Strategi Efektif untuk Mengeliminasi Getaran Mesin Bubut selama Operasi Memutar
Salah satu kerusakan umum dalam memutar adalah getaran. Ketika mesin bubut bergetar, proses pemotongan normal dari sistem proses terganggu dan dihancurkan, yang tidak hanya sangat merusak kualitas permukaan pemesinan, tetapi juga mempersingkat umur pakai mesin dan perkakas pemotong. Oleh karena itu, perlu untuk mengambil beberapa langkah untuk mengurangi atau menghilangkan getaran yang dihasilkan oleh mesin.
Hari ini, saya terutama akan memperkenalkan penyebab dan langkah pengeliminasi getaran frekuensi rendah yang disebabkan oleh deformasi sistem workpiece dan sistem tool rest dalam proses pemesinan.
01 Karakteristik Utama Getaran Frekuensi Rendah
Setelah menghilangkan getaran komponen berputar dan sistem transmisi mesin, jenis utama getaran memutar adalah self-excited vibration yang tidak berubah dengan kecepatan memutar.
Karakteristik utama getaran frekuensi rendah adalah:
- frekuensi getaran rendah (50 ~ 300Hz), kebisingan rendah selama getaran
- Jejak yang tersisa pada permukaan pemotongan workpiece dalam dan lebar
- Getaran yang hebat, yang sering membuat bagian mesin (seperti tailstock, tool rest, dll.) longgar dan memecah blade karbida sementara.
02 Penyebab Getaran Frekuensi Rendah
Selama getaran frekuensi rendah dalam memutar, sistem workpiece dan sistem tool rest biasanya bergetar (namun dalam sebagian besar kasus, getaran sistem workpiece besar dan memainkan peran utama). Mereka kadang-kadang terpisah satu sama lain dan kadang-kadang mendekati satu sama lain, menghasilkan gaya dan reaksi dengan magnitudo sama dan arah berlawanan. Dalam proses getaran, ketika workpiece dan tool bergerak terpisah, gaya pemotongan F dipisahkan dalam arah yang sama dengan perpindahan workpiece, dan pekerja yang dilakukan positif. Ketika workpiece mendekati tool, pekerja yang dilakukan oleh gaya pemotongan mendekat F adalah negatif.
Selama memutar:
- gesekan antara chip dan rake face alat
- Tingkat kekerasan logam yang ditemui oleh alat saat memasuki dan keluar dari workpiece berbeda
- Sudut geometris aktual alat berubah secara periodik selama proses getaran
- Selama getaran, jalur gerak relatif alat terhadap workpiece adalah elips, yang menyebabkan perubahan periodik dari potongan pemotongan
- Tanda yang ditinggalkan oleh getaran workpiece pada rotasi sebelumnya menyebabkan perubahan periodik dari potongan pemotongan. Lima kondisi ini dapat menyebabkan perubahan periodik dalam gaya pemotongan dan membuat f phase distance >f approach. Dengan cara ini, dalam setiap siklus getaran, pekerja positif dari gaya pemotongan pada workpiece (atau alat) selalu lebih besar dari pekerja negatif yang dilakukan pada workpiece (atau alat), sehingga workpiece (atau alat) mendapatkan tambahan energi dan menghasilkan self-excited vibration.
03 Langkah Pengeliminasi Getaran Frekuensi Rendah
(1) Dalam getaran frekuensi rendah, getaran terutama disebabkan oleh perubahan gaya pemotongan yang disebabkan oleh getaran di arah Y, yang membuat f phase distance >f approach dan menghasilkan getaran.
Langkah 5 berikut terutama diambil.
① Tool principal deflection angle ( μ Semakin besar R angle), semakin kecil gaya FY, dan semakin kecil kemungkinan untuk menghasilkan getaran. Oleh karena itu, tingkatkan main deflection angle alat dengan wajar untuk menghilangkan atau mengurangi getaran.
② Tingkatkan rake angle alat dengan wajar dapat mengurangi gaya FY dan mengurangi getaran.
③ Jika back angle alat terlalu besar atau blade terlalu tajam, alat mudah gigit ke dalam workpiece, yang mudah menghasilkan getaran. Ketika alat dipassivasi dengan wajar, rear cutter face dapat mencegah alat untuk "gigit" ke dalam workpiece, yang dapat mengurangi atau menghilangkan getaran.
④ Saat memutar, posisi tool tip terlalu rendah (lebih rendah dari pusat workpiece) atau saat boring pada mesin bubut, posisi tool tip terlalu tinggi, yang akan mengurangi rake angle aktual tool tip dan meningkatkan rear angle, yang mudah menghasilkan getaran.
⑤ Jika tool rest sistem memiliki negative stiffness, mudah untuk "gigit" workpiece dan menghasilkan getaran. Oleh karena itu, getaran yang disebabkan oleh negative stiffness dari tool rest sistem pada memutar harus dihindari sefarang mungkin.
(2) Ketika chip lebar dan tipis dihasilkan dalam proses memutar, getaran di arah Y menyebabkan perubahan gaya pemotongan. Ketika potongan pemotongan lebar dan tipis, getaran di arah Y akan menyebabkan perubahan drastis pada cross-section pemotongan dan gaya pemotongan. Oleh karena itu, getaran mudah terjadi dalam kasus ini. Misalnya, saat memutar dengan longitudinal cutter, semakin besar kedalaman pemotongan, semakin besar laju pengiriman, dan semakin kecil main deflection angle, semakin lebar dan tipis potongan pemotongan, dan semakin mudah untuk menghasilkan getaran. Oleh karena itu, saat memilih kecepatan memutar, kita harus menghindari zona kecepatan menengah di mana gaya pemotongan berkurang dengan kecepatan (saat memotong carbon steel, rentang kecepatan adalah 30 ~ 50M / min), dan mengurangi gaya pemotongan dari trolley pada saat yang sama, dengan wajar meningkatkan laju pengiriman dan mengurangi kedalaman pemotongan juga membantu untuk menekan getaran.
(3) Kekakuan yang tidak mencukupi dari sistem workpiece dan sistem tool rest adalah alasan utama getaran frekuensi rendah. Langkah berikut dapat diambil untuk menghilangkan atau mengurangi getaran:
① Saat memeras workpiece dengan tiga atau empat cakar, coba selesaikan error koasialitas antara pusat rotasi workpiece dan pusat rotasi spindle, dan hindari getaran yang disebabkan oleh perubahan periodik gaya pemotongan yang disebabkan oleh pemotongan intermiten atau pemotongan tidak merata karena workpiece miring.
② Saat memesin workpiece tipis dan panjang yang mudah berubah bentuk, bengkok dan getar, gunakan elastic center dan dukungan bantuan, dan tambahkan coolant untuk mendinginkan workpiece untuk mengurangi deformasi ekspansi termal workpiece.
③ Saat memeras workpiece, jangan membiarkan workpiece terlalu panjang. Untuk workpiece dengan kekakuan yang tidak mencukupi, gunakan center frame yang wajar, tool heel rest dan center dan dukungan bantuan lainnya untuk meningkatkan kekakuan workpiece.
④ Saat menggunakan top, top dan lubang taper dari top harus cocok dengan baik untuk menghindari membengkok workpiece karena gaya pengangkat yang terlalu besar atau mengayunkan workpiece karena gaya pengangkat yang terlalu kecil, dan perhatikan bahwa suspensi tailstock sleeve tidak boleh terlalu panjang.
⑤ Bearing clearance dari spindle mesin secara langsung mempengaruhi akurasi rotasi dan kekakuan spindle. Jika clearance terlalu besar dan kekakuan tidak mencakupi karena aus bearing selama penggunaan, bearing clearance harus disesuaikan dan preload harus diterapkan untuk meningkatkan kekakuan sistem workpiece dan menghilangkan getaran.
⑥ Secara rutin periksa kontak antara middle carriage dan big carriage, dan dovetail guide rail antara small knife rest dan middle carriage, dan sesuaikan inclined inlay untuk mempertahankan gap yang wajar untuk menghindari crawling saat knife rest bergerak, menyebabkan getaran pada sistem knife rest.
⑦ Setiap kali square tool holder diputar untuk membuat tool beralih ke posisi yang diperlukan, square tool holder harus ditekan dan dirapatkan untuk mencegah square tool holder longgar, mengurangi kekakuan sistem tool holder dan menyebabkan getaran.
