L'une des défaillances courantes dans les opérations de tournage est la vibration. Lorsque le tour vibre, le processus de coupe normal du système de processus 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 nous est nécessaire de prendre certaines mesures pour réduire ou éliminer les vibrations de la machine-outil.
1. Les principales caractéristiques des vibrations à 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 rotation est la vibration auto-excitée qui ne change pas avec la vitesse de rotation. Présentez les causes et les mesures d'élimination des vibrations à basse fréquence causées par la déformation du système de pièce et la déformation du système de porte-outil pendant le processus d'usinage.
Les principales caractéristiques des vibrations à 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 desserre souvent les composants de la machine-outil (tels que la poupée mobile, le porte-outil, etc.) et casse la lame en carbure cémenté.
Deuxièmement, la cause des vibrations à basse fréquence
Pendant les vibrations à basse fréquence en tournage, le système de pièce et le système de porte-outil vibrent généralement (mais dans la plupart des cas, la vibration du système de pièce est relativement importante et joue un rôle dominant). 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 est dans la même direction que le déplacement de la pièce et le travail effectué est positif. Lorsque la pièce se rapproche de l'outil, le travail effectué par la force de coupe F est négatif.
Pendant le tournage :
①Friction entre la puce et la face de coupe de l'outil ;
② Le degré de durcissement du métal rencontré par l'outil lors de la coupe dans et de la sortie de la pièce est différent ;
③ Pendant le processus de vibration, l'angle géométrique réel de l'outil change périodiquement ;
④ Lors de la vibration, la trajectoire de mouvement relative de l'outil à la pièce est une ellipse, ce qui provoque des changements périodiques dans la section de coupe ;
⑤Les marques laissées par la vibration de la pièce lors de la révolution précédente ont provoqué des changements périodiques dans la section de coupe.
These five situations can cause periodic changes in the cutting force, and make the F phase move away from>F. De cette façon, dans 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'il effectue sur la pièce (ou l'outil), de sorte que la pièce (ou l'outil ) est complété par de l'énergie. vibration auto-excitée.
3. Mesures pour éliminer les vibrations à basse fréquence
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Dans le cas des vibrations à basse fréquence, cela est principalement dû au changement de force de coupe provoqué par la vibration dans la direction Y, qui fait approcher la phase F de > F et générer des vibrations.
Prenez principalement les quatre mesures suivantes.
①Plus l'angle de l'arête de coupe est grand (angle μr), plus la force Fy est petite et les vibrations sont moins susceptibles de se produire. Par conséquent, augmentez de manière appropriée l'angle de coupe de l'outil pour éliminer ou réduire les vibrations.
② Augmenter correctement l'angle de coupe de l'outil peut réduire la force Fy, réduisant ainsi les vibrations.
③L'angle arrière de l'outil est trop grand ou la lame est trop tranchante, l'outil est facile à mordre dans la pièce et il est facile de générer des vibrations. Lorsque l'outil est correctement passivé, son flanc peut empêcher l'outil de "ronger" la pièce, ce qui peut réduire ou éliminer les vibrations.
④La position de la pointe de l'outil est trop basse pendant le tournage (plus bas que le centre de la pièce) ou la position de la pointe de l'outil est trop haute lors de l'alésage sur un tour, ce qui réduira l'angle de coupe réel de la pointe de l'outil et augmentera le angle arrière, sujet aux vibrations.
⑤Si le système de porte-outil a une rigidité négative, il est facile de "ronger" la pièce et de générer des vibrations. Par conséquent, les vibrations causées par la rigidité négative du système porte-outil lors du tournage doivent être évitées autant que possible.
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Lorsque des copeaux larges et fins sont produits pendant le tournage, la vibration dans la direction Y provoque des changements dans la force de coupe. Lorsque la section de coupe est large et mince, la vibration dans la direction Y entraînera des changements drastiques dans la section de coupe et la force de coupe. Par conséquent, il est extrêmement facile de générer des vibrations dans ce cas. Par exemple : dans le tournage longitudinal d'outils, plus la profondeur de coupe est grande, plus la vitesse d'avance est grande et plus l'angle de déviation principal est petit, plus la section de coupe est large et fine et plus il est facile de générer des vibrations. Par conséquent, lors de la sélection de la vitesse de rotation, 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 30-50 m/min), et en même temps réduire la force de rotation et augmentez de manière appropriée la vitesse d'avance et la réduction de la profondeur de coupe aide également à amortir les vibrations.
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Une rigidité insuffisante du système de pièce et du système de porte-outil est la principale cause des vibrations à basse fréquence, et les mesures suivantes peuvent être prises pour éliminer ou réduire les vibrations :
① Lors du serrage de la pièce avec trois griffes 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, et évitez les vibrations causées par le changement périodique de la force de coupe causée par l'inclinaison de la pièce et la coupe intermittente ou coupe inégale.
② Lors du traitement de pièces minces et longues faciles à déformer et à plier pour générer des vibrations, utilisez des dessus élastiques et des supports auxiliaires tout en refroidissant avec du liquide de refroidissement pour réduire la dilatation thermique et la déformation de la pièce.
③Lors du serrage de la pièce, ne faites pas dépasser la pièce trop longtemps. Pour les pièces dont la rigidité est insuffisante, utilisez des supports auxiliaires raisonnables tels que le cadre central, le contre-appui et le dessus pour augmenter la rigidité de la pièce.
④ Lors de l'utilisation de la pointe, la pointe et le trou conique de la pointe doivent être bien assortis pour éviter de plier la pièce en raison d'une trop grande force de levage ou d'une force de levage trop faible pour soutenir la pièce, et faites attention au porte-à-faux du manchon de la poupée mobile n'étant pas trop long.
⑤ Le jeu de roulement de la broche de la machine-outil affecte directement la précision de rotation et la rigidité de la broche. S'il s'avère que le jeu est trop grand et que la rigidité est insuffisante en raison de l'usure du roulement pendant l'utilisation, le jeu du roulement doit être ajusté et la précharge doit être appliquée pour augmenter la rigidité du système de pièce afin d'éliminer les vibrations.
⑥Vérifiez régulièrement l'état de contact du rail de guidage en queue d'aronde entre le chariot central et le grand chariot, et entre le petit porte-outil et le chariot central, et ajustez les inserts inclinés pour maintenir un espace approprié pour éviter de ramper lorsque le porte-outil se déplace, provoquant vibration du système porte-outil.
⑦ Chaque fois que le porte-outil carré est tourné pour tourner l'outil dans la position requise, le porte-outil carré doit être pressé et fixé pour éviter les vibrations causées par le desserrage du porte-outil carré et la réduction de la rigidité du système de porte-outil.
