Medidas de eliminação da vibração do torno no processo de torneamento

Uma das falhas comuns no torneamento é a vibração. Quando o torno vibra, o processo de corte normal do sistema de processo é perturbado e destruído, o que não só piora seriamente a qualidade da superfície de usinagem, mas também reduz a vida útil da máquina-ferramenta e da ferramenta de corte. Portanto, é necessário tomar algumas medidas para reduzir ou eliminar a vibração produzida pela máquina-ferramenta.

Hoje, apresentarei principalmente as causas e medidas de eliminação da vibração de baixa frequência causada pela deformação do sistema da peça e do sistema de descanso da ferramenta no processo de usinagem.

01 Principais características da vibração de baixa frequência

Depois de eliminar a vibração dos componentes rotativos e do sistema de transmissão da máquina-ferramenta, o principal tipo de vibração de giro é a vibração autoexcitada que não muda com a velocidade de giro.

As principais características da vibração de baixa frequência são:

• baixa frequência de vibração (50 ~ 300Hz), baixo ruído durante a vibração
• Os traços deixados na superfície de corte da peça de trabalho são profundos e largos
• A vibração é violenta, o que geralmente faz com que as peças da máquina-ferramenta (como cabeçote móvel, descanso da ferramenta, etc.) se soltem e quebram a lâmina de metal duro.

02 Causas da vibração de baixa frequência

Durante a vibração de baixa frequência no torneamento, o sistema da peça e o sistema de descanso da ferramenta geralmente vibram (mas na maioria dos casos, a vibração do sistema da peça é grande e desempenha um papel importante). Eles às vezes se separam e às vezes se aproximam, produzindo forças e reações de igual magnitude e direções opostas. No processo de vibração, quando a peça e a ferramenta se afastam, a força de corte F é separada na mesma direção do deslocamento da peça, e o trabalho realizado é positivo. Quando a peça se aproxima da ferramenta, o trabalho realizado pela aproximação da força de corte F é negativo.

Durante o giro:

• atrito entre os cavacos e a face de saída da ferramenta
• O grau de endurecimento do metal encontrado pela ferramenta ao cortar e sair da peça de trabalho é diferente
• O ângulo geométrico real da ferramenta muda periodicamente durante o processo de vibração
• Durante a vibração, o caminho de movimento relativo da ferramenta até a peça é elipse, o que causa a mudança periódica da seção de corte
• As marcas deixadas pela vibração da peça durante a rotação anterior causam mudanças periódicas na seção de corte. Essas cinco condições podem causar mudanças periódicas na força de corte e fazer com que a distância de fase f>f se aproxime. Desta forma, em cada ciclo de vibração, o trabalho positivo da força de corte sobre a peça (ou ferramenta) é sempre maior que o trabalho negativo que realiza sobre a peça (ou ferramenta), de modo que a peça (ou ferramenta) obtém energia suplemento e gera vibração auto-excitada.

03 Medidas de eliminação de vibração de baixa frequência

(1) Na vibração de baixa frequência, a vibração é causada principalmente pela mudança da força de corte causada pela vibração na direção Y, o que faz com que a distância de fase f>f se aproxime e produz vibração.

As seguintes 5 medidas são tomadas principalmente.

① Ângulo de deflexão principal da ferramenta（ μ Quanto maior o ângulo R), menor a força FY e menor a probabilidade de produzir vibração. Portanto, aumente adequadamente o ângulo de deflexão principal da ferramenta para eliminar ou reduzir a vibração.

② Aumentar adequadamente o ângulo de saída da ferramenta pode reduzir a força FY e reduzir a vibração.

③ Se o ângulo traseiro da ferramenta for muito grande ou a lâmina for muito afiada, a ferramenta é fácil de morder a peça de trabalho, o que é fácil de produzir vibração. Quando a ferramenta está devidamente passivada, a face traseira do cortador pode evitar que a ferramenta “morda” na peça de trabalho, o que pode reduzir ou eliminar a vibração.

④ Ao girar, a posição da ponta da ferramenta é muito baixa (inferior ao centro da peça de trabalho) ou ao mandrilar no torno, a posição da ponta da ferramenta é muito alta, o que reduzirá o ângulo de inclinação real da ponta da ferramenta e aumentar o ângulo traseiro, que é fácil de produzir vibração.

⑤ Se o sistema de descanso da ferramenta tiver rigidez negativa, é fácil “morrer” a peça de trabalho e produzir vibração. Portanto, a vibração causada pela rigidez negativa do sistema de apoio da ferramenta no torneamento deve ser evitada tanto quanto possível.

(2) Quando cavacos largos e finos são produzidos no processo de torneamento, a vibração na direção Y causa a mudança da força de corte. Quando a seção de corte é larga e fina, a vibração na direção Y causará uma mudança drástica na seção transversal de corte e na força de corte. Portanto, a vibração é fácil de ocorrer neste caso. Por exemplo, ao girar com um cortador longitudinal, quanto maior a profundidade de corte, maior a taxa de avanço e quanto menor o ângulo de deflexão principal, mais larga e mais fina a seção de corte e mais fácil é produzir vibração. Portanto, ao selecionar a velocidade de giro, devemos evitar a zona de velocidade média onde a força de corte diminui com a velocidade (ao cortar aço carbono, a faixa de velocidade é de 30 ~ 50M / min), e reduzir a força de corte do carrinho na Ao mesmo tempo, aumentar adequadamente a taxa de avanço e reduzir a profundidade de corte também ajudam a suprimir a vibração.

(3) A rigidez insuficiente do sistema da peça de trabalho e do sistema de descanso da ferramenta é a principal razão para a vibração de baixa frequência. As seguintes medidas podem ser tomadas para eliminar ou reduzir a vibração:

① Ao prender a peça de trabalho com três ou quatro garras, tente minimizar o erro de coaxialidade entre o centro de rotação da peça e o centro de rotação do fuso e evite a vibração causada pela mudança periódica da força de corte causada por corte intermitente ou corte irregular devido à peça de trabalho inclinação.

② Ao usinar peças finas e longas que são fáceis de deformar, dobrar e vibrar, o centro elástico e o suporte auxiliar são usados, e o refrigerante é adicionado para resfriar as peças para reduzir a deformação da expansão térmica das peças.

③ Ao prender a peça de trabalho, não a estenda muito. Para a peça de trabalho com rigidez insuficiente, a estrutura central razoável, o apoio do calcanhar da ferramenta e o centro e outros suportes auxiliares são usados ​​para aumentar a rigidez da peça de trabalho.

④ Ao usar a parte superior, a parte superior e o orifício cônico da parte superior devem combinar bem para evitar dobrar a peça de trabalho devido à força de levantamento muito grande ou balançar a peça de trabalho devido à força de levantamento muito pequena, e preste atenção para que a suspensão do cabeçote móvel manga não deve ser muito longa.

⑤ A folga do rolamento do fuso da máquina-ferramenta afeta diretamente a precisão de rotação e a rigidez do fuso. Se a folga for muito grande e a rigidez insuficiente devido ao desgaste do rolamento durante o uso, a folga do rolamento deve ser ajustada e a pré-carga deve ser aplicada para aumentar a rigidez do sistema da peça e eliminar a vibração.

⑥ Verifique regularmente o contato entre o carro do meio e o carro grande, e o trilho guia em cauda de andorinha entre o apoio da faca pequeno e o carro do meio, e ajuste o embutimento inclinado para manter uma folga apropriada para evitar rastejar quando o apoio da faca se mover, fazendo com que o vibração do sistema de apoio da faca.

⑦ Cada vez que o porta-ferramentas quadrado é girado para fazer a ferramenta girar para a posição desejada, o porta-ferramentas quadrado deve ser pressionado e fixado para evitar que o porta-ferramentas quadrado se solte, reduzindo a rigidez do sistema de porta-ferramentas e causando vibração.