Uno de los obstáculos comunes en las operaciones de torneado es la vibración. La vibración del torno interfiere y destruye el proceso de corte normal del sistema de proceso, lo que reduce en gran medida la calidad de la superficie mecanizada y acorta la vida útil de la máquina herramienta y las herramientas de corte. Por lo tanto, se deben tomar algunas medidas para reducir o eliminar las vibraciones generadas por las máquinas herramienta.
Hoy, presentaremos principalmente las causas y las contramedidas para la vibración de baja frecuencia causada por la deformación del sistema de piezas de trabajo y el sistema de torreta en el proceso de mecanizado.
01 Principales características de la vibración de baja frecuencia
Después de eliminar las vibraciones en las piezas giratorias y los sistemas de transmisión de las máquinas herramienta, el principal tipo de vibración giratoria es la vibración autoexcitada, que no varía con la velocidad de rotación.
Las principales características de la vibración de baja frecuencia son:
- Baja frecuencia de vibración (50-300 Hz), bajo nivel de ruido durante la vibración
- Las marcas dejadas en la superficie cortada de la pieza de trabajo son profundas y anchas.
- Las vibraciones son tan intensas que a menudo aflojan las piezas de la máquina herramienta (contrapuntos, soportes de herramientas, etc.) y rompen las cuchillas de carburo.
02 Causa de la vibración de baja frecuencia
En la vibración de baja frecuencia en el torneado, el sistema de la pieza de trabajo y el sistema de la torreta suelen vibrar (sin embargo, en la mayoría de los casos, el sistema de la pieza de trabajo es la vibración principal). Pueden alejarse unos de otros o acercarse, produciendo fuerzas y reacciones iguales y opuestas. Durante el proceso de vibración, cuando la pieza de trabajo y la herramienta se separan, la fuerza de corte F se separa en la misma dirección que el desplazamiento de la pieza de trabajo y el trabajo realizado es positivo. Cuando la pieza de trabajo se acerca a la herramienta, el trabajo realizado por la fuerza de corte F que se aproxima es negativo.
Giratorio:
- Fricción entre las virutas y la cara de ataque de la herramienta
- Diferentes grados de endurecimiento del metal encontrado por la herramienta a medida que corta y sale de la pieza de trabajo
- El ángulo geométrico real de la herramienta cambia regularmente durante el proceso de vibración
- Durante la vibración, la trayectoria de movimiento relativa de la herramienta a la pieza de trabajo es elíptica, lo que hace que la sección de corte cambie cíclicamente
- Las huellas dejadas por la vibración de la pieza durante la rotación anterior provocan variaciones periódicas en el corte. Estas cinco condiciones pueden hacer que la fuerza de corte cambie periódicamente y se acerque a la distancia de fase f >f. Así, en cada ciclo de vibración, el trabajo positivo de la fuerza de corte sobre la pieza de trabajo (o herramienta) siempre es mayor que el trabajo negativo de la fuerza de corte sobre la pieza de trabajo (o herramienta), y la pieza de trabajo (o herramienta) obtiene energía. . y generar oscilación autoexcitada.
03 Medidas contra vibraciones de baja frecuencia
(1) En la vibración de baja frecuencia, los cambios en la fuerza de corte debido a la vibración en la dirección Y son las causas principales de la vibración, y cuando la distancia de fase f se aproxima a f, se produce la vibración.
Implementamos principalmente las siguientes cinco medidas.
(1) Cuanto mayor sea el ángulo de deflexión principal (ángulo μR) de la herramienta, menor será la fuerza FY y es menos probable que se produzcan vibraciones. Por lo tanto, el ángulo de desviación principal de la herramienta debe aumentarse adecuadamente para eliminar o reducir la vibración.
(2) Al aumentar apropiadamente el ángulo de ataque de la herramienta, la fuerza FY puede reducirse y la vibración puede reducirse.
(3) Si el ángulo posterior de la herramienta es demasiado grande o la hoja está demasiado afilada, la herramienta morderá fácilmente la pieza de trabajo y se producirá una vibración. Si la herramienta está correctamente pasivada, la cara de corte trasera puede evitar que la herramienta “muerda” la pieza de trabajo, reduciendo o eliminando la vibración.
④ Al girar, la posición de la punta de la herramienta es demasiado baja (más baja que el centro de la pieza de trabajo), o al perforar en un torno, la posición de la punta de la herramienta es demasiado alta y el ángulo de inclinación de la punta de la herramienta real es pequeño. Aumente el ángulo trasero donde es probable que se produzcan vibraciones.
(5) Si el sistema de torreta tiene rigidez negativa, tiende a “morder” la pieza de trabajo y generar vibración fácilmente. Por lo tanto, las vibraciones causadas por la rigidez negativa del sistema de descanso de la herramienta durante el torneado deben evitarse tanto como sea posible.
(2) Cuando las virutas de torneado producen virutas anchas o delgadas, la fuerza de corte cambia debido a la vibración en la dirección Y. Si la sección transversal es ancha y delgada, la vibración en la dirección Y cambiará significativamente la sección transversal y la fuerza de corte. Por lo tanto, es probable que se produzcan vibraciones. Por ejemplo, al tornear con un cortador vertical, cuanto mayor sea la profundidad de corte, mayor será la velocidad de avance. Por lo tanto, cuando seleccione una velocidad de giro, evite el rango de velocidad medio (al cortar acero al carbono, el rango de velocidad es de 30 a 50 M/min) donde la resistencia de corte disminuye según la velocidad, y reduzca la resistencia de corte del carro con la velocidad. se necesita. Al mismo tiempo, un aumento adecuado de la velocidad de avance y una pequeña profundidad de corte también ayudan a reducir las vibraciones.
(3) La causa principal de la vibración de baja frecuencia es la rigidez insuficiente del sistema de la pieza de trabajo y del sistema de torreta. Se pueden tomar las siguientes medidas para eliminar o reducir las vibraciones:
① Cuando sujete una pieza de trabajo con 3 o 4 garras, minimice el error de coaxialidad entre el centro de rotación de la pieza de trabajo y el centro de rotación del husillo para evitar vibraciones debido a cambios periódicos en la resistencia de corte debido al corte intermitente y al corte desigual debido a la pieza de trabajo. inclinación.
② Al procesar piezas de trabajo delgadas, fácilmente deformables, fácilmente dobladas y fácilmente vibrables, use centros elásticos y soportes auxiliares, agregue refrigerante para enfriar las piezas de trabajo y reduzca la deformación por expansión térmica de las piezas de trabajo.
(3) Al sujetar una pieza de trabajo, no la extienda demasiado. Para piezas de trabajo con rigidez insuficiente, se utilizan marcos centrales racionales, soportes de talón de herramientas, centros y otros soportes auxiliares para aumentar la rigidez de la pieza de trabajo.
(4) Cuando use una parte superior, haga coincidir los orificios cónicos de la parte superior y la parte superior para que el trabajo no se doble debido a una fuerza de elevación excesiva o se balancee debido a una fuerza de elevación demasiado pequeña. Tenga cuidado. Las mangas no deben ser demasiado largas.
⑤ La holgura del cojinete del eje principal de la máquina herramienta está directamente relacionada con la precisión de rotación y la rigidez del eje principal. Si la holgura es demasiado grande y la rigidez es insuficiente debido al desgaste del rodamiento durante el uso, se debe ajustar la holgura del rodamiento y aplicar una precarga para aumentar la rigidez del sistema de trabajo y eliminar la vibración.
⑥ Verifique regularmente el contacto entre la base intermedia y el carro grande y el contacto entre la base de la hoja pequeña y el riel guía de la ranura en cola de milano de la base intermedia, ajuste la incrustación inclinada para mantener un espacio adecuado y evite que se arrastre. Vibración del sistema de descanso de la cuchilla.
⑦ Cada vez que gire el portaherramientas cuadrado para girar la herramienta a la posición requerida, presione el portaherramientas cuadrado para fijarlo, y el portaherramientas cuadrado se aflojará, reduciendo la rigidez del sistema portaherramientas y provocando vibraciones.