L’un des défauts courants en tournage est la vibration. Lorsque le tour vibre, le processus de coupe normal du système de traitement est perturbé et détruit, ce qui non seulement détériore sérieusement la qualité de la surface usinée, mais raccourcit également la durée de vie de la machine et des outils. Par conséquent, il est nécessaire que nous prenions certaines mesures pour réduire ou éliminer les vibrations des machines-outils.
1. Principales caractéristiques des vibrations basse fréquence
Après avoir éliminé les vibrations des composants rotatifs et du système de transmission de la machine-outil, le principal type de vibration de tournage est la vibration auto-excitée qui ne change pas avec la vitesse de rotation. Cet article présente les causes et les mesures d'élimination des vibrations basse fréquence provoquées par la déformation du système de pièce à usiner et du système de porte-outil pendant le processus d'usinage.
Les principales caractéristiques des vibrations basse fréquence sont :
①La fréquence de vibration est faible (50 ~ 300 Hz) et le bruit émis pendant la vibration est faible ;
②Les marques laissées sur la surface de coupe de la pièce sont profondes et larges ;
③La vibration est relativement sévère, ce qui provoque souvent le desserrage et la rupture des composants de la machine-outil (tels que la contre-pointe, le porte-outil, etc.) et la rupture des lames en carbure.
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2. Causes des vibrations basse fréquence
Lorsqu'il y a des vibrations à basse fréquence en tournage, généralement le système de pièce à usiner et le système de porte-outil vibrent (mais dans la plupart des cas, la vibration du système de pièce à usiner est plus importante et joue un rôle dominant). Parfois, ils sont séparés et parfois ils se rapprochent, ce qui donne des directions égales et égales. Forces d’action et de réaction opposées. Pendant le processus de vibration, lorsque la pièce et l'outil s'éloignent l'un de l'autre, la force de coupe F se sépare dans le même sens que le déplacement de la pièce et le travail effectué est positif. Lorsque la pièce s'approche de l'outil, le travail effectué par la force de coupe F est négatif.
Pendant le tournage :
① Friction entre les copeaux et la face de coupe de l'outil ;
②Le degré de durcissement du métal rencontré par l'outil lors de la coupe et de la sortie de la pièce est différent ;
③L'angle géométrique réel de l'outil change périodiquement pendant le processus de vibration ;
④ Lors de la vibration, la trajectoire de mouvement relatif de l'outil par rapport à la pièce à usiner est elliptique, ce qui provoque des changements périodiques dans la section transversale de coupe ;
⑤Les traces laissées par la vibration de la pièce lors de la révolution précédente ont provoqué des changements périodiques dans la section de coupe.
Ces cinq situations peuvent provoquer des changements périodiques dans la force de coupe et rendre l'approche F > F. De cette manière, à chaque cycle de vibration, le travail positif effectué par la force de coupe sur la pièce (ou l'outil) est toujours supérieur au travail négatif qu'elle effectue sur la pièce (ou l'outil), de sorte que la pièce (ou l'outil) obtient complément énergétique et génère de l’énergie. Vibration auto-excitée.
3. Mesures pour éliminer les vibrations basse fréquence
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Dans le cas des vibrations basse fréquence, c'est principalement en raison du changement de force de coupe provoqué par la vibration dans la direction Y que l'approche distance de phase F > F provoque des vibrations.
Les quatre mesures suivantes sont principalement prises.
①Plus l'angle de déviation principal (angle µr) de l'outil est grand, plus la force Fy est faible et moins elle est susceptible de produire des vibrations. Par conséquent, l’angle de déflexion principal de l’outil doit être augmenté de manière appropriée pour éliminer ou réduire les vibrations.
② Une augmentation appropriée de l'angle de coupe de l'outil peut réduire la force Fy et ainsi affaiblir les vibrations.
③ Si l'angle de dégagement de l'outil est trop grand ou si la lame est trop tranchante, l'outil mordra facilement la pièce et provoquera des vibrations. Lorsque l'outil est correctement passivé, la surface de ses flancs empêche l'outil de « ronger » la pièce, ce qui peut réduire ou éliminer les vibrations.
④ Si la position de la pointe de l'outil est trop basse (inférieure au centre de la pièce) pendant le tournage ou si la position de la pointe de l'outil est trop élevée lors de l'alésage sur un tour, l'angle de coupe réel de la pointe de l'outil sera réduit et l'angle arrière sera réduit. être augmenté, provoquant facilement des vibrations.
⑤ Si le système de porte-outil a une rigidité négative, il est facile de « ronger » la pièce et de provoquer des vibrations. Par conséquent, les vibrations provoquées par la rigidité négative du système de porte-outil pendant le tournage doivent être évitées autant que possible.
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Lorsque des copeaux larges et fins sont produits pendant le tournage, les vibrations dans la direction Y provoquent des modifications de la force de coupe. Lorsque la section de coupe est large et fine, les vibrations dans la direction Y provoqueront des changements drastiques dans la section transversale de coupe et la force de coupe. Par conséquent, des vibrations sont facilement générées dans ce cas. Par exemple : lors du tournage avec un outil longitudinal, plus la profondeur de coupe est grande, plus l'avance est grande et plus l'angle de déviation principal est petit, plus la section de coupe sera large et fine et plus il sera facile de produire des vibrations. Par conséquent, lors de la sélection de la vitesse de tournage, vous devez éviter la zone de vitesse moyenne où la force de coupe diminue avec la vitesse (lors de la coupe de l'acier au carbone, la plage de vitesse est de 30 à 50 m/min), tout en réduisant la force de retour, en augmentant de manière appropriée la la quantité d'avance et la réduction de la profondeur de coupe aident également à amortir les vibrations.
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Une rigidité insuffisante du système de pièce à usiner et du système de porte-outil est la principale cause des vibrations basse fréquence. Les mesures suivantes peuvent être prises pour éliminer ou réduire les vibrations :
① Lors du serrage de la pièce avec trois ou quatre griffes, essayez de minimiser l'erreur de coaxialité entre le centre de rotation de la pièce et le centre de rotation de la broche pour éviter les vibrations causées par des changements périodiques de la force de coupe provoqués par une coupe intermittente ou une coupe inégale causée par l'inclinaison de la pièce. . .
② Lors du traitement de pièces fines, longues et sujettes à la déformation, à la flexion et aux vibrations, utilisez des pointes élastiques et des supports auxiliaires tout en ajoutant du liquide de refroidissement pour réduire la dilatation thermique et la déformation de la pièce.
③Lors du serrage de la pièce, ne la faites pas s'étendre trop longtemps. Pour les pièces dont la rigidité est insuffisante, utilisez des supports auxiliaires raisonnables tels que des cadres centraux, des porte-outils et des dessus pour augmenter la rigidité des pièces.
④ Lors de l'utilisation de la pointe, la pointe et le trou conique de la pointe doivent bien correspondre pour éviter que la pièce ne se plie en raison d'une force de poussée trop importante ou que la pièce ne oscille en raison d'une force de poussée trop faible pour fournir un support. Faites également attention à ce que le porte-à-faux du manchon de la poupée mobile ne soit pas trop long.
⑤ Le jeu des roulements de broche de machine-outil affecte directement la précision de rotation et la rigidité de la broche. Si pendant l'utilisation, il s'avère que le jeu est trop grand et que la rigidité est insuffisante en raison de l'usure du roulement, le jeu du roulement doit être ajusté et une force de précharge doit être appliquée pour augmenter la rigidité du système de pièce et éliminer les vibrations.
⑥ Vérifiez régulièrement le contact entre les rails de guidage en queue d'aronde entre le chariot central et le grand chariot, et le petit porte-outil et le chariot central, et ajustez les bandes obliques pour maintenir des espaces appropriés afin d'éviter de ramper lorsque le porte-outil bouge, provoquant des vibrations de le système de porte-outils.
⑦Chaque fois que le porte-outil carré est tourné pour déplacer l'outil dans la position souhaitée, le porte-outil carré doit être pressé et fixé pour empêcher le porte-outil carré de se desserrer et de réduire la rigidité du système de porte-outil et de provoquer des vibrations.
