Todos sabemos que los ejes delgados son difíciles de procesar. Tienen poca rigidez y están sujetos a grandes tensiones y deformaciones térmicas durante el torneado, lo que dificulta garantizar los requisitos de calidad de procesamiento de ejes delgados.
Hoy, echemos un vistazo a cómo los artesanos alemanes tornean ejes delgados.
Al adoptar métodos de sujeción apropiados y métodos de procesamiento avanzados, seleccionar ángulos de herramienta y cantidades de corte razonables, etc., se pueden garantizar los requisitos de calidad de procesamiento de ejes delgados.
Los problemas más comunes de los ejes delgados en el procesamiento.
1. Gran deformación térmica
Al girar ejes delgados, la difusión térmica es pobre y la expansión lineal es grande. Cuando los dos extremos de la pieza de trabajo se presionan firmemente, es fácil doblarla.
2. Mala rigidez
Al girar, la pieza de trabajo está sujeta a una fuerza de corte, la delgada pieza de trabajo se hunde debido a su propio peso y la fuerza centrífuga durante la rotación a alta-velocidad puede hacer que se doble y deforme fácilmente.
3. La calidad de la superficie es difícil de garantizar
El propio peso, deformación y vibración de la pieza de trabajo afectan la cilindricidad y la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo.
Cómo mejorar la precisión del procesamiento de ejes delgados
1. Seleccione un método de sujeción apropiado
(1) Método de sujeción de doble centro. El uso de sujeción de doble centro puede posicionar con precisión la pieza de trabajo y garantizar fácilmente la coaxialidad. Sin embargo, la rigidez del eje delgado sujeto mediante este método es pobre, el eje delgado está sujeto a una gran deformación por flexión y es fácil de vibrar. Por lo tanto, solo es adecuado para mecanizar piezas de ejes de varios-pasos con una relación de aspecto pequeña, un margen de mecanizado pequeño y requisitos de alta coaxialidad.
(2) Método de sujeción con una abrazadera y un método de sujeción por empuje. En este método de sujeción, si el empuje central es demasiado apretado, además de doblar el eje delgado, también puede dificultar la extensión térmica del eje delgado durante el giro, provocando que el eje delgado se apriete y doble axialmente. Además, la superficie de sujeción de las mordazas y el orificio central pueden no ser coaxiales, lo que provocará un posicionamiento excesivo después de la sujeción y también puede provocar que el eje delgado se doble. Deformación. Por lo tanto, cuando se utiliza el método de sujeción de una-abrazadera-un-empuje, el centro debe usar un centro vivo elástico para que el eje delgado pueda estirarse libremente después del calentamiento, reduciendo su deformación por flexión debido al calor; al mismo tiempo, se puede insertar un anillo de alambre abierto entre las mordazas y el eje delgado para reducir la longitud de contacto axial entre las mordazas y el eje delgado, eliminar el posicionamiento excesivo durante la instalación y reducir la deformación por flexión.
(3) Método de corte con doble-herramienta. El portaherramientas doble-se modifica para girar el eje delgado y se agrega el portaherramientas trasero. Las herramientas de torneado delantera y trasera se utilizan para girar al mismo tiempo. Las dos herramientas de torneado están radialmente opuestas, con la herramienta de torneado delantera instalada en la posición correcta y la herramienta de torneado trasera instalada en la posición incorrecta. Las fuerzas de corte radiales generadas por las dos herramientas de torneado se compensan durante el torneado. La pieza de trabajo está sujeta a pequeñas deformaciones y vibraciones, y la precisión del procesamiento es alta, lo que es adecuado para la producción en masa.
(4) Utilice un portaherramientas y un marco central. El eje delgado se gira mediante un método de sujeción de una abrazadera y una parte superior. Para reducir la influencia de la fuerza de corte radial en la deformación por flexión del eje delgado, se utilizan tradicionalmente un portaherramientas y un marco central, lo que equivale a agregar un soporte al eje delgado, aumentar la rigidez del eje delgado y reducir efectivamente la influencia de la fuerza de corte radial en el eje delgado.
(5) Utilice el método de corte inverso para girar el eje delgado. El método de corte inverso significa que durante el proceso de giro del eje delgado, la herramienta de torneado comienza a alimentarse desde el mandril del husillo hasta el contrapunto. De esta manera, la fuerza de corte axial generada durante el procesamiento hace que se tire del eje delgado, eliminando la deformación por flexión causada por la fuerza de corte axial. Al mismo tiempo, el uso de una punta de contrapunto elástica puede compensar eficazmente la deformación por compresión y el alargamiento térmico de la pieza de trabajo desde la herramienta hasta el contrapunto, evitando la deformación por flexión de la pieza de trabajo.
2. Elija un ángulo de herramienta razonable
Para reducir la deformación por flexión causada al girar el eje delgado, se requiere que la fuerza de corte generada durante el giro sea lo más pequeña posible. Entre los ángulos geométricos de la herramienta, el ángulo de ataque, el ángulo de desviación principal y el ángulo de inclinación del filo tienen el mayor impacto en la fuerza de corte. La herramienta de torneado de eje delgado debe cumplir los siguientes requisitos: fuerza de corte pequeña, fuerza radial reducida, temperatura de corte baja, hoja afilada, eliminación de viruta suave y larga vida útil de la herramienta. Por el torneado de acero se sabe que cuando el ángulo de ataque 0 aumenta en 10 grados, la fuerza radial Fr se puede reducir en un 30%; cuando el ángulo de deflexión principal Kr aumenta en 10 grados, la fuerza radial Fr se puede reducir en más del 10%; cuando el ángulo de inclinación del filo λs toma un valor negativo, la fuerza radial Fr también se reduce.
(1) El ángulo de ataque (0) afecta directamente la fuerza de corte, la temperatura de corte y la potencia de corte. Aumentar el ángulo de ataque puede reducir la deformación plástica de la capa de metal que se está cortando y reducir significativamente la fuerza de corte. Aumentar el ángulo de ataque puede reducir la fuerza de corte. Por lo tanto, al tornear ejes delgados, el ángulo de ataque de la herramienta debe aumentarse tanto como sea posible, asegurando al mismo tiempo que la herramienta de torneado tenga suficiente resistencia. El ángulo de inclinación generalmente se establece en 0=150 grados. La cara de inclinación de la herramienta de torneado debe rectificarse con una ranura rompevirutas con un ancho de ranura de viruta de B=3.5~4 mm, br1=0.1~0,15 mm y un chaflán negativo de 01=-25 grados para reducir el componente de fuerza radial, una eliminación suave de la viruta, un buen rendimiento de curvatura de la viruta y una baja temperatura de corte. Por lo tanto, puede reducir y prevenir la deformación por flexión y la vibración del eje delgado.
(2) Ángulo de ataque principal (Kr) El ángulo de ataque principal Kr de la herramienta de torneado es el factor principal que afecta la fuerza radial. Su tamaño afecta el tamaño y la relación proporcional de las tres fuerzas de corte. A medida que aumenta el ángulo de ataque principal, la fuerza de corte radial disminuye significativamente. El ángulo de ataque principal debe aumentarse tanto como sea posible sin afectar la resistencia de la herramienta. El ángulo de inclinación principal Kr=90 grados (establecido en 85 grados ~88 grados al instalar la herramienta), el ángulo de inclinación secundario K'r=8 grados ~100 grados y el radio del arco de la punta de la herramienta s=0.15~0,2 mm favorecen la reducción de la fuerza radial.
(3) Ángulo de inclinación de la hoja (λs) El ángulo de inclinación afecta la dirección del flujo de las virutas, la fuerza de la punta de la herramienta y la relación proporcional de las tres fuerzas de corte durante el torneado. A medida que aumenta el ángulo de inclinación de la hoja, la fuerza de corte radial disminuye significativamente, pero la fuerza de corte axial y la fuerza de corte tangencial aumentan. Cuando el ángulo de inclinación de la hoja está en el rango de -10 grados ~+10 grados, la relación proporcional de las tres fuerzas de corte es relativamente razonable. Al girar ejes delgados, a menudo se utiliza un ángulo de inclinación positivo de la hoja de +3 grados ~+10 grados para permitir que las virutas fluyan hacia la superficie a procesar.
(4) El ángulo posterior es pequeño, de 0=a01=4 grados ~60 grados, lo que desempeña un papel a prueba de vibraciones-.
3. Control razonable de los parámetros de corte.
El hecho de que los parámetros de corte se seleccionen razonablemente o no tendrá diferentes efectos en el tamaño de la fuerza de corte y la cantidad de calor de corte generado durante el proceso de corte. Por lo tanto, la deformación provocada por el giro de ejes delgados también es diferente. El principio de selección de los parámetros de corte para torneado desbaste y semi-torneado de ejes delgados es reducir la fuerza de corte radial y el calor de corte tanto como sea posible. Al tornear ejes delgados, generalmente cuando la relación de aspecto y la tenacidad del material son grandes, se selecciona un parámetro de corte más pequeño, es decir, más pasadas y menor profundidad de corte para reducir la vibración y aumentar la rigidez.
(1) Profundidad de corte posterior (ap). Bajo la premisa de que la rigidez del sistema de proceso está determinada, a medida que aumenta la profundidad de corte, la fuerza de corte y el calor de corte generados durante el torneado aumentan en consecuencia, lo que provoca que aumenten la tensión y la deformación por calor del eje delgado. Por lo tanto, al tornear ejes delgados, se debe minimizar la profundidad de corte posterior.
(2) Velocidad de alimentación (f). Un aumento en la velocidad de avance aumentará el espesor de corte y la fuerza de corte. Sin embargo, la fuerza de corte no aumenta en proporción directa, por lo que el coeficiente de deformación por tensión del eje delgado disminuye. Desde la perspectiva de mejorar la eficiencia de corte, aumentar la velocidad de avance es más beneficioso que aumentar la profundidad de corte.
(3) Velocidad de corte (v). Aumentar la velocidad de corte es beneficioso para reducir la fuerza de corte. Esto se debe a que a medida que aumenta la velocidad de corte, aumenta la temperatura de corte, disminuye la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo y disminuye la fuerza de deformación del eje delgado. Sin embargo, si la velocidad de corte es demasiado alta, el eje delgado se doblará fácilmente bajo la acción de la fuerza centrífuga, destruyendo la estabilidad del proceso de corte, por lo que la velocidad de corte debe controlarse dentro de un cierto rango. Para piezas de trabajo con una relación de aspecto mayor, la velocidad de corte debe reducirse adecuadamente.
