Jedną z typowych awarii w operacjach toczenia są wibracje. Gdy 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 w celu zmniejszenia lub wyeliminowania drgań obrabiarki.
1. Główne cechy drgań o niskiej częstotliwości
Po wyeliminowaniu drgań elementów obrotowych i układu przeniesienia napędu obrabiarki, głównym rodzajem drgań obrotowych są drgania samowzbudne, które nie zmieniają się wraz z prędkością obrotową. Przedstawić przyczyny i sposoby eliminacji drgań niskoczęstotliwościowych spowodowanych odkształceniem układu przedmiotu obrabianego oraz odkształceniem układu uchwytu narzędziowego podczas procesu obróbki skrawaniem.
Główne cechy drgań o niskiej częstotliwości to:
①Częstotliwość wibracji jest niska (50-300 Hz), a hałas emitowany podczas wibracji jest niski;
② Ślady pozostawione na powierzchni cięcia przedmiotu obrabianego są głębokie i szerokie;
③Wibracje są stosunkowo silne, co często powoduje poluzowanie elementów obrabiarki (takich jak konik, uchwyt narzędziowy itp.) i łamie ostrze z węglika spiekanego.
Po drugie, przyczyna wibracji o niskiej częstotliwości
Podczas toczenia drgań o niskiej częstotliwości, zarówno układ przedmiotu obrabianego, jak i układ uchwytu narzędziowego zwykle wibrują (jednak w większości przypadków drgania układu przedmiotu obrabianego są stosunkowo duże i odgrywają dominującą rolę). Przeciwne siły akcji i reakcji. Podczas procesu wibracyjnego, gdy przedmiot obrabiany i narzędzie oddalają się od siebie, siła skrawania F jest skierowana w tym samym kierunku co przemieszczenie przedmiotu obrabianego, a wykonana praca jest dodatnia. Kiedy przedmiot zbliża się do narzędzia, praca wykonana przez siłę skrawania F jest ujemna.
Podczas skręcania:
①Tarcie między wiórem a powierzchnią natarcia narzędzia;
② Stopień utwardzenia metalu napotkany przez narzędzie podczas wcinania i wychodzenia z przedmiotu obrabianego jest różny;
③ Podczas procesu wibracji rzeczywisty kąt geometryczny narzędzia zmienia się okresowo;
④ Podczas wibracji względna trajektoria ruchu narzędzia do przedmiotu obrabianego jest elipsą, co powoduje okresowe zmiany w sekcji skrawania;
⑤Ślady pozostawione przez wibracje przedmiotu obrabianego podczas poprzedniego obrotu powodowały okresowe zmiany w sekcji skrawania.
These five situations can cause periodic changes in the cutting force, and make the F phase move away from>F. W ten sposób w każdym cyklu drgań dodatnia praca wykonywana przez siłę skrawania na przedmiocie obrabianym (lub narzędziu) jest zawsze większa niż ujemna praca wykonywana na przedmiocie obrabianym (lub narzędziu), tak że przedmiot obrabiany (lub narzędzie ) jest uzupełniane energią. wibracje samowzbudne.
3. Środki mające na celu wyeliminowanie drgań o niskiej częstotliwości
01
W przypadku drgań o niskiej częstotliwości jest to głównie spowodowane zmianą siły skrawania spowodowaną drganiami w kierunku Y, co powoduje zbliżanie się fazy F do > F i generowanie drgań.
Przede wszystkim wykonaj następujące cztery środki.
①Im większy kąt krawędzi skrawającej (kąt μr), tym mniejsza siła Fy i mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia wibracji. Dlatego odpowiednio zwiększ kąt ostrza narzędzia, aby wyeliminować lub zredukować wibracje.
② Odpowiednie zwiększenie kąta natarcia narzędzia może zmniejszyć siłę Fy, redukując w ten sposób wibracje.
③Kąt tyłu narzędzia jest zbyt duży lub ostrze jest zbyt ostre, narzędzie łatwo wgryza się w przedmiot obrabiany i łatwo jest generować wibracje. Gdy narzędzie jest odpowiednio pasywowane, jego bok może zapobiec „wgryzaniu się” narzędzia w przedmiot obrabiany, co może zmniejszyć lub wyeliminować wibracje.
④Położenie końcówki narzędzia jest zbyt niskie podczas toczenia (niżej niż środek przedmiotu obrabianego) lub pozycja końcówki narzędzia jest zbyt wysoka podczas wytaczania na tokarce, co zmniejszy rzeczywisty kąt natarcia końcówki narzędzia i zwiększy tylny kąt, który jest podatny na wibracje.
⑤Jeśli system uchwytu narzędziowego ma ujemną sztywność, łatwo jest „wgryźć się” w przedmiot obrabiany i wytworzyć wibracje. Dlatego należy w jak największym stopniu unikać wibracji powodowanych przez ujemną sztywność systemu uchwytu narzędziowego podczas toczenia.
02
Gdy podczas toczenia powstają szerokie i cienkie wióry, drgania w kierunku Y powodują zmiany siły skrawania. Gdy sekcja skrawania jest szeroka i cienka, wibracje w kierunku Y spowodują drastyczne zmiany pola przekroju skrawania i siły skrawania. Dlatego w tym przypadku niezwykle łatwo jest wygenerować wibracje. Na przykład: przy toczeniu wzdłużnym narzędzi im większa głębokość skrawania, tym większy posuw i mniejszy kąt ugięcia głównego, tym szersza i cieńsza sekcja skrawania, a tym samym generowanie drgań jest łatwiejsze. Dlatego wybierając prędkość toczenia należy unikać strefy średniej prędkości, w której siła skrawania maleje wraz z prędkością (przy cięciu stali węglowej zakres prędkości wynosi 30-50m/min), jednocześnie zmniejszając siłę obrotu i odpowiednio zwiększyć prędkość posuwu, a Zmniejszenie głębokości skrawania również pomaga tłumić wibracje.
03
Niewystarczająca sztywność układu przedmiotu obrabianego i układu uchwytu narzędziowego jest główną przyczyną drgań o niskiej częstotliwości i można podjąć następujące działania w celu wyeliminowania lub ograniczenia drgań:
① Podczas mocowania przedmiotu za pomocą trzech lub czterech pazurów należy starać się zminimalizować błąd współosiowości między środkiem obrotu przedmiotu obrabianego a środkiem obrotu wrzeciona i unikać wibracji spowodowanych okresową zmianą siły skrawania spowodowanej przechyleniem przedmiotu obrabianego i przerywanym cięciem lub nierówne cięcie.
② Podczas obróbki cienkich i długich przedmiotów obrabianych, które łatwo się odkształcają i wyginają w celu generowania wibracji, podczas chłodzenia chłodziwem używaj elastycznych blatów i pomocniczych wsporników, aby zmniejszyć rozszerzalność cieplną i deformację przedmiotu obrabianego.
③Podczas mocowania przedmiotu obrabianego uważaj, aby przedmiot nie wystawał zbyt długo. W przypadku przedmiotów obrabianych o niewystarczającej sztywności użyj rozsądnych wsporników pomocniczych, takich jak rama środkowa, podpórka i blat, aby zwiększyć sztywność przedmiotu obrabianego.
④ Podczas używania końcówki, końcówka i otwór stożkowy końcówki powinny być dobrze dopasowane, aby uniknąć wygięcia przedmiotu obrabianego z powodu zbyt dużej siły przecisku lub zbyt małej siły przecisku w celu podparcia przedmiotu obrabianego i należy zwrócić uwagę, aby zwis tulei konika nie był za długo.
⑤ Luz łożyska wrzeciona obrabiarki wpływa bezpośrednio na dokładność obrotu i sztywność wrzeciona. Jeśli okaże się, że luz jest zbyt duży, a sztywność niewystarczająca z powodu zużycia łożyska podczas użytkowania, należy wyregulować luz łożyska i zastosować napięcie wstępne w celu zwiększenia sztywności układu przedmiotu obrabianego w celu wyeliminowania wibracji.
⑥Regularnie sprawdzaj stan styku szyny prowadzącej typu „jaskółczy ogon” między środkowym wózkiem a dużym wózkiem oraz między małym uchwytem narzędziowym a środkowym wózkiem i wyreguluj nachylone wkładki, aby zachować odpowiedni odstęp, aby uniknąć pełzania, gdy uchwyt narzędziowy się porusza, powodując wibracje systemu uchwytu narzędziowego.
⑦ Za każdym razem, gdy kwadratowy uchwyt narzędziowy jest obracany w celu obrócenia narzędzia do wymaganej pozycji, kwadratowy uchwyt narzędziowy powinien być dociśnięty i zamocowany, aby uniknąć wibracji spowodowanych poluzowaniem kwadratowego uchwytu narzędziowego i zmniejszeniem sztywności systemu uchwytu narzędziowego.
