Jednym z typowych błędów podczas toczenia są wibracje. Kiedy tokarka wibruje, normalny proces skrawania układu technologicznego zostaje zakłócony i zniszczony, co nie tylko poważnie pogarsza jakość obrabianej powierzchni, ale także skraca żywotność maszyny i narzędzi. Dlatego konieczne jest podjęcie przez nas działań mających na celu zmniejszenie lub wyeliminowanie drgań obrabiarek.
1. Główne cechy wibracji o niskiej częstotliwości
Po wyeliminowaniu drgań elementów obrotowych obrabiarki i układu przeniesienia napędu, głównym rodzajem drgań toczenia są drgania samowzbudne, które nie zmieniają się wraz z prędkością obrotu. W artykule przedstawiono przyczyny i środki eliminujące drgania o niskiej częstotliwości spowodowane odkształceniem układu przedmiotu obrabianego i układu oprawki narzędzia podczas procesu obróbki.
Główne cechy wibracji o niskiej częstotliwości to:
①Częstotliwość wibracji jest niska (50 ~ 300 Hz), a hałas emitowany podczas wibracji jest niski;
②Ślady pozostawione na powierzchni cięcia przedmiotu są głębokie i szerokie;
③Wibracje są stosunkowo silne, co często powoduje, że elementy obrabiarki (takie jak konik, podpórka narzędzia itp.) poluzowują się i łamią ostrza z węglików spiekanych.
zdjęcie
2. Przyczyny wibracji o niskiej częstotliwości
Kiedy podczas toczenia występują wibracje o niskiej częstotliwości, zwykle wibruje zarówno układ przedmiotu obrabianego, jak i układ oprawki narzędziowej (ale w większości przypadków wibracje układu przedmiotu obrabianego są większe i odgrywają dominującą rolę). Czasem są oddzielone, a czasem się zbliżają, co skutkuje równymi i równymi kierunkami. Przeciwne siły akcji i reakcji. Podczas procesu wibracyjnego, gdy przedmiot obrabiany i narzędzie oddalają się od siebie, siła skrawania F rozdziela się w tym samym kierunku, co przemieszczenie przedmiotu obrabianego, a wykonana praca jest dodatnia. Gdy przedmiot zbliża się do narzędzia, praca wykonana przez siłę skrawania F jest ujemna.
Podczas toczenia:
① Tarcie pomiędzy wiórami a powierzchnią natarcia narzędzia;
② Stopień utwardzenia metalu napotykanego przez narzędzie podczas wcinania i wychodzenia z przedmiotu obrabianego jest inny;
③Rzeczywisty kąt geometryczny narzędzia zmienia się okresowo podczas procesu wibracji;
④ Podczas wibracji względna trajektoria ruchu narzędzia względem przedmiotu obrabianego jest eliptyczna, co powoduje okresowe zmiany przekroju skrawania;
⑤Ślady pozostawione przez drgania przedmiotu podczas poprzedniego obrotu powodowały okresowe zmiany przekroju skrawania.
Tych pięć sytuacji może powodować okresowe zmiany siły skrawania i powodować przejście fazy F > podejście F. W ten sposób w każdym cyklu wibracyjnym dodatnia praca wykonana przez siłę skrawania na przedmiocie obrabianym (lub narzędziu) jest zawsze większa niż ujemna praca wykonywana przez nią na przedmiocie obrabianym (lub narzędziu), tak że przedmiot obrabiany (lub narzędzie) uzyskuje uzupełnia energię i wytwarza energię. Wibracje samowzbudne.
3. Środki eliminujące wibracje o niskiej częstotliwości
01
W przypadku wibracji o niskiej częstotliwości, głównie na skutek zmiany siły skrawania spowodowanej drganiami w kierunku Y, odległość fazowa F > podejście F powoduje powstawanie drgań.
Podejmowane są głównie następujące cztery środki.
①Im większy główny kąt odchylenia (kąt μr) narzędzia, tym mniejsza siła Fy i mniejsze prawdopodobieństwo wytworzenia wibracji. Dlatego należy odpowiednio zwiększyć główny kąt wygięcia narzędzia, aby wyeliminować lub ograniczyć drgania.
② Odpowiednie zwiększenie kąta natarcia narzędzia może zmniejszyć siłę Fy i tym samym osłabić wibracje.
③ Jeśli kąt przyłożenia narzędzia jest zbyt duży lub ostrze jest zbyt ostre, narzędzie łatwo wbije się w obrabiany przedmiot i spowoduje wibracje. Gdy narzędzie jest odpowiednio pasywowane, jego powierzchnia boczna zapobiega „wgryzaniu się” narzędzia w obrabiany przedmiot, co może zmniejszyć lub wyeliminować wibracje.
④ Jeśli położenie wierzchołka narzędzia jest zbyt niskie (poniżej środka przedmiotu obrabianego) podczas toczenia lub położenie wierzchołka narzędzia jest zbyt wysokie podczas wytaczania na tokarce, rzeczywisty kąt natarcia ostrza narzędzia zostanie zmniejszony, a kąt tylny wzrosnąć, łatwo powodując wibracje.
⑤ Jeśli system oprawek narzędziowych ma ujemną sztywność, łatwo jest „wgryźć się” w obrabiany przedmiot i spowodować wibracje. Dlatego należy w miarę możliwości unikać wibracji spowodowanych ujemną sztywnością układu oprawki narzędzia podczas toczenia.
02
Gdy podczas toczenia powstają szerokie i cienkie wióry, wibracje w kierunku Y powodują zmiany siły skrawania. Gdy przekrój tnący jest szeroki i cienki, wibracje w kierunku Y spowodują drastyczne zmiany w polu przekroju poprzecznego cięcia i sile skrawania. Dlatego w tym przypadku łatwo powstają wibracje. Przykładowo: przy toczeniu narzędziem wzdłużnym im większa głębokość skrawania, tym większy posuw i im mniejszy główny kąt odchylenia, tym szersza i cieńsza będzie sekcja skrawania i tym łatwiej będzie wytworzyć drgania. Dlatego przy wyborze prędkości toczenia należy unikać obszaru średnich prędkości, gdzie siła skrawania maleje wraz z prędkością (przy cięciu stali węglowej zakres prędkości wynosi 30~50m/min), jednocześnie zmniejszając siłę cofania, odpowiednio zwiększając ilość posuwu i Zmniejszenie głębokości skrawania pomaga również wytłumić wibracje.
03
Główną przyczyną wibracji o niskiej częstotliwości jest niewystarczająca sztywność układu przedmiotu obrabianego i układu uchwytu narzędzia. Aby wyeliminować lub zmniejszyć wibracje, można podjąć następujące środki:
① Podczas mocowania przedmiotu obrabianego trzema lub czterema łapami staraj się minimalizować błąd współosiowości pomiędzy środkiem obrotu przedmiotu obrabianego a środkiem obrotu wrzeciona, aby uniknąć wibracji spowodowanych okresowymi zmianami siły skrawania spowodowanymi przerywanym skrawaniem lub nierównym skrawaniem spowodowanym przechylaniem przedmiotu obrabianego . .
② Podczas obróbki przedmiotów cienkich, długich i podatnych na odkształcenia, zginanie i wibracje, podczas dodawania chłodziwa należy używać elastycznych końcówek i podpór pomocniczych, aby zmniejszyć rozszerzalność cieplną i odkształcenia przedmiotu obrabianego.
③Podczas mocowania przedmiotu obrabianego nie wydłużaj go zbyt długo. W przypadku przedmiotów obrabianych o niewystarczającej sztywności należy stosować rozsądne podpory pomocnicze, takie jak ramy środkowe, podpórki narzędzi i blaty, aby zwiększyć sztywność przedmiotów obrabianych.
④ Podczas używania końcówki końcówka i stożkowy otwór końcówki powinny dobrze do siebie pasować, aby uniknąć zgięcia przedmiotu obrabianego na skutek zbyt dużej siły pchającej lub kołysania się przedmiotu obrabianego z powodu zbyt małej siły pchającej, aby zapewnić podparcie. Należy także uważać, aby zwis tulei konika nie był zbyt długi.
⑤ Luz łożyska wrzeciona obrabiarki wpływa bezpośrednio na dokładność obrotu i sztywność wrzeciona. Jeżeli w trakcie użytkowania okaże się, że luz jest zbyt duży, a sztywność niewystarczająca ze względu na zużycie łożyska, należy wyregulować luz łożyska i zastosować siłę napięcia wstępnego, aby zwiększyć sztywność układu przedmiotu obrabianego i wyeliminować drgania.
⑥ Regularnie sprawdzaj styk szyn prowadzących w kształcie jaskółczego ogona pomiędzy środkowym wózkiem a dużym wózkiem oraz małą podpórką narzędzia a środkowym wózkiem i wyreguluj ukośne paski, aby zachować odpowiednie odstępy, aby uniknąć pełzania podczas ruchu podpórki narzędziowej, powodując wibracje system podpórek narzędzi.
⑦Za każdym razem, gdy kwadratowy uchwyt narzędziowy jest obracany w celu przesunięcia narzędzia do żądanej pozycji, kwadratowy uchwyt narzędziowy powinien zostać dociśnięty i zamocowany, aby zapobiec poluzowaniu się kwadratowego uchwytu narzędziowego i zmniejszeniu sztywności układu uchwytu narzędziowego oraz powodowaniu wibracji.
