In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. تحت تأثير قوة القطع والجاذبية وقوة التثبيت العلوية ، فإن العمود النحيف الأفقي سهل الانحناء أو حتى فقدان الاستقرار. لذلك ، يجب تحسين مشكلة إجهاد العمود النحيف عند تدوير العمود النحيف.
طريقة المعالجة: تم اعتماد دوران التغذية العكسية ، وتم اختيار سلسلة من التدابير الفعالة مثل المعلمات الهندسية للأداة المعقولة ، وكمية القطع ، وجهاز الشد ، وبقية أداة الجلبة.
01
تحليل عوامل الانحناء والتشوه في الدوران النحيف للعمود
هناك طريقتان تقليديتان للربط تستخدمان لتدوير الأعمدة الرفيعة على المخارط: طريقة واحدة هي: مشبك واحد وتركيب علوي ؛ الطريقة الأخرى هي اثنين من أعلى المنشآت. نحن هنا نحلل بشكل أساسي طريقة التثبيت لمشابك واحد وقمة واحدة.
من خلال تحليل المعالجة الفعلي ، فإن الأسباب الرئيسية لتشوه الانحناء للعمود النحيف الناجم عن الدوران هي:
(1) تسبب قوة القطع تشوه
في عملية الدوران ، يمكن أن تتحلل قوة القطع المتولدة إلى قوة القطع المحورية PX ، وقوة القطع الشعاعية PY وقوة القطع العرضية PZ. قوى القطع المختلفة لها تأثيرات مختلفة على تشوه الانحناء عند تدوير أعمدة رفيعة.
1) تأثير قوة القطع الشعاعية PY
تعمل قوة القطع الشعاعية عموديًا على المستوى الأفقي الذي يمر عبر محور العمود النحيف. نظرًا للصلابة الضعيفة للعمود النحيف ، فإن القوة الشعاعية ستثني العمود النحيف لجعله ينحني ويتشوه في المستوى الأفقي. يظهر تأثير قوة القطع على تشوه الانحناء للعمود النحيف في الشكل 1.
2) تأثير قوة القطع المحورية PX
تعمل قوة القطع المحورية بالتوازي مع محور العمود النحيف ، وتشكل لحظة الانحناء على قطعة العمل. بالنسبة للدوران العام ، فإن قوة القطع المحورية لها تأثير ضئيل على تشوه الانحناء لقطعة العمل ويمكن تجاهلها. ومع ذلك ، نظرًا للصلابة الضعيفة للعمود النحيف ، فإن ثباته ضعيف أيضًا. عندما تتجاوز قوة القطع المحورية قيمة معينة ، فإن العمود النحيف سوف ينثني لإحداث تشوه الانحناء الطولي. كما هو موضح في الصورة 2.
(2) تأثير قطع الحرارة
سوف تتسبب حرارة القطع الناتجة عن المعالجة في حدوث تشوه حراري واستطالة لقطع العمل. نظرًا لأنه تم إصلاح الظرف والجزء العلوي من غراب الذيل أثناء عملية الدوران ، فإن المسافة بين الاثنين ثابتة أيضًا. بهذه الطريقة ، يكون الاستطالة المحورية للعمود الممدود بعد تسخينه محدودة ، مما يؤدي إلى تشوه الانحناء للعمود الممدود بسبب البثق المحوري.
لذلك ، يمكن ملاحظة أن مشكلة تحسين دقة المعالجة للعمود النحيف هي في الأساس مشكلة التحكم في الإجهاد والتشوه الحراري لنظام العملية.
02
تدابير لتحسين دقة التصنيع للعمود النحيف
في عملية تصنيع العمود النحيف ، من أجل تحسين دقة التشغيل الآلي ، يجب اتخاذ تدابير مختلفة وفقًا لظروف الإنتاج المختلفة لتحسين دقة التصنيع للعمود النحيف.
(1) اختر طريقة التثبيت المناسبة
من بين طريقتين من طرق التثبيت التقليدية المستخدمة لتدوير الأعمدة الرفيعة على المخرطة ، يتم استخدام لقط مزدوج القمة ، والذي يمكنه وضع قطعة العمل بدقة وضمان المحورية بسهولة. ولكن باستخدام هذه الطريقة لتثبيت العمود النحيف ، تكون صلابته ضعيفة ، وتشوه الانحناء للعمود النحيف كبير ، وهو عرضة للاهتزاز. لذلك ، فهي مناسبة فقط للتركيب مع نسبة طول إلى قطر صغيرة ، وبدل تصنيع صغير ، ومتطلبات محورية عالية. الشغل الطويلة.
عادة ما تعتمد معالجة الأعمدة الرفيعة على طريقة التثبيت لمشابك واحد وقمة واحدة. ومع ذلك ، في طريقة التثبيت هذه ، إذا كان الطرف مشدودًا جدًا ، بالإضافة إلى ثني العمود النحيف ، فيمكنه أيضًا إعاقة استطالة العمود النحيف عند تدويره ، مما يتسبب في ضغط العمود النحيف محوريًا وثنيه خارج الشكل . بالإضافة إلى ذلك ، قد لا يكون سطح التثبيت للفكين في نفس المحور مثل فتحة الطرف ، مما يتسبب في زيادة الوضع بعد التثبيت ، وقد يتسبب أيضًا في تشوه الانحناء للعمود النحيف. لذلك ، عند استخدام طريقة التثبيت لمشابك واحد وقمة واحدة ، يجب أن يستخدم الجزء العلوي مراكز المعيشة المرنة. يمكن إطالة العمود النحيف بحرية بعد تسخينه لتقليل تشوه الانحناء عند تسخينه ؛ في الوقت نفسه ، يمكن إدخال مسافر فولاذي مفتوح بين الفكين والعمود النحيف لتقليل طول التلامس المحوري بين الفكين والعمود النحيف والقضاء على التمركز الزائد أثناء التثبيت يقلل من تشوه الانحناء.
(2) تقليل تشوه القوة للعمود النحيف مباشرة
1) استخدم مسند الكعب والإطار الأوسط
يتم تشغيل العمود النحيف بطريقة التثبيت لمشابك واحد وقمة واحدة. من أجل تقليل تأثير قوة القطع الشعاعية على تشوه الانحناء للعمود النحيف ، يتم استخدام مسند الأداة التقليدي والإطار المركزي ، وهو ما يعادل إضافة دعم إلى العمود النحيف. ، مما يزيد من صلابة العمود النحيف ، والذي يمكن أن يقلل بشكل فعال من تأثير قوة القطع الشعاعية على العمود النحيف.
2) يتم تشغيل العمود النحيف بطريقة التثبيت المحوري
يمكن أن يؤدي استخدام مسند الأداة والإطار المركزي إلى زيادة صلابة قطعة العمل ، ولكن بشكل أساسي يلغي تأثير قوة القطع الشعاعية على قطعة العمل. ولكن لا يزال من غير الممكن حل المشكلة المتمثلة في أن قوة القطع المحورية تثني قطعة العمل ، خاصة بالنسبة للعمود النحيف ذي القطر الطويل نسبيًا ، وهذا التشوه المنحني أكثر وضوحًا. لذلك ، يمكن تدوير العمود النحيف بطريقة التثبيت المحوري. يعني تحول التثبيت المحوري أنه في عملية تدوير العمود النحيف ، يتم تثبيت أحد طرفي العمود النحيف بواسطة ظرف ، ويتم تثبيت الطرف الآخر بواسطة رأس تثبيت مصمم خصيصًا. يطبق رأس التثبيت توترًا محوريًا على العمود النحيف. كما هو مبين في الشكل 4.
أثناء عملية الدوران ، يتعرض العمود النحيف دائمًا للتوتر المحوري ، مما يحل مشكلة ثني العمود النحيف بواسطة قوة القطع المحورية. في الوقت نفسه ، تحت تأثير التوتر المحوري ، يتم تقليل درجة انحناء تشوه العمود النحيف بسبب قوة القطع الشعاعية ؛ يتم تعويض الاستطالة المحورية الناتجة عن قطع الحرارة ، ويتم تحسين صلابة ومعالجة العمود النحيف. دقة.
3) قلب العمود النحيف بطريقة القطع العكسي
تعني طريقة القطع العكسي أنه أثناء عملية الدوران للعمود النحيف ، يتم تغذية أداة الدوران من ظرف المغزل إلى غراب الذيل ، كما هو موضح في الشكل 5.
بهذه الطريقة ، فإن قوة القطع المحورية المتولدة أثناء المعالجة تجعل العمود النحيف متوترًا ، مما يلغي تشوه الانحناء الناتج عن قوة القطع المحورية. في الوقت نفسه ، يمكن لطرف الذيل المرن أن يعوض بشكل فعال تشوه الضغط والاستطالة الحرارية لقطعة العمل من الأداة إلى غراب الذيل ، وتجنب تشوه الانحناء لقطعة العمل.
يتم تعديل اللوح المنزلق الأوسط للمخرطة عن طريق تدوير العمود النحيف بسكاكين مزدوجة ، وإضافة حامل الأداة الخلفي ، واستخدام أدوات الدوران الأمامية والخلفية للدوران في نفس الوقت ، كما هو موضح في الشكل 6.
صورة
الشكل 6 تشكيل آلي مزدوج السكين وتحليل القوة
أداتا الخراطة متعارضة تمامًا ، وأداة التدوير الأمامية مثبتة في وضع مستقيم ، وأداة التدوير الخلفية مثبتة بشكل عكسي. إن قوى القطع الشعاعية التي تنتجها أداتا التدوير أثناء الدوران تلغي بعضهما البعض. تشوه واهتزاز قطعة العمل صغيرة ، ودقة المعالجة عالية ، وهي مناسبة للإنتاج بالجملة.
4) قلب العمود النحيف بطريقة القطع المغناطيسية
مبدأ طريقة القطع المغناطيسية هو في الأساس نفس مبدأ طريقة القطع العكسي. أثناء عملية الدوران ، يتم شد العمود النحيف بواسطة القوة المغناطيسية ، والتي يمكن أن تقلل من تشوه الانحناء للعمود النحيف أثناء المعالجة وتحسين دقة المعالجة للعمود النحيف.
(3) التحكم بشكل معقول في كمية القطع
يعتمد ما إذا كان اختيار كمية القطع معقولًا على حجم قوة القطع وكمية حرارة القطع المتولدة أثناء عملية القطع. لذلك ، فإن التشوه الناتج عن تدوير العمود النحيف مختلف أيضًا.
1) عمق القطع (ر)
على أساس أنه يتم تحديد صلابة نظام العملية ، مع زيادة عمق القطع ، تزداد قوة القطع وحرارة القطع المتولدة أثناء الدوران وفقًا لذلك ، مما يتسبب في زيادة الضغط والتشوه الحراري للعمود النحيف. لذلك ، عند تدوير أعمدة رفيعة ، يجب تقليل عمق القطع.
2) كمية العلف (و)
زيادة معدل التغذية ستزيد من سمك القطع وقوة القطع. ومع ذلك ، فإن قوة القطع لا تزيد بشكل متناسب ، وبالتالي فإن معامل تشوه القوة للعمود النحيف ينخفض. من منظور تحسين كفاءة القطع ، فإن زيادة معدل التغذية أكثر فائدة من زيادة عمق القطع.
3) سرعة القطع (ت)
زيادة سرعة القطع مفيدة لتقليل قوة القطع. هذا لأنه ، مع زيادة سرعة القطع ، تزداد درجة حرارة القطع ، ويقل الاحتكاك بين الأداة وقطعة العمل ، ويقل تشوه قوة العمود النحيف. ومع ذلك ، إذا كانت سرعة القطع عالية جدًا ، فسوف ينحني العمود النحيف بسهولة تحت تأثير قوة الطرد المركزي ، والتي ستدمر استقرار عملية القطع ، لذلك يجب التحكم في سرعة القطع ضمن نطاق معين. لقطع العمل ذات الطول والقطر الكبيرين نسبيًا ، يجب تقليل سرعة القطع بشكل مناسب.
(4) اختر زاوية أداة معقولة
من أجل تقليل تشوه الانحناء الناتج عن تدوير العمود النحيف ، من الضروري أن تكون قوة القطع المتولدة أثناء الدوران صغيرة قدر الإمكان. من بين الزوايا الهندسية للأداة ، فإن زاوية أشعل النار والزاوية الأمامية وزاوية ميل الحافة لها التأثير الأكبر على قوة القطع.
1) الزاوية الأمامية ()
يؤثر حجم زاوية أشعل النار () بشكل مباشر على قوة القطع ودرجة حرارة القطع وقوة القطع. يمكن أن تؤدي زيادة زاوية المجرفة إلى تقليل درجة تشوه البلاستيك للطبقة المعدنية التي يتم قطعها ، ويمكن تقليل قوة القطع بشكل كبير. يمكن أن تقلل زيادة زاوية الجرف من قوة القطع ، لذلك في دوران العمود النحيف ، على أساس ضمان أن أداة الدوران لديها قوة كافية ، حاول زيادة زاوية أشعل النار للأداة ، وزاوية أشعل النار بشكل عام {{0} } درجة -17.
2) الزاوية القيادية (kr)
يؤثر حجم زاوية الانحراف الرئيسية (kr) على الحجم والعلاقة النسبية لمكونات قوة القطع الثلاثة. مع زيادة زاوية الدخول ، تقل قوة القطع الشعاعي بشكل واضح ، لكن قوة القطع العرضية تزداد عند 60 درجة -90 درجة. في نطاق 60 درجة -75 درجة ، تكون العلاقة التناسبية بين مكونات قوة القطع الثلاثة أكثر منطقية. عند تدوير أعمدة رفيعة ، يتم استخدام زاوية بادئة أكبر من 60 درجة بشكل عام.
3) ميل الشفرة (λs)
تؤثر زاوية ميل الشفرة (λs) على اتجاه تدفق الرقائق ، وقوة طرف الأداة والعلاقة التناسبية لمكونات القطع الثلاثة أثناء عملية الدوران. مع زيادة زاوية الميل ، تقل قوة القطع الشعاعي بشكل واضح ، ولكن تزداد قوة القطع المحورية وقوة القطع العرضية. عندما تكون زاوية ميل الشفرة في نطاق {{0} درجة - زائد 10 درجات ، تكون العلاقة التناسبية بين مكونات قوة القطع الثلاثة معقولة. عند تدوير عمود رفيع ، غالبًا ما تستخدم زاوية ميل الحافة الموجبة بمقدار 0 درجة - زائد 10 درجة لجعل الرقائق تتدفق إلى السطح ليتم تشكيلها آليًا.
03
ختاماً
نظرًا للصلابة الضعيفة للعمود النحيف ، فإن القوة والتشوه الحراري المتولد أثناء الدوران كبيران نسبيًا ، ومن الصعب ضمان متطلبات جودة المعالجة للعمود النحيف. من خلال اعتماد طرق التثبيت المناسبة وطرق المعالجة المتقدمة ، واختيار زوايا أداة معقولة ومعلمات القطع ، وما إلى ذلك ، يمكن ضمان متطلبات جودة المعالجة للعمود النحيف.
