Maßnahmen zur Beseitigung von Drehbankvibrationen beim Drehprozess

Einer der häufigsten Fehler beim Drehen sind Vibrationen. Wenn die Drehmaschine vibriert, wird der normale Schneidprozess des Prozesssystems gestört und zerstört, was nicht nur die Qualität der Bearbeitungsoberfläche ernsthaft verschlechtert, sondern auch die Lebensdauer der Werkzeugmaschine und des Schneidwerkzeugs verkürzt. Daher ist es notwendig, einige Maßnahmen zu ergreifen, um die von der Werkzeugmaschine erzeugten Vibrationen zu reduzieren oder zu beseitigen.

Heute stelle ich vor allem die Ursachen und Beseitigungsmaßnahmen niederfrequenter Schwingungen vor, die durch die Verformung von Werkstücksystem und Werkzeugauflagesystem im Bearbeitungsprozess entstehen.

01 Hauptmerkmale niederfrequenter Vibrationen

Nach dem Eliminieren der Vibration der rotierenden Komponenten und des Übertragungssystems der Werkzeugmaschine ist die Hauptart der Drehvibration eine selbsterregte Vibration, die sich nicht mit der Drehgeschwindigkeit ändert.

Die Hauptmerkmale niederfrequenter Schwingungen sind:

• niedrige Vibrationsfrequenz (50 ~ 300 Hz), geringes Rauschen während der Vibration
• Die auf der Schnittfläche des Werkstücks hinterlassenen Spuren sind tief und breit
• Die Vibration ist heftig, wodurch sich häufig Werkzeugmaschinenteile (wie Reitstock, Werkzeugauflage usw.) lösen und die Hartmetallklinge bricht.

02 Ursachen von niederfrequenten Vibrationen

Während der niederfrequenten Vibration beim Drehen vibrieren normalerweise das Werkstücksystem und das Werkzeugauflagesystem (aber in den meisten Fällen ist die Vibration des Werkstücksystems groß und spielt eine führende Rolle). Manchmal trennen sie sich voneinander und manchmal nähern sie sich einander an und erzeugen Kräfte und Reaktionen gleicher Größe und entgegengesetzter Richtung. Wenn sich das Werkstück und das Werkzeug während des Vibrationsvorgangs auseinander bewegen, wird die Schnittkraft F in die gleiche Richtung wie die Werkstückverschiebung getrennt, und die geleistete Arbeit ist positiv. Bei Annäherung des Werkstücks an das Werkzeug ist die von der anfahrenden Schnittkraft F verrichtete Arbeit negativ.

Beim Wenden:

• Reibung zwischen Spänen und der Spanfläche des Werkzeugs
• Der Härtegrad des Metalls, den das Werkzeug beim Einschneiden und beim Austritt aus dem Werkstück erfährt, ist unterschiedlich
• Der tatsächliche geometrische Winkel des Werkzeugs ändert sich periodisch während des Vibrationsvorgangs
• Während der Vibration ist der relative Bewegungspfad des Werkzeugs zum Werkstück eine Ellipse, was die periodische Änderung des Schneidabschnitts bewirkt
• Die durch die Vibration des Werkstücks während der vorherigen Drehung hinterlassenen Spuren verursachen periodische Änderungen im Schnittbereich. Diese fünf Bedingungen können periodische Änderungen der Schneidkraft verursachen und dazu führen, dass der f-Phasenabstand> f nähert. Auf diese Weise ist bei jedem Schwingungszyklus die positive Arbeit der Schnittkraft am Werkstück (oder Werkzeug) immer größer als die negative Arbeit, die sie am Werkstück (oder Werkzeug) leistet, so dass das Werkstück (oder Werkzeug) Energie erhält ergänzt und erzeugt selbsterregte Schwingungen.

03 Maßnahmen zur Beseitigung niederfrequenter Vibrationen

(1) Bei niederfrequenten Vibrationen wird die Vibration hauptsächlich durch die Änderung der Schneidkraft verursacht, die durch die Vibration in der Y-Richtung verursacht wird, wodurch sich der f-Phasenabstand> f nähert und Vibrationen erzeugt.

Die folgenden 5 Maßnahmen werden hauptsächlich ergriffen.

① Hauptablenkungswinkel des Werkzeugs (μ Je größer der R-Winkel), desto kleiner die FY-Kraft und desto weniger wahrscheinlich ist es, dass Vibrationen erzeugt werden. Erhöhen Sie daher den Hauptablenkungswinkel des Werkzeugs richtig, um die Vibration zu beseitigen oder zu reduzieren.

② Die richtige Erhöhung des Spanwinkels des Werkzeugs kann die FY-Kraft reduzieren und Vibrationen reduzieren.

③ Wenn der Rückenwinkel des Werkzeugs zu groß oder die Klinge zu scharf ist, kann das Werkzeug leicht in das Werkstück beißen, wodurch leicht Vibrationen erzeugt werden. Wenn das Werkzeug richtig passiviert ist, kann die hintere Schneidfläche verhindern, dass das Werkzeug in das Werkstück „beißt“, wodurch die Vibration reduziert oder beseitigt werden kann.

④ Beim Drehen ist die Position der Werkzeugspitze zu niedrig (niedriger als die Mitte des Werkstücks) oder beim Bohren auf der Drehmaschine ist die Position der Werkzeugspitze zu hoch, was den tatsächlichen Spanwinkel der Werkzeugspitze verringert und erhöhen Sie den hinteren Winkel, wodurch Vibrationen leicht erzeugt werden können.

⑤ Wenn das Werkzeugauflagesystem eine negative Steifigkeit hat, kann es leicht in das Werkstück „beißen“ und Vibrationen erzeugen. Daher sollten die Vibrationen, die durch die negative Steifigkeit des Werkzeugauflagesystems beim Drehen verursacht werden, so weit wie möglich vermieden werden.

(2) Wenn beim Drehen breite und dünne Späne erzeugt werden, bewirkt die Vibration in Y-Richtung die Änderung der Schnittkraft. Wenn der Schnittabschnitt breit und dünn ist, bewirkt die Vibration in Y-Richtung eine drastische Änderung des Schnittquerschnitts und der Schnittkraft. Daher treten in diesem Fall leicht Vibrationen auf. Zum Beispiel beim Drehen mit einem Längsschneider gilt:Je größer die Schnitttiefe, desto größer der Vorschub und je kleiner der Hauptumlenkwinkel, desto breiter und dünner ist die Schneide und desto leichter lassen sich Schwingungen erzeugen. Daher sollten wir bei der Auswahl der Drehgeschwindigkeit die Zone mittlerer Geschwindigkeit vermeiden, in der die Schneidkraft mit der Geschwindigkeit abnimmt (beim Schneiden von Kohlenstoffstahl beträgt der Geschwindigkeitsbereich 30 ~ 50 M / min), und die Schneidkraft des Wagens bei reduzieren Gleichzeitig helfen eine entsprechende Erhöhung des Vorschubs und eine Reduzierung der Schnitttiefe auch, Vibrationen zu unterdrücken.

(3) Unzureichende Steifigkeit des Werkstücksystems und des Werkzeugauflagesystems ist der Hauptgrund für niederfrequente Schwingungen. Folgende Maßnahmen können ergriffen werden, um Vibrationen zu beseitigen oder zu reduzieren:

① Wenn Sie das Werkstück mit drei oder vier Klauen einspannen, versuchen Sie, den Koaxialitätsfehler zwischen dem Rotationszentrum des Werkstücks und dem Rotationszentrum der Spindel zu minimieren, und vermeiden Sie Vibrationen, die durch die periodische Änderung der Schnittkraft verursacht werden, die durch intermittierendes Schneiden oder ungleichmäßiges Schneiden aufgrund des Werkstücks verursacht wird Neigung.

② Bei der Bearbeitung dünner und langer Werkstücke, die leicht zu verformen, zu biegen und zu vibrieren sind, werden das elastische Zentrum und die Hilfsstütze verwendet, und es wird Kühlmittel hinzugefügt, um die Werkstücke zu kühlen, um die Verformung der Werkstücke durch Wärmeausdehnung zu verringern.

③ Ziehen Sie das Werkstück beim Spannen nicht zu weit heraus. Für das Werkstück mit unzureichender Steifigkeit werden der angemessene Mittelrahmen, die Werkzeugabsatzstütze und die Mittel- und andere Hilfsstützen verwendet, um die Steifigkeit des Werkstücks zu erhöhen.

④ Wenn Sie die Spitze verwenden, sollten die Spitze und das Kegelloch der Spitze gut zusammenpassen, um ein Verbiegen des Werkstücks aufgrund einer zu großen Hebekraft oder ein Schwingen des Werkstücks aufgrund einer zu geringen Hebekraft zu vermeiden, und achten Sie auf die Aufhängung des Reitstocks Ärmel sollte nicht zu lang sein.

⑤ Das Lagerspiel der Werkzeugmaschinenspindel wirkt sich direkt auf die Drehgenauigkeit und Steifigkeit der Spindel aus. Wenn das Spiel zu groß und die Steifigkeit aufgrund von Lagerverschleiß während des Gebrauchs nicht ausreicht, sollte das Lagerspiel eingestellt und die Vorspannung aufgebracht werden, um die Steifigkeit des Werkstücksystems zu erhöhen und Vibrationen zu eliminieren.

⑥ Überprüfen Sie regelmäßig den Kontakt zwischen dem mittleren Schlitten und dem großen Schlitten und der Schwalbenschwanz-Führungsschiene zwischen der kleinen Messerauflage und dem mittleren Schlitten, und stellen Sie die geneigte Einlage so ein, dass ein angemessener Spalt aufrechterhalten wird, um ein Kriechen zu vermeiden, wenn sich die Messerauflage bewegt, wodurch die Vibration des Messerauflagesystems.

⑦ Jedes Mal, wenn der Vierkant-Werkzeughalter gedreht wird, um das Werkzeug in die gewünschte Position zu drehen, sollte der Vierkant-Werkzeughalter gedrückt und fixiert werden, um zu verhindern, dass sich der Vierkant-Werkzeughalter löst, die Steifigkeit des Werkzeughaltersystems verringert und Vibrationen verursacht.