesme kuvveti PX, radyal kesme kuvveti PY ve teğetsel kesme kuvveti PZ olarak ayrıştırılabilir. İnce milleri döndürürken farklı kesme kuvvetlerinin bükülme deformasyonu üzerinde farklı etkileri vardır.
1) Radyal kesme kuvveti PY'nin etkisi
Radyal kesme kuvveti, ince şaftın ekseninden geçen yatay düzlemde dikey olarak etki eder. İnce milin sertliğinin zayıf olması nedeniyle, radyal kuvvet ince mili bükerek yatay düzlemde eğilmesine ve deforme olmasına neden olur. Kesme kuvvetinin ince milin eğilme deformasyonu üzerindeki etkisi Şekil 1'de gösterilmektedir.
2) Eksenel kesme kuvveti PX'in etkisi
Eksenel kesme kuvveti, ince milin eksenine paralel etki ederek iş parçası üzerinde bir bükülme momenti oluşturur. Genel tornalama için, eksenel kesme kuvvetinin iş parçasının eğilme deformasyonu üzerinde çok az etkisi vardır ve göz ardı edilebilir. Bununla birlikte, ince şaftın sertliğinin zayıf olması nedeniyle stabilitesi de zayıftır. Eksenel kesme kuvveti belirli bir değeri aştığında, ince şaft boyuna bükülme deformasyonuna neden olacak şekilde bükülecektir. resim 2'de gösterildiği gibi.
(2) Kesme ısısının etkisi
İşleme tarafından üretilen kesme ısısı, iş parçasının termal deformasyonuna ve uzamasına neden olacaktır. Tornalama işlemi sırasında ayna ve puntanın üstü sabitlendiği için ikisi arasındaki mesafe de sabittir. Bu şekilde, uzatılmış şaftın ısıtıldıktan sonra eksenel uzaması sınırlandırılır, bu da eksenel ekstrüzyon nedeniyle uzun şaftın eğilme deformasyonu ile sonuçlanır.
Bu nedenle, ince şaftın makineyle işleme hassasiyetini geliştirme probleminin esas olarak proses sisteminin stresini ve termal deformasyonunu kontrol etme problemi olduğu görülebilir.
02
İnce Şaftın İşleme Hassasiyetini İyileştirmeye Yönelik Önlemler
İnce mili işleme sürecinde, işleme doğruluğunu artırmak için, ince milin işleme doğruluğunu iyileştirmek için farklı üretim koşullarına göre farklı önlemler alınmalıdır.
(1) Uygun sıkıştırma yöntemini seçin
Tornada ince milleri döndürmek için kullanılan iki geleneksel bağlama yöntemi arasında, iş parçasını doğru bir şekilde konumlandırabilen ve koaksiyelliği kolayca sağlayabilen çift üstten bağlama kullanılır. Ancak ince mili sıkıştırmak için bu yöntemi kullanmak, sertliğini zayıftır, ince milin eğilme deformasyonu büyüktür ve titreşime eğilimlidir. Bu nedenle, yalnızca küçük uzunluk-çap oranı, küçük işleme toleransı ve yüksek koaksiyellik gereksinimleri olan kurulumlar için uygundur. uzun iş parçaları.
İnce millerin işlenmesi genellikle bir kelepçe ve bir tepeden oluşan kenetleme yöntemini benimser. Bununla birlikte, bu kenetleme yönteminde, uç çok sıkıysa, ince mili bükmenin yanı sıra, ince milin döndürüldüğünde uzamasını da engelleyerek, ince milin eksenel olarak sıkışmasına ve şeklinin bozulmasına neden olabilir. . Ek olarak, çenelerin sıkıştırma yüzeyi uç deliği ile aynı eksende olmayabilir, bu da sıkıştırmadan sonra aşırı konumlandırmaya neden olur ve ayrıca ince şaftın eğilme deformasyonuna neden olabilir. Bu nedenle, bir kelepçe ve bir tepeden sıkma yöntemi kullanıldığında, tepe elastik yaşam merkezleri kullanmalıdır. İnce şaft, ısıtıldığında eğilme deformasyonunu azaltmak için ısıtıldıktan sonra serbestçe uzatılabilir; aynı zamanda, çeneler ve ince şaft arasındaki eksenel temas uzunluğunu azaltmak ve kurulum sırasında Aşırı Konumlandırmayı ortadan kaldırmak için çeneler ve ince şaft arasına açık bir çelik kopça yerleştirilebilir, bükülme deformasyonunu azaltır.
(2) İnce milin kuvvet deformasyonunu doğrudan azaltın
1) Topuk desteğini ve orta çerçeveyi kullanın
İnce şaft, bir kelepçe ve bir tepeden oluşan sıkıştırma yöntemiyle döndürülür. Radyal kesme kuvvetinin ince milin eğilme deformasyonu üzerindeki etkisini azaltmak için, ince mile bir destek eklemeye eşdeğer olan geleneksel takım dayanağı ve orta çerçeve kullanılır. radyal kesme kuvvetinin ince mil üzerindeki etkisini etkili bir şekilde azaltabilen ince milin sertliğini artıran.
2) İnce mil, eksenel kenetleme yöntemiyle döndürülür
Takım dayanağının ve merkez çerçevenin kullanılması, iş parçasının rijitliğini artırabilir, ancak temel olarak radyal kesme kuvvetinin iş parçası üzerindeki etkisini ortadan kaldırır. Ancak, eksenel kesme kuvvetinin iş parçasını bükmesi sorununu hala çözemez, özellikle nispeten büyük uzun çaplı ince şaft için, bu bükülme deformasyonu daha açıktır. Bu nedenle, ince mil eksenel kenetleme yöntemiyle döndürülebilir. Eksenel kenetlemeli tornalama, ince bir mili döndürme işleminde, ince milin bir ucunun bir ayna ile sıkıştırılması ve diğer ucunun özel olarak tasarlanmış bir kenetleme başlığıyla sıkıştırılması anlamına gelir. Sıkıştırma kafası, ince mile eksenel gerilim uygular. Şekil 4'te gösterildiği gibi.
Tornalama işlemi sırasında, ince mil her zaman eksenel gerilime maruz kalır, bu da ince milin eksenel kesme kuvveti tarafından bükülmesi sorununu çözer. Aynı zamanda, eksenel gerilimin etkisi altında, ince milin radyal kesme kuvveti nedeniyle eğilme deformasyon derecesi azalır; kesme ısısının neden olduğu eksenel uzama telafi edilir ve ince milin sertliği ve işlenmesi iyileştirilir. kesinlik.
3) İnce milin ters kesme yöntemiyle döndürülmesi
Ters kesme yöntemi, ince milin tornalama işlemi sırasında Şekil 5'te gösterildiği gibi tornalama takımının iş mili aynasından puntaya beslenmesi anlamına gelir.
Bu şekilde, işleme sırasında oluşan eksenel kesme kuvveti, ince mili gergin hale getirerek eksenel kesme kuvvetinin neden olduğu eğilme deformasyonunu ortadan kaldırır. Aynı zamanda, elastik punta ucu, iş parçasının aletten puntaya sıkıştırma deformasyonunu ve termal uzamasını etkili bir şekilde telafi edebilir ve iş parçasının bükülme deformasyonunu önleyebilir.
Torna tezgahının orta kızak plakası, Şekil 6'da gösterildiği gibi, ince şaft çift bıçakla döndürülerek modifiye edilir, arka takım tutucu eklenir ve ön ve arka tornalama takımları aynı anda tornalama için kullanılır.
resim
Şekil 6 Çift bıçaklı işleme ve kuvvet analizi
İki tornalama takımı taban tabana zıttır, ön tornalama takımı dik olarak monte edilir ve arka tornalama takımı ters olarak monte edilir. Tornalama sırasında iki torna takımı tarafından üretilen radyal kesme kuvvetleri birbirini dengeler. İş parçasının deformasyonu ve titreşimi küçüktür ve seri üretim için uygun olan işleme hassasiyeti yüksektir.
4) İnce milin manyetik kesme yöntemiyle döndürülmesi
Manyetik kesme yönteminin prensibi temel olarak ters kesme yöntemiyle aynıdır. Tornalama işlemi sırasında, ince mil, işleme sırasında ince milin eğilme deformasyonunu azaltabilen ve ince milin işleme doğruluğunu artırabilen manyetik kuvvet tarafından gerilir.
(3) Kesme miktarını makul bir şekilde kontrol edin
Kesme miktarı seçiminin makul olup olmadığı, kesme kuvvetinin büyüklüğüne ve kesme işlemi sırasında oluşan kesme ısısının miktarına bağlıdır. Bu nedenle, ince mili döndürmenin neden olduğu deformasyon da farklıdır.
1) Talaş derinliği (t)
Proses sisteminin rijitliğinin belirlendiği öncülde, kesme derinliği arttıkça kesme kuvveti ve tornalama sırasında oluşan kesme ısısı da buna bağlı olarak artmakta, bu da ince milin gerilmesinin ve termal deformasyonunun artmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, ince milleri döndürürken talaş derinliği en aza indirilmelidir.
2) Yem miktarı (f)
İlerleme hızının artması kesme kalınlığını ve kesme kuvvetini artıracaktır. Ancak kesme kuvveti orantılı olarak artmaz, dolayısıyla ince milin kuvvet deformasyon katsayısı azalır. Kesme verimliliğini artırma açısından ilerleme hızını artırmak, kesme derinliğini artırmaktan daha faydalıdır.
3) Kesme hızı (v)
Kesme hızının arttırılması, kesme kuvvetini azaltmak için faydalıdır. Bunun nedeni, kesme hızı arttıkça kesme sıcaklığının artması, takım ile iş parçası arasındaki sürtünmenin azalması ve ince milin kuvvet deformasyonunun azalmasıdır. Bununla birlikte, kesme hızı çok yüksekse, ince şaft, kesme işleminin stabilitesini bozacak olan merkezkaç kuvvetinin etkisi altında kolayca bükülecektir, bu nedenle kesme hızının belirli bir aralıkta kontrol edilmesi gerekir. Nispeten büyük uzunluk ve çapa sahip iş parçaları için kesme hızı uygun şekilde azaltılmalıdır.
(4) Makul bir takım açısı seçin
İnce mili döndürmenin neden olduğu eğilme deformasyonunu azaltmak için tornalama sırasında oluşan kesme kuvvetinin mümkün olduğunca küçük olması gerekir. Aletin geometrik açıları arasında talaş açısı, ön açı ve kenar eğim açısı kesme kuvveti üzerinde en büyük etkiye sahiptir.
1) Ön açı ( )
Talaş açısının ( ) boyutu, kesme kuvvetini, kesme sıcaklığını ve kesme gücünü doğrudan etkiler. Eğim açısını artırmak, kesilen metal tabakanın plastik deformasyon derecesini azaltabilir ve kesme kuvveti önemli ölçüde azaltılabilir. Eğim açısını artırmak kesme kuvvetini azaltabilir, bu nedenle ince şaft tornalamada, torna takımının yeterli güce sahip olmasını sağlama öncülünde, aletin tırmık açısını artırmaya çalışın ve talaş açısı genellikle {{0} } derece -17 derece .
2) Ön açı (kr)
Ana sapma açısının (kr) boyutu, üç kesme kuvveti bileşeninin boyutunu ve orantılı ilişkisini etkiler. Giriş açısının artmasıyla, radyal kesme kuvveti bariz bir şekilde azalır, ancak 60 derecede -90 derecede teğetsel kesme kuvveti artar. 60 derece -75 derece aralığında, üç kesme kuvveti bileşeninin orantılı ilişkisi daha mantıklıdır. İnce milleri döndürürken genellikle 60 dereceden büyük bir ön açı kullanılır.
3) Bıçak eğimi (λs)
Bıçağın eğim açısı (λs), talaşların akış yönünü, takım ucunun gücünü ve tornalama işlemi sırasında üç kesme bileşeninin orantısal ilişkisini etkiler. Eğim açısı arttıkça radyal kesme kuvveti bariz bir şekilde azalır, ancak eksenel kesme kuvveti ve teğetsel kesme kuvveti artar. Bıçak eğim açısı {{0}} derece - artı 10 derece aralığında olduğunda, üç kesme kuvveti bileşeninin orantılı ilişkisi mantıklıdır. İnce bir mili döndürürken, talaşların işlenecek yüzeye akmasını sağlamak için genellikle 0 derece artı 10 derece pozitif kenar eğim açısı kullanılır.
03
Sonuç olarak
İnce milin sertliğinin zayıf olması nedeniyle, tornalama sırasında oluşan kuvvet ve termal deformasyon nispeten büyüktür ve ince milin işleme kalitesi gereksinimlerini garanti etmek zordur. Uygun bağlama yöntemleri ve gelişmiş işleme yöntemleri benimsenerek, makul takım açıları ve kesme parametreleri seçilerek, vb., ince milin işleme kalitesi gereksinimleri garanti edilebilir.
