Всички знаем, че тънките валове се обработват трудно. Те имат слаба твърдост и са подложени на голямо напрежение и термична деформация по време на струговане, което затруднява осигуряването на изискванията за качество на обработката на тънките валове.
Днес нека да разгледаме как немските майстори въртят тънки валове.
Чрез приемане на подходящи методи за затягане и усъвършенствани методи за обработка, избор на разумни ъгли на инструмента и количества на рязане и т.н., могат да бъдат осигурени изискванията за качество на обработката на тънките валове.
Най-честите проблеми на тънките валове при обработката
1. Голяма термична деформация
При завъртане на тънки валове термичната дифузия е слаба и линейното разширение е голямо. Когато двата края на детайла са плътно притиснати, той лесно се огъва.
2. Слаба твърдост
При завъртане детайлът е подложен на сила на рязане, тънкият детайл се увисва поради собственото си тегло и центробежната сила по време на високо-скоростно въртене може лесно да доведе до огъване и деформиране.
3. Трудно е да се гарантира качеството на повърхността
Собственото тегло на детайла, деформацията и вибрациите влияят върху цилиндричността и грапавостта на повърхността на детайла.
Как да подобрим точността на обработка на тънки валове
1. Изберете подходящ метод на затягане
(1) Метод на двойно централно затягане. Използването на двойно централно затягане може точно да позиционира детайла и лесно да осигури коаксиалност. Въпреки това, твърдостта на тънкия вал, захванат чрез този метод, е лоша, тънкият вал е подложен на голяма деформация на огъване и е лесен за вибриране. Следователно, той е подходящ само за обработка на много-стъпални части на валове с малко аспектно съотношение, малък резерв на обработка, високи изисквания за коаксиалност.
(2) Метод на затягане с една скоба и едно натискане. При този метод на затягане, ако централното натискане е твърде стегнато, в допълнение към огъването на тънкия вал, това може също да попречи на топлинното удължаване на тънкия вал по време на завъртане, което води до аксиално притискане и огъване на тънкия вал. В допълнение, затягащата повърхност на челюстите и централния отвор може да не са коаксиални, което ще доведе до пре-позициониране след затягане и може също да доведе до огъване на тънкия вал. Деформация. Следователно, когато се използва методът на едно-скоба-едно-бутащо затягане, центърът трябва да използва еластичен жив център, така че тънкият вал да може да се разтяга свободно след нагряване, намалявайки неговата деформация на огъване поради топлина; в същото време между челюстите и тънкия вал може да се вмъкне отворен телеен пръстен, за да се намали дължината на аксиалния контакт между челюстите и тънкия вал, да се елиминира пре-позиционирането по време на монтажа и да се намали деформацията на огъване.
(3) Метод на рязане с двоен-инструмент. Плъзгачът на двойния -инструментален струг е модифициран, за да върти тънкия вал и е добавен задният държач на инструмента. Предните и задните инструменти за струговане се използват за струговане едновременно. Двата струговащи инструмента са радиално противоположни, като предният струговащ инструмент е монтиран в правилна позиция, а задният струговащ инструмент е монтиран в грешна позиция. Радиалните сили на рязане, генерирани от двата струговащи инструмента, се компенсират взаимно по време на струговане. Заготовката е подложена на малка деформация и вибрации, а точността на обработка е висока, което е подходящо за масово производство.
(4) Използвайте държач за инструменти и централна рамка. Тънкият вал се завърта чрез метод на затягане на една скоба и една горна част. За да се намали влиянието на радиалната сила на рязане върху деформацията на огъване на тънкия вал, традиционно се използват държач за инструменти и централна рамка, което е еквивалентно на добавяне на опора към тънкия вал, увеличаване на твърдостта на тънкия вал и ефективно намаляване на влиянието на радиалната сила на рязане върху тънкия вал.
(5) Използвайте метода на обратно рязане, за да завъртите тънкия вал. Методът на обратно рязане означава, че по време на процеса на завъртане на тънкия вал, инструментът за завъртане започва да се подава от патронника на шпиндела към опашката. По този начин аксиалната сила на рязане, генерирана по време на обработката, причинява издърпване на тънкия вал, елиминирайки деформацията на огъване, причинена от аксиалната сила на рязане. В същото време използването на еластичен връх на опашката може ефективно да компенсира деформацията на натиск и термичното удължение на детайла от инструмента до опашката, избягвайки деформацията на огъване на детайла.
2. Изберете разумен ъгъл на инструмента
За да се намали деформацията на огъване, причинена от завъртането на тънкия вал, силата на рязане, генерирана по време на завъртане, трябва да бъде възможно най-малка. Сред геометричните ъгли на инструмента ъгълът на наклона, главният ъгъл на отклонение и ъгълът на наклона на режещия ръб имат най-голямо влияние върху силата на рязане. Стругът с тънък вал трябва да отговаря на следните изисквания: малка сила на рязане, намалена радиална сила, ниска температура на рязане, остро острие, плавно отстраняване на стружките и дълъг живот на инструмента. От струговането на стомана е известно, че когато наклоненият ъгъл 0 се увеличи с 10 градуса, радиалната сила Fr може да бъде намалена с 30%; когато основният ъгъл на отклонение Kr се увеличи с 10 градуса, радиалната сила Fr може да бъде намалена с повече от 10%; когато ъгълът на наклон на режещия ръб λs приеме отрицателна стойност, радиалната сила Fr също се намалява.
(1) Наклоненият ъгъл (0) пряко влияе върху силата на рязане, температурата на рязане и силата на рязане. Увеличаването на наклонения ъгъл може да намали пластичната деформация на режещия се метален слой и значително да намали силата на рязане. Увеличаването на наклонения ъгъл може да намали силата на рязане. Следователно, при струговане на тънки валове, наклоненият ъгъл на инструмента трябва да се увеличи колкото е възможно повече, като същевременно се гарантира, че струговащият инструмент има достатъчна здравина. Наклоненият ъгъл обикновено е настроен на 0=150 градуса. Наклонената повърхност на струговащия инструмент трябва да бъде шлайфана с жлеб за разбиване на стружки с ширина на канала за стружки B=3.5~4 mm, br1=0.1~0,15 mm и отрицателна фаска от 01=-25 градуса за намаляване на компонента на радиалната сила, плавно отстраняване на стружки, добра производителност на къдрене на стружки и ниска температура на рязане. Следователно, той може да намали и предотврати деформацията на огъване и вибрациите на тънкия вал.
(2) Главен наклонен ъгъл (Kr) Основният наклонен ъгъл Kr на стругуващия инструмент е основният фактор, влияещ върху радиалната сила. Размерът му влияе върху размера и пропорционалното отношение на трите сили на рязане. С увеличаването на основния наклонен ъгъл, радиалната сила на рязане намалява значително. Основният наклонен ъгъл трябва да се увеличи колкото е възможно повече, без да се засяга здравината на инструмента. Основният наклонен ъгъл Kr=90 градус (настроен на 85 градуса ~88 градуса при инсталиране на инструмента), вторичният наклонен ъгъл K'r=8 градус ~100 градуса и радиусът на дъгата на върха на инструмента s=0.15~0,2 mm са благоприятни за намаляване на радиалната сила.
(3) Ъгъл на наклона на острието (λs) Ъгълът на наклона влияе върху посоката на потока на стружките, здравината на върха на инструмента и пропорционалното отношение на трите сили на рязане по време на струговане. С увеличаване на ъгъла на наклона на острието, радиалната сила на рязане намалява значително, но аксиалната сила на рязане и тангенциалната сила на рязане се увеличават. Когато ъгълът на наклона на острието е в диапазона от -10 градуса ~+10 градуса, пропорционалното отношение на трите сили на рязане е сравнително разумно. При завъртане на тънки валове често се използва положителен ъгъл на наклон на острието от +3 градуса ~+10 градуса, за да позволи на стружките да изтекат към повърхността, която ще се обработва.
(4) Задният ъгъл е малък 0=a01=4 градуса ~60 градуса, което играе-устойчива на вибрации роля.
3. Разумен контрол на параметрите на рязане
Независимо дали параметрите на рязане са избрани разумно или не, това ще има различен ефект върху размера на силата на рязане и количеството топлина при рязане, генерирана по време на процеса на рязане. Следователно деформацията, причинена от завъртане на тънки валове, също е различна. Принципът за избор на параметрите на рязане за грубо струговане и полу-грубо струговане на тънки валове е да се намалят радиалната сила на рязане и топлината на рязане колкото е възможно повече. При завъртане на тънки валове, обикновено когато аспектното съотношение и издръжливостта на материала са големи, се избира по-малък параметър на рязане, тоест повече проходи и по-малка дълбочина на рязане за намаляване на вибрациите и увеличаване на твърдостта.
(1) Дълбочина на обратно рязане (ap). При предпоставката, че твърдостта на процесната система е определена, с увеличаване на дълбочината на рязане, силата на рязане и топлината на рязане, генерирани по време на струговане, се увеличават съответно, което води до увеличаване на напрежението и топлинната деформация на тънкия вал. Следователно, когато завъртате тънки валове, дълбочината на обратно рязане трябва да бъде сведена до минимум.
(2) Скорост на подаване (f). Увеличаването на скоростта на подаване ще увеличи дебелината на рязане и силата на рязане. Силата на рязане обаче не се увеличава правопропорционално, така че коефициентът на деформация на напрежението на тънкия вал намалява. От гледна точка на подобряване на ефективността на рязане, увеличаването на скоростта на подаване е по-полезно от увеличаването на дълбочината на рязане.
(3) Скорост на рязане (v). Увеличаването на скоростта на рязане е от полза за намаляване на силата на рязане. Това е така, защото с увеличаване на скоростта на рязане температурата на рязане се увеличава, триенето между инструмента и детайла намалява и силата на деформация на тънкия вал намалява. Въпреки това, ако скоростта на рязане е твърде висока, тънкият вал лесно ще се огъне под действието на центробежна сила, разрушавайки стабилността на процеса на рязане, така че скоростта на рязане трябва да се контролира в определен диапазон. За детайли с по-голямо аспектно съотношение скоростта на рязане трябва да бъде съответно намалена.
