In the machining process, there are many shaft parts whose length-to-diameter ratio L/d>25. ภายใต้การกระทำของแรงตัด แรงโน้มถ่วง และแรงยึดด้านบน เพลาเรียวแนวนอนจะงอได้ง่ายหรือแม้แต่สูญเสียความมั่นคง ดังนั้นจึงต้องปรับปรุงปัญหาความเครียดของเพลาเรียวเมื่อหมุนเพลาเรียว
วิธีการประมวลผล: ใช้การกลึงย้อนกลับแบบป้อนกลับ และชุดการวัดที่มีประสิทธิภาพ เช่น พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเครื่องมือที่เหมาะสม ปริมาณการตัด อุปกรณ์ปรับความตึง และที่พักเครื่องมือบุชชิ่ง
01
การวิเคราะห์ปัจจัยของการเสียรูปการดัดในการกลึงเพลาเรียว
มีสองวิธีการจับยึดแบบดั้งเดิมที่ใช้สำหรับการกลึงเพลาเรียวบนเครื่องกลึง วิธีหนึ่งคือ: แคลมป์หนึ่งอันและการติดตั้งด้านบนหนึ่งอัน; อีกวิธีคือการติดตั้งสองด้านบน ในที่นี้ เราจะวิเคราะห์วิธีการจับยึดของแคลมป์หนึ่งอันและด้านบนอันเดียวเป็นหลัก
จากการวิเคราะห์การประมวลผลจริง สาเหตุหลักที่ทำให้เพลาเรียวบิดเบี้ยวผิดรูปเนื่องจากการกลึงคือ:
(1) แรงตัดทำให้เกิดการเสียรูป
ในกระบวนการกลึง แรงตัดที่เกิดขึ้นสามารถแบ่งออกเป็นแรงตัดในแนวแกน PX แรงตัดในแนวรัศมี PY และแรงตัดในแนวดิ่ง PZ แรงตัดที่แตกต่างกันมีผลต่างกันต่อการเสียรูปการดัดเมื่อหมุนเพลาเรียว
1) อิทธิพลของแรงตัดในแนวรัศมี PY
แรงตัดในแนวรัศมีกระทำในแนวตั้งบนระนาบแนวนอนผ่านแกนของเพลาเรียว เนื่องจากเพลาเรียวมีความแข็งแกร่งต่ำ แรงในแนวรัศมีจะทำให้เพลาเรียวโค้งงอและทำให้เสียรูปในระนาบแนวนอน ผลกระทบของแรงตัดต่อการเสียรูปการดัดของเพลาเรียวแสดงในรูปที่ 1
2) อิทธิพลของแรงตัดตามแนวแกน PX
แรงตัดในแนวแกนจะกระทำขนานกับแกนของเพลาเรียว ทำให้เกิดโมเมนต์ดัดบนชิ้นงาน สำหรับการกลึงทั่วไป แรงตัดตามแนวแกนมีผลเพียงเล็กน้อยต่อการเสียรูปการดัดของชิ้นงานและสามารถมองข้ามได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเพลาเรียวมีความแข็งแกร่งต่ำ ความมั่นคงจึงไม่ดีเช่นกัน เมื่อแรงตัดในแนวแกนเกินค่าที่กำหนด เพลาเรียวจะงอเพื่อทำให้เกิดการเสียรูปตามยาว ดังแสดงในภาพที่ 2
(2) อิทธิพลของความร้อนในการตัด
ความร้อนในการตัดที่เกิดจากการแปรรูปจะทำให้เกิดการเสียรูปเนื่องจากความร้อนและการยืดตัวของชิ้นงาน เนื่องจากหัวจับและส่วนบนของหางปลาได้รับการแก้ไขในระหว่างกระบวนการกลึง ระยะห่างระหว่างทั้งสองจึงถูกกำหนดไว้ด้วย ด้วยวิธีนี้ การยืดตามแนวแกนของเพลายาวหลังจากได้รับความร้อนจะถูกจำกัด ส่งผลให้เพลายาวเสียรูปเนื่องจากการดัดตามแนวแกน
ดังนั้น จะเห็นได้ว่าปัญหาของการปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือนของเพลาเรียวคือปัญหาของการควบคุมความเค้นและการเปลี่ยนรูปทางความร้อนของระบบกระบวนการเป็นหลัก
02
มาตรการปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือนเพลาเรียว
ในกระบวนการตัดเฉือนเพลาเรียว เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือน ควรใช้มาตรการที่แตกต่างกันไปตามสภาวะการผลิตที่แตกต่างกัน เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือนของเพลาเรียว
(1) เลือกวิธีการหนีบที่เหมาะสม
ในบรรดาวิธีการจับยึดแบบดั้งเดิมสองวิธีที่ใช้สำหรับการกลึงเพลาเรียวบนเครื่องกลึงนั้น มีการใช้การจับยึดสองชั้น ซึ่งสามารถวางตำแหน่งชิ้นงานได้อย่างแม่นยำและรับประกันการร่วมแกนร่วมได้อย่างง่ายดาย แต่การใช้วิธีนี้เพื่อยึดเพลาเรียว ความแข็งแกร่งของมันไม่ดี การเสียรูปการดัดของเพลาเรียวมีขนาดใหญ่ และมีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นสะเทือน ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการติดตั้งที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก ค่าเผื่อการตัดเฉือนขนาดเล็ก และความต้องการโคแอกเซียลสูงเท่านั้น ชิ้นงานสูง.
การตัดเฉือนเพลาแบบเรียวมักจะใช้วิธีการจับยึดโดยใช้แคลมป์เดียวและด้านบนหนึ่งอัน อย่างไรก็ตาม ในวิธีการจับยึดนี้ หากปลายแน่นเกินไป นอกจากจะทำให้เพลาเรียวงอแล้ว ยังขัดขวางการยืดตัวของเพลาเรียวเมื่อหมุน ทำให้เพลาเรียวถูกบีบตามแนวแกนและงอผิดรูป . นอกจากนี้ พื้นผิวการจับยึดของขากรรไกรอาจไม่อยู่ในแนวแกนเดียวกันกับรูปลาย ซึ่งจะทำให้เกิดการวางตำแหน่งมากเกินไปหลังจากการจับยึด และยังอาจทำให้เพลาเรียวงอผิดรูปอีกด้วย ดังนั้น เมื่อใช้วิธีการหนีบของแคลมป์เดียวและท็อปหนึ่ง ท็อปควรใช้ยางยืดแบบลิฟวิ่งเซ็นเตอร์ เพลาเรียวสามารถยืดออกได้อย่างอิสระหลังจากได้รับความร้อนเพื่อลดการเสียรูปจากการดัดเมื่อได้รับความร้อน ในเวลาเดียวกัน นักเดินทางเหล็กแบบเปิดสามารถแทรกระหว่างขากรรไกรและเพลาเรียวเพื่อลดความยาวสัมผัสตามแนวแกนระหว่างขากรรไกรและเพลาเรียว และกำจัดการวางตำแหน่งมากเกินไประหว่างการติดตั้ง ช่วยลดการเสียรูปจากการดัด
(2) ลดการเปลี่ยนรูปแรงของเพลาเรียวโดยตรง
1) ใช้ที่พักส้นและโครงตรงกลาง
เพลาเรียวถูกหมุนโดยวิธีการจับยึดของแคลมป์หนึ่งอันและด้านบนหนึ่งอัน เพื่อลดอิทธิพลของแรงตัดในแนวรัศมีต่อการเสียรูปการดัดของเพลาเรียว จึงใช้ที่พักเครื่องมือแบบดั้งเดิมและโครงตรงกลาง ซึ่งเทียบเท่ากับการเพิ่มส่วนรองรับให้กับเพลาเรียว ซึ่งเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับเพลาเรียว ซึ่งสามารถลดอิทธิพลของแรงตัดในแนวรัศมีที่มีต่อเพลาเรียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2) เพลาเรียวถูกหมุนโดยวิธีการจับยึดตามแนวแกน
การใช้ส่วนพักเครื่องมือและโครงตรงกลางสามารถเพิ่มความแข็งแกร่งของชิ้นงาน แต่โดยพื้นฐานแล้ว การกำจัดอิทธิพลของแรงตัดในแนวรัศมีบนชิ้นงาน แต่ก็ยังไม่สามารถแก้ปัญหาที่แรงตัดตามแนวแกนทำให้ชิ้นงานโค้งงอได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเพลาเรียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างยาว การเสียรูปการดัดนี้จะชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงสามารถหมุนเพลาเรียวได้ด้วยวิธีการจับยึดตามแนวแกน การกลึงยึดตามแนวแกนหมายความว่าในกระบวนการกลึงเพลาเรียว ปลายด้านหนึ่งของเพลาเรียวจะถูกจับยึดด้วยหัวจับ และปลายอีกด้านหนึ่งจะถูกยึดด้วยหัวจับยึดที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ หัวหนีบใช้แรงดึงตามแนวแกนกับเพลาเรียว ดังแสดงในรูปที่ 4
ในระหว่างกระบวนการกลึง เพลาเรียวจะต้องรับแรงดึงตามแนวแกนเสมอ ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาที่เพลาเรียวงอเนื่องจากแรงตัดตามแนวแกน ในขณะเดียวกัน ภายใต้แรงกระทำตามแนวแกน ระดับของการเสียรูปการดัดของเพลาเรียวเนื่องจากแรงตัดในแนวรัศมีจะลดลง การยืดตัวตามแนวแกนที่เกิดจากความร้อนในการตัดได้รับการชดเชย และปรับปรุงความแข็งแกร่งและการประมวลผลของเพลาเรียว ความแม่นยำ
3) กลึงเพลาเรียวด้วยวิธีตัดกลับ
วิธีการตัดแบบย้อนกลับหมายความว่าในระหว่างกระบวนการกลึงของเพลาเรียว เครื่องมือกลึงจะถูกป้อนจากหัวจับแกนหมุนไปยังหางปลา ดังแสดงในรูปที่ 5
ด้วยวิธีนี้ แรงตัดตามแนวแกนที่เกิดขึ้นระหว่างการประมวลผลจะทำให้เพลาเรียวมีความตึง ช่วยลดการเสียรูปการดัดที่เกิดจากแรงตัดตามแนวแกน ในขณะเดียวกัน ปลายหางปลาแบบยืดหยุ่นสามารถชดเชยการเปลี่ยนรูปการบีบอัดและการยืดตัวเนื่องจากความร้อนของชิ้นงานจากเครื่องมือไปยังหางปลาได้อย่างมีประสิทธิภาพ และหลีกเลี่ยงการเสียรูปการดัดของชิ้นงาน
แผ่นเลื่อนตรงกลางของเครื่องกลึงได้รับการแก้ไขโดยการหมุนเพลาเรียวด้วยมีดคู่ เพิ่มที่จับเครื่องมือด้านหลัง และใช้เครื่องมือกลึงด้านหน้าและด้านหลังสำหรับการกลึงพร้อมกัน ดังแสดงในรูปที่ 6
รูปภาพ
รูปที่ 6 การตัดเฉือนแบบมีดคู่และการวิเคราะห์แรง
เครื่องมือกลึงสองชิ้นวางตรงข้ามกันในแนวเส้นผ่านศูนย์กลาง เครื่องมือกลึงด้านหน้าติดตั้งตั้งตรง และติดตั้งเครื่องมือกลึงด้านหลังกลับด้าน แรงตัดในแนวรัศมีที่เกิดจากเครื่องมือกลึงทั้งสองระหว่างการกลึงจะหักล้างซึ่งกันและกัน การเสียรูปและการสั่นสะเทือนของชิ้นงานมีขนาดเล็ก และความแม่นยำในการประมวลผลสูง ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก
4) กลึงเพลาเรียวด้วยวิธีการตัดด้วยแม่เหล็ก
หลักการของวิธีการตัดด้วยแม่เหล็กนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับวิธีการตัดแบบย้อนกลับ ในระหว่างกระบวนการกลึง เพลาเรียวจะถูกยืดออกโดยแรงแม่เหล็ก ซึ่งสามารถลดการเปลี่ยนรูปการดัดของเพลาเรียวในระหว่างการประมวลผล และปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือนของเพลาเรียว
(3) ควบคุมปริมาณการตัดอย่างสมเหตุสมผล
การเลือกปริมาณการตัดจะสมเหตุสมผลหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับขนาดของแรงตัดและปริมาณความร้อนในการตัดที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการตัด ดังนั้นการเสียรูปที่เกิดจากการหมุนเพลาเรียวจึงแตกต่างกันด้วย
1) ระยะกินลึก (t)
ตามหลักการที่กำหนดความแข็งแกร่งของระบบกระบวนการ เมื่อความลึกของการตัดเพิ่มขึ้น แรงตัดและความร้อนในการตัดที่เกิดขึ้นระหว่างการกลึงจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ทำให้ความเค้นและการเสียรูปทางความร้อนของเพลาเรียวเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อกลึงเพลาเรียว ควรลดระยะกินลึกให้เหลือน้อยที่สุด
2) ปริมาณการป้อน (f)
การเพิ่มอัตราป้อนจะเพิ่มความหนาของการตัดและแรงตัด อย่างไรก็ตาม แรงตัดไม่ได้เพิ่มขึ้นตามสัดส่วน ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนรูปของแรงของเพลาเรียวจึงลดลง จากมุมมองของการปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด การเพิ่มอัตราป้อนมีประโยชน์มากกว่าการเพิ่มความลึกของการตัด
3) ความเร็วตัด (v)
การเพิ่มความเร็วตัดมีประโยชน์ในการลดแรงตัด เนื่องจากเมื่อความเร็วตัดเพิ่มขึ้น อุณหภูมิในการตัดเพิ่มขึ้น แรงเสียดทานระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานลดลง และแรงเสียรูปของเพลาเรียวจะลดลง อย่างไรก็ตาม หากความเร็วตัดสูงเกินไป เพลาเรียวจะงอได้ง่ายภายใต้แรงเหวี่ยงซึ่งจะทำลายเสถียรภาพของกระบวนการตัด ดังนั้นควรควบคุมความเร็วตัดให้อยู่ในช่วงที่กำหนด สำหรับชิ้นงานที่มีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างใหญ่ ควรลดความเร็วตัดให้เหมาะสม
(4) เลือกมุมเครื่องมือที่เหมาะสม
เพื่อลดการเสียรูปการดัดที่เกิดจากการหมุนเพลาเรียว แรงตัดที่เกิดขึ้นระหว่างการกลึงจะต้องน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ท่ามกลางมุมเรขาคณิตของเครื่องมือ มุมคาย มุมนำ และมุมเอียงของคมมีดมีอิทธิพลมากที่สุดต่อแรงตัด
1) มุมด้านหน้า ( )
ขนาดของมุมคาย ( ) ส่งผลโดยตรงต่อแรงตัด อุณหภูมิในการตัด และกำลังในการตัด การเพิ่มมุมคายสามารถลดระดับการเสียรูปของพลาสติกของชั้นโลหะที่ตัดได้ และแรงตัดจะลดลงอย่างมาก การเพิ่มมุมคายสามารถลดแรงตัดได้ ดังนั้นในการกลึงเพลาเรียว ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องมือกลึงมีความแข็งแรงเพียงพอ พยายามเพิ่มมุมคายของเครื่องมือ และมุมคายโดยทั่วไปจะเป็น {{0} } องศา -17 องศา
2) มุมนำ (kr)
ขนาดของมุมโก่งตัวหลัก (kr) ส่งผลต่อขนาดและความสัมพันธ์ตามสัดส่วนของส่วนประกอบแรงตัดสามส่วน เมื่อมุมเข้างานเพิ่มขึ้น แรงตัดในแนวรัศมีจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด แต่แรงตัดในแนวดิ่งจะเพิ่มขึ้นที่ 60 องศา -90 องศา ในช่วง 60 องศา -75 องศา ความสัมพันธ์ตามสัดส่วนของส่วนประกอบแรงตัดทั้งสามมีความสมเหตุสมผลมากกว่า เมื่อกลึงเพลาเรียว โดยทั่วไปจะใช้มุมนำที่มากกว่า 60 องศา
3) ความเอียงของใบมีด (λs)
มุมเอียงของใบมีด (λs) ส่งผลต่อทิศทางการไหลของเศษ ความแข็งแรงของปลายเครื่องมือ และความสัมพันธ์ตามสัดส่วนของส่วนประกอบการตัดทั้งสามชิ้นในระหว่างกระบวนการกลึง เมื่อมุมเอียงเพิ่มขึ้น แรงตัดในแนวรัศมีจะลดลงอย่างชัดเจน แต่แรงตัดในแนวแกนและแรงตัดในแนวดิ่งจะเพิ่มขึ้น เมื่อมุมเอียงของใบมีดอยู่ในช่วง {{0}} องศา - บวก 10 องศา ความสัมพันธ์ตามสัดส่วนของส่วนประกอบแรงตัดทั้งสามนั้นสมเหตุสมผล เมื่อหมุนเพลาเรียว มุมเอียงของขอบด้านบวกที่ 0 องศา - บวก 10 องศามักจะใช้เพื่อทำให้เศษไหลไปยังพื้นผิวที่จะตัดเฉือน
03
สรุปแล้ว
เนื่องจากเพลาเรียวมีความแข็งแกร่งต่ำ แรงและการเปลี่ยนรูปทางความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการกลึงจึงค่อนข้างใหญ่ และเป็นการยากที่จะรับประกันข้อกำหนดด้านคุณภาพการประมวลผลของเพลาเรียว ด้วยการนำวิธีการจับยึดที่เหมาะสมและวิธีการแปรรูปขั้นสูง การเลือกมุมเครื่องมือที่เหมาะสมและพารามิเตอร์การตัด ฯลฯ จึงรับประกันความต้องการด้านคุณภาพการประมวลผลของเพลาเรียวได้
