Nous savons tous que les arbres minces sont difficiles à traiter. Ils ont une faible rigidité et sont soumis à des contraintes et déformations thermiques importantes lors du tournage, ce qui rend difficile de garantir les exigences de qualité de traitement des arbres minces.
Aujourd'hui, regardons comment les artisans allemands transforment des arbres minces.
En adoptant des méthodes de serrage appropriées et des méthodes de traitement avancées, en sélectionnant des angles d'outils et des quantités de coupe raisonnables, etc., les exigences de qualité de traitement des arbres minces peuvent être garanties.
Les problèmes les plus courants des arbres minces dans le traitement
1. Grande déformation thermique
Lors du tournage d'arbres minces, la diffusion thermique est faible et la dilatation linéaire est importante. Lorsque les deux extrémités de la pièce sont fermement pressées, elle est facile à plier.
2. Mauvaise rigidité
Lors du tournage, la pièce est soumise à une force de coupe, la pièce mince s'affaisse en raison de son propre poids et la force centrifuge lors d'une rotation à grande vitesse-peut facilement la plier et la déformer.
3. La qualité de la surface est difficile à garantir
Le poids, la déformation et les vibrations de la pièce affectent sa cylindricité et sa rugosité de surface.
Comment améliorer la précision du traitement des arbres minces
1. Sélectionnez une méthode de serrage appropriée
(1) Méthode de serrage à double centre. L'utilisation d'un serrage à double centre permet de positionner avec précision la pièce et d'assurer facilement la coaxialité. Cependant, la rigidité de l'arbre mince serré par ce procédé est médiocre, l'arbre mince est soumis à une déformation par flexion importante et il est facile de vibrer. Par conséquent, il ne convient que pour l'usinage de pièces d'arbre en plusieurs-étapes avec un petit rapport d'aspect, une petite surépaisseur d'usinage et des exigences élevées en matière de coaxialité.
(2) Une méthode de serrage et une méthode de serrage par poussée. Dans cette méthode de serrage, si la poussée centrale est trop serrée, en plus de plier l'arbre mince, elle peut également gêner l'extension thermique de l'arbre mince pendant le tournage, provoquant une compression et une courbure axiale de l'arbre mince. De plus, la surface de serrage des mâchoires et le trou central peuvent ne pas être coaxiaux, ce qui entraînera un sur-positionnement après le serrage et peut également provoquer une flexion de l'arbre mince. Déformation. Par conséquent, lorsque vous utilisez la méthode de serrage à une-pince-une-poussée, le centre doit utiliser un centre élastique sous tension afin que l'arbre mince puisse s'étirer librement après chauffage, réduisant ainsi sa déformation en flexion due à la chaleur ; en même temps, un anneau métallique ouvert peut être inséré entre les mâchoires et l'arbre mince pour réduire la longueur de contact axial entre les mâchoires et l'arbre mince, éliminer un positionnement excessif lors de l'installation et réduire la déformation par flexion.
(3) Méthode de coupe à double-outil. La glissière du tour à double-outil est modifiée pour faire tourner l'arbre mince, et le porte-outil arrière est ajouté. Les outils de tournage avant et arrière sont utilisés pour tourner en même temps. Les deux outils de tournage sont radialement opposés, l'outil de tournage avant étant installé dans la bonne position et l'outil de tournage arrière installé dans la mauvaise position. Les forces de coupe radiales générées par les deux outils de tournage se compensent lors du tournage. La pièce est soumise à de petites déformations et vibrations, et la précision du traitement est élevée, ce qui convient à la production de masse.
(4) Utilisez un porte-outil et un cadre central. L'arbre mince est tourné par une méthode de serrage composée d'une pince et d'un dessus. Afin de réduire l'influence de la force de coupe radiale sur la déformation par flexion de l'arbre mince, un porte-outil et un cadre central sont traditionnellement utilisés, ce qui équivaut à ajouter un support à l'arbre mince, augmentant la rigidité de l'arbre mince et réduisant efficacement l'influence de la force de coupe radiale sur l'arbre mince.
(5) Utilisez la méthode de coupe inversée pour faire tourner l'arbre mince. La méthode de coupe inversée signifie que pendant le processus de tournage de l'arbre mince, l'outil de tournage commence à avancer du mandrin de broche vers la contre-pointe. De cette manière, la force de coupe axiale générée pendant le traitement provoque la traction de l'arbre mince, éliminant ainsi la déformation par flexion provoquée par la force de coupe axiale. Dans le même temps, l'utilisation d'une pointe de contre-pointe élastique peut compenser efficacement la déformation par compression et l'allongement thermique de la pièce de l'outil à la contre-pointe, évitant ainsi la déformation par flexion de la pièce.
2. Choisissez un angle d'outil raisonnable
Afin de réduire la déformation par flexion provoquée par la rotation de l'arbre mince, la force de coupe générée pendant le tournage doit être aussi faible que possible. Parmi les angles géométriques de l'outil, l'angle de coupe, l'angle de déviation principale et l'angle d'inclinaison du tranchant ont le plus grand impact sur la force de coupe. L'outil de tournage à arbre mince doit répondre aux exigences suivantes : faible force de coupe, force radiale réduite, basse température de coupe, lame tranchante, élimination en douceur des copeaux et longue durée de vie de l'outil. On sait en tournant l'acier que lorsque l'angle de coupe 0 augmente de 10 degrés, la force radiale Fr peut être réduite de 30 % ; lorsque l'angle de déviation principal Kr augmente de 10 degrés, la force radiale Fr peut être réduite de plus de 10 % ; lorsque l'angle d'inclinaison du tranchant λs prend une valeur négative, la force radiale Fr est également réduite.
(1) L'angle de coupe (0) affecte directement la force de coupe, la température de coupe et la puissance de coupe. L'augmentation de l'angle de coupe peut réduire la déformation plastique de la couche métallique coupée et réduire considérablement la force de coupe. L'augmentation de l'angle de coupe peut réduire la force de coupe. Par conséquent, lors du tournage d'arbres minces, l'angle de coupe de l'outil doit être augmenté autant que possible tout en garantissant que l'outil de tournage a une résistance suffisante. L'angle de coupe est généralement réglé sur 0=150 degrés. La face de coupe de l'outil de tournage doit être rectifiée avec une rainure brise-copeaux avec une largeur de rainure de copeaux de B=3.5~4 mm, br1=0.1~0,15 mm et un chanfrein négatif de 01=-25 degré pour réduire la composante de force radiale, un retrait en douceur des copeaux, de bonnes performances de curling des copeaux et une basse température de coupe. Par conséquent, il peut réduire et empêcher la déformation par flexion et les vibrations de l’arbre mince.
(2) Angle de coupe principal (Kr) L'angle de coupe principal Kr de l'outil de tournage est le principal facteur affectant la force radiale. Sa taille affecte la taille et la relation proportionnelle des trois forces de coupe. À mesure que l’angle de coupe principal augmente, la force de coupe radiale diminue considérablement. L'angle de coupe principal doit être augmenté autant que possible sans affecter la résistance de l'outil. L'angle de coupe principal Kr=90 degrés (réglé à 85 degrés ~ 88 degrés lors de l'installation de l'outil), l'angle de coupe secondaire K'r=8 degrés ~ 100 degrés et le rayon de l'arc de la pointe de l'outil s=0.15 ~ 0,2 mm sont propices à la réduction de la force radiale.
(3) Angle d'inclinaison de la lame (λs) L'angle d'inclinaison affecte la direction d'écoulement des copeaux, la résistance de la pointe de l'outil et la relation proportionnelle des trois forces de coupe pendant le tournage. À mesure que l'angle d'inclinaison de la lame augmente, la force de coupe radiale diminue considérablement, mais la force de coupe axiale et la force de coupe tangentielle augmentent. Lorsque l'angle d'inclinaison de la lame est compris entre -10 degrés et +10 degrés, la relation proportionnelle des trois forces de coupe est relativement raisonnable. Lors du tournage d'arbres minces, un angle d'inclinaison positif de la lame de +3 degrés ~+10 degrés est souvent utilisé pour permettre aux copeaux de s'écouler vers la surface à traiter.
(4) L'angle du dossier est petit à 0=a01=4 degrés ~ 60 degrés, ce qui joue un rôle de résistance aux vibrations-.
3. Contrôle raisonnable des paramètres de coupe
Que les paramètres de coupe soient sélectionnés raisonnablement ou non aura des effets différents sur la taille de la force de coupe et la quantité de chaleur de coupe générée pendant le processus de coupe. Par conséquent, la déformation provoquée par la rotation d’arbres minces est également différente. Le principe de sélection des paramètres de coupe pour le tournage d'ébauche et le tournage semi-ébauche des arbres minces est de réduire autant que possible la force de coupe radiale et la chaleur de coupe. Lors du tournage d'arbres minces, généralement lorsque le rapport d'aspect et la ténacité du matériau sont importants, un paramètre de coupe plus petit est sélectionné, c'est-à-dire plus de passes et une profondeur de coupe plus petite pour réduire les vibrations et augmenter la rigidité.
(1) Profondeur de coupe arrière (ap). En partant du principe que la rigidité du système de processus est déterminée, à mesure que la profondeur de coupe augmente, la force de coupe et la chaleur de coupe générées pendant le tournage augmentent en conséquence, provoquant une augmentation de la contrainte et de la déformation thermique de l'arbre mince. Par conséquent, lors du tournage d’arbres minces, la profondeur de coupe arrière doit être minimisée.
(2) Avance (f). Une augmentation de la vitesse d'avance augmentera l'épaisseur de coupe et la force de coupe. Cependant, la force de coupe n'augmente pas en proportion directe, de sorte que le coefficient de déformation sous contrainte de l'arbre mince diminue. Du point de vue de l’amélioration de l’efficacité de coupe, augmenter la vitesse d’avance est plus bénéfique que d’augmenter la profondeur de coupe.
(3) Vitesse de coupe (v). L'augmentation de la vitesse de coupe permet de réduire la force de coupe. En effet, à mesure que la vitesse de coupe augmente, la température de coupe augmente, le frottement entre l'outil et la pièce diminue et la déformation par force de l'arbre mince diminue. Cependant, si la vitesse de coupe est trop élevée, l'arbre mince se pliera facilement sous l'action de la force centrifuge, détruisant la stabilité du processus de coupe, la vitesse de coupe doit donc être contrôlée dans une certaine plage. Pour les pièces ayant un rapport hauteur/largeur plus grand, la vitesse de coupe doit être réduite de manière appropriée.
