In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. Veikiant pjovimo jėgai, gravitacijai ir viršutinei suspaudimo jėgai, horizontalus plonas velenas lengvai sulenkiamas arba net praranda stabilumą. Todėl liekno veleno įtempimo problema turi būti pagerinta sukant ploną veleną.
Apdorojimo būdas: taikomas atvirkštinis pastūmos tekinimas ir parenkama keletas veiksmingų priemonių, tokių kaip pagrįsti įrankio geometriniai parametrai, pjovimo kiekis, įtempimo įtaisas ir įvorės įrankio atrama.
01
Lenkimo deformacijos veiksnių tekinant ploną veleną analizė
Tekinimo staklių ploniems velenams sukti dažniausiai naudojami du tradiciniai suspaudimo būdai: vienas būdas yra: vienas spaustukas ir vienas viršutinis montavimas; kitas metodas yra du geriausi įrenginiai. Čia daugiausia analizuojame vieno spaustuko ir vieno viršaus suspaudimo metodą.
Atlikus faktinę apdorojimo analizę, pagrindinės liekno veleno lenkimo deformacijos, kurią sukelia posūkis, priežastys yra šios:
(1) Pjovimo jėga sukelia deformaciją
Tekinimo procese sukurta pjovimo jėga gali būti išskaidyta į ašinę pjovimo jėgą PX, radialinę pjovimo jėgą PY ir tangentinę pjovimo jėgą PZ. Skirtingos pjovimo jėgos skirtingai veikia lenkimo deformaciją sukant plonus velenus.
1) Radialinės pjovimo jėgos PY įtaka
Radialinė pjovimo jėga vertikaliai veikia horizontalią plokštumą, einančią per plono veleno ašį. Dėl prasto plono veleno standumo radialinė jėga sulenks ploną veleną, kad jis sulinktų ir deformuotųsi horizontalioje plokštumoje. Pjovimo jėgos įtaka liekno veleno lenkimo deformacijai parodyta 1 pav.
2) Ašinės pjovimo jėgos PX įtaka
Ašinė pjovimo jėga veikia lygiagrečiai plono veleno ašiai, sudarydama ruošinio lenkimo momentą. Bendrojo tekinimo atveju ašinė pjovimo jėga turi mažai įtakos ruošinio lenkimo deformacijai ir gali būti ignoruojama. Tačiau dėl prasto plono veleno standumo jo stabilumas taip pat yra prastas. Kai ašinė pjovimo jėga viršija tam tikrą vertę, plonas velenas bus sulenktas, kad sukeltų išilginio lenkimo deformaciją. kaip parodyta 2 paveiksle.
(2) Pjovimo šilumos įtaka
Apdorojant susidariusi pjovimo šiluma sukels ruošinio terminę deformaciją ir pailgėjimą. Kadangi griebtuvas ir galinės atramos viršus yra pritvirtinami tekinimo metu, atstumas tarp jų taip pat yra fiksuotas. Tokiu būdu pailginto veleno ašinis pailgėjimas po kaitinimo yra ribojamas, todėl dėl ašinės ekstruzijos susidaro pailgo veleno lenkimo deformacija.
Todėl matyti, kad plono veleno apdirbimo tikslumo gerinimo problema iš esmės yra proceso sistemos įtempių ir šiluminės deformacijos valdymo problema.
02
Priemonės, skirtos plono veleno apdirbimo tikslumui pagerinti
Apdorojant ploną veleną, siekiant pagerinti jo apdirbimo tikslumą, atsižvelgiant į skirtingas gamybos sąlygas, reikia imtis skirtingų priemonių, kad būtų pagerintas plono veleno apdirbimo tikslumas.
(1) Pasirinkite tinkamą suspaudimo būdą
Tarp dviejų tradicinių tvirtinimo būdų, naudojamų tekinimo staklių ploniems velenams sukti, naudojamas dvigubas tvirtinimas, kuris gali tiksliai nustatyti ruošinio padėtį ir lengvai užtikrinti koaksialumą. Tačiau naudojant šį metodą plonam velenui prispausti, jo standumas yra menkas, plono veleno lenkimo deformacija yra didelė ir jis yra linkęs į vibraciją. Todėl jis tinkamas montuoti tik esant mažam ilgio ir skersmens santykiui, mažam apdirbimo dydžiui ir aukštiems koaksialumo reikalavimams. aukštų ruošinių.
Lieknų velenų apdirbimui paprastai taikomas vieno gnybto ir vieno viršaus užveržimo metodas. Tačiau taikant šį suspaudimo metodą, jei antgalis yra per įtemptas, jis ne tik sulenkia ploną veleną, bet ir gali trukdyti pailgėti plonam velenui jį sukant, todėl plonas velenas gali būti suspaustas ašine kryptimi ir išlenktas. . Be to, žandikaulių suspaudimo paviršius gali būti ne toje pačioje ašyje kaip antgalio anga, o tai sukels per didelę padėtį po užspaudimo, taip pat gali sukelti liekno veleno lenkimo deformaciją. Todėl, kai naudojamas vieno gnybto ir vieno viršaus užveržimo būdas, viršuje turėtų būti naudojami elastingi gyvenamieji centrai. Plonas velenas gali būti laisvai pailgintas po kaitinimo, kad sumažintų jo lenkimo deformaciją kaitinant; tuo pačiu metu tarp žandikaulių ir plono veleno galima įkišti atvirą plieninį keltuvą, kad būtų sumažintas ašinis kontaktinis ilgis tarp žandikaulių ir plono veleno ir pašalintas Per didelis padėties nustatymas montavimo metu sumažina lenkimo deformaciją.
(2) Tiesiogiai sumažinkite liekno veleno jėgos deformaciją
1) Naudokite kulno atramą ir centrinį rėmą
Lieknas velenas sukamas vieno gnybto ir vienos viršaus užveržimo būdu. Siekiant sumažinti radialinės pjovimo jėgos įtaką plono veleno lenkimo deformacijai, naudojamas tradicinis įrankio atramas ir centrinis rėmas, kuris prilygsta atramos pridėjimui prie plono veleno. , kuris padidina plono veleno standumą, o tai gali veiksmingai sumažinti radialinės pjovimo jėgos įtaką plonam velenui.
2) Plonas velenas pasukamas ašiniu užspaudimo metodu
Naudojant įrankio atramą ir centrinį rėmą, galima padidinti ruošinio standumą, tačiau iš esmės pašalinti radialinės pjovimo jėgos įtaką ruošiniui. Tačiau tai vis tiek negali išspręsti problemos, kad ašinė pjovimo jėga sulenkia ruošinį, ypač plonam velenui, kurio skersmuo yra gana didelis, ši lenkimo deformacija yra akivaizdesnė. Todėl ploną veleną galima pasukti ašiniu suspaudimo metodu. Ašinis prispaudimo tekinimas reiškia, kad sukant ploną veleną vienas plono veleno galas yra suspaudžiamas griebtuvu, o kitas galas suspaudžiamas specialiai tam skirta prispaudimo galvute. Tvirtinimo galvutė įtempia ašinį ploną veleną. Kaip parodyta 4 pav.
Tekinimo metu plonas velenas visada yra veikiamas ašinio įtempimo, o tai išsprendžia problemą, kad plonas velenas yra sulenktas dėl ašinės pjovimo jėgos. Tuo pačiu metu, veikiant ašiniam įtempimui, plono veleno lenkimo deformacijos laipsnis dėl radialinės pjovimo jėgos sumažėja; kompensuojamas ašinis pailgėjimas, kurį sukelia pjovimo karštis, pagerėja plono veleno standumas ir apdirbimas. tikslumas.
3) Liekno veleno pasukimas atvirkštinio pjovimo būdu
Atvirkštinis pjovimo būdas reiškia, kad plono veleno sukimosi metu tekinimo įrankis tiekiamas iš veleno griebtuvo į galinę atramą, kaip parodyta 5 paveiksle.
Tokiu būdu apdirbimo metu susidariusi ašinė pjovimo jėga įtempia ploną veleną, pašalindama lenkimo deformaciją, kurią sukelia ašinė pjovimo jėga. Tuo pačiu metu elastingas galinės dalies antgalis gali veiksmingai kompensuoti suspaudimo deformaciją ir ruošinio terminį pailgėjimą nuo įrankio iki galinės dalies ir išvengti ruošinio lenkimo deformacijos.
Tekinimo staklių vidurinė slydimo plokštė modifikuojama sukant ploną veleną dvigubais peiliais, pridedamas galinis įrankių laikiklis, tekinant vienu metu naudojami priekiniai ir galiniai tekinimo įrankiai, kaip parodyta 6 pav.
paveikslėlį
6 pav. Apdirbimas dvigubu peiliu ir jėgos analizė
Du tekinimo įrankiai yra diametraliai priešingi, priekinis tekinimo įrankis sumontuotas vertikaliai, o galinis – atvirkščiai. Radialinės pjovimo jėgos, kurias sukuria du tekinimo įrankiai tekinimo metu, panaikina viena kitą. Ruošinio deformacija ir vibracija yra maža, o apdorojimo tikslumas yra didelis, todėl tinka masinei gamybai.
4) Liekno veleno pasukimas magnetinio pjovimo būdu
Magnetinio pjovimo metodo principas iš esmės yra toks pat kaip ir atvirkštinio pjovimo metodo. Tekinimo proceso metu plonas velenas yra ištempiamas magnetine jėga, kuri gali sumažinti plono veleno lenkimo deformaciją apdorojimo metu ir pagerinti plono veleno apdirbimo tikslumą.
(3) Pagrįstai kontroliuokite pjovimo kiekį
Ar pjovimo kiekio pasirinkimas yra pagrįstas, priklauso nuo pjovimo jėgos dydžio ir pjovimo proceso metu susidariusios pjovimo šilumos kiekio. Todėl deformacija, atsirandanti sukant liekną veleną, taip pat skiriasi.
1) Pjovimo gylis (t)
Darant prielaidą, kad proceso sistemos standumas yra nustatomas, didėjant pjovimo gyliui, atitinkamai didėja pjovimo jėga ir pjovimo šiluma, susidaranti tekinimo metu, todėl didėja plonojo veleno įtempimas ir šiluminė deformacija. Todėl, sukant plonus velenus, pjovimo gylis turi būti sumažintas iki minimumo.
2) Pašarų kiekis (f)
Padidinus padavimo greitį, padidės pjovimo storis ir pjovimo jėga. Tačiau pjovimo jėga proporcingai nedidėja, todėl liekno veleno jėgos deformacijos koeficientas mažėja. Pjovimo efektyvumo didinimo požiūriu pastūmos greičio didinimas yra naudingesnis nei pjovimo gylio didinimas.
3) Pjovimo greitis (v)
Pjovimo greičio padidinimas yra naudingas norint sumažinti pjovimo jėgą. Taip yra todėl, kad, didėjant pjovimo greičiui, didėja pjovimo temperatūra, mažėja trintis tarp įrankio ir ruošinio, mažėja liekno veleno jėgos deformacija. Tačiau, jei pjovimo greitis yra per didelis, plonas velenas, veikiamas išcentrinės jėgos, lengvai sulenks, o tai sugadins pjovimo proceso stabilumą, todėl pjovimo greitis turėtų būti kontroliuojamas tam tikru diapazonu. Santykinai didelio ilgio ir skersmens ruošinių pjovimo greitis turi būti atitinkamai sumažintas.
(4) Pasirinkite pagrįstą įrankio kampą
Siekiant sumažinti lenkimo deformaciją, atsirandančią sukant liekną veleną, reikalaujama, kad tekinimo metu susidaranti pjovimo jėga būtų kuo mažesnė. Iš geometrinių įrankio kampų didžiausią įtaką pjovimo jėgai turi nuolydžio kampas, įėjimo kampas ir briaunos pasvirimo kampas.
1) Priekinis kampas ( )
Grėbimo kampo dydis ( ) tiesiogiai veikia pjovimo jėgą, pjovimo temperatūrą ir pjovimo galią. Padidinus grėblio kampą galima sumažinti pjaunamo metalo sluoksnio plastinės deformacijos laipsnį, o pjovimo jėgą galima žymiai sumažinti. Padidinus pasvirimo kampą, gali sumažėti pjovimo jėga, todėl sukant ploną veleną, siekdami užtikrinti, kad sukimo įrankis būtų pakankamai tvirtas, stenkitės padidinti įrankio pasvirimo kampą, o posvyrio kampas paprastai yra {{0} } laipsnis -17 laipsnis .
2) Pradinis kampas (kr)
Pagrindinio įlinkio kampo dydis (kr) turi įtakos trijų pjovimo jėgos komponentų dydžiui ir proporcingam ryšiui. Didėjant įėjimo kampui, radialinė pjovimo jėga akivaizdžiai mažėja, tačiau tangentinė pjovimo jėga padidėja 60 laipsnių -90 laipsniu . 60 laipsnių -75 laipsnių diapazone trijų pjovimo jėgos komponentų proporcingas santykis yra labiau pagrįstas. Sukant plonus velenus, paprastai naudojamas didesnis nei 60 laipsnių kampas.
3) Ašmenų pokrypis (λs)
Ašmenų pasvirimo kampas (λs) turi įtakos drožlių srauto krypčiai, įrankio antgalio stiprumui ir trijų pjovimo komponentų proporcingam santykiui tekinimo proceso metu. Didėjant pasvirimo kampui, radialinė pjovimo jėga akivaizdžiai mažėja, tačiau didėja ašinė ir tangentinė pjovimo jėga. Kai ašmenų pasvirimo kampas yra {{0}} laipsnio diapazone – plius 10 laipsnių, trijų pjovimo jėgos komponentų proporcingas santykis yra pagrįstas. Sukant ploną veleną dažnai naudojamas teigiamas briaunos pasvirimo kampas 0 laipsnių - plius 10 laipsnių, kad drožlės nutekėtų į apdirbamą paviršių.
03
Apibendrinant
Dėl prasto plono veleno standumo, tekinimo metu susidaro gana didelė jėga ir šiluminė deformacija, todėl sunku užtikrinti plono veleno apdorojimo kokybės reikalavimus. Taikant tinkamus suspaudimo metodus ir pažangius apdorojimo metodus, pasirenkant pagrįstus įrankio kampus ir pjovimo parametrus ir pan., galima užtikrinti plono veleno apdorojimo kokybės reikalavimus.
