Medidas de eliminación de la vibración del torno en el proceso de torneado

Una de las fallas comunes en el torneado es la vibración. Cuando el torno vibra, el proceso de corte normal del sistema de proceso se altera y destruye, lo que no solo empeora seriamente la calidad de la superficie de mecanizado, sino que también acorta la vida útil de la máquina herramienta y la herramienta de corte. Por tanto, es necesario tomar algunas medidas para reducir o eliminar las vibraciones producidas por la máquina herramienta.

Hoy, presentaré principalmente las causas y las medidas de eliminación de la vibración de baja frecuencia causada por la deformación del sistema de la pieza de trabajo y el sistema de descanso de la herramienta en el proceso de mecanizado.

01 Características principales de la vibración de baja frecuencia

Después de eliminar la vibración de los componentes giratorios y el sistema de transmisión de la máquina herramienta, el principal tipo de vibración de giro es la vibración autoexcitada que no cambia con la velocidad de giro.

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 huellas que quedan en la superficie de corte de la pieza de trabajo son profundas y anchas
• La vibración es violenta, lo que a menudo hace que las piezas de la máquina herramienta (como el contrapunto, el portaherramientas, etc.) se suelten y rompan la hoja de carburo cementado.

02 Causas de la vibración de baja frecuencia

Durante la vibración de baja frecuencia en el torneado, el sistema de la pieza de trabajo y el sistema de descanso de la herramienta generalmente vibran (pero en la mayoría de los casos, la vibración del sistema de la pieza de trabajo es grande y juega un papel principal). A veces se separan y a veces se acercan, produciendo fuerzas y reacciones de igual magnitud y direcciones opuestas. En 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.

Durante el giro:

• fricción entre las virutas y la cara de desprendimiento de la herramienta
• El grado de endurecimiento del metal encontrado por la herramienta al cortar y salir de la pieza de trabajo es diferente
• El ángulo geométrico real de la herramienta cambia periódicamente 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 provoca el cambio periódico de la sección de corte
• Las marcas dejadas por la vibración de la pieza de trabajo durante la rotación anterior provocan cambios periódicos en la sección de corte. Estas cinco condiciones pueden causar cambios periódicos en la fuerza de corte y hacer que la distancia de fase f se aproxime a f. De esta forma, en cada ciclo de vibración, el trabajo positivo de la fuerza de corte sobre la pieza (o herramienta) siempre es mayor que el trabajo negativo que realiza sobre la pieza (o herramienta), de modo que la pieza (o herramienta) obtiene energía complementa y genera vibración autoexcitada.

03 Medidas de eliminación de vibraciones de baja frecuencia

(1) En la vibración de baja frecuencia, la vibración es causada principalmente por el cambio de fuerza de corte causado por la vibración en la dirección Y, lo que hace que la distancia de fase f>f se acerque y produzca vibración.

Se toman principalmente las siguientes 5 medidas.

① Ángulo de deflexión principal de la herramienta（ μ Cuanto mayor sea el ángulo R), menor será la fuerza FY y es menos probable que produzca vibración. Por lo tanto, aumente adecuadamente el ángulo de desviación principal de la herramienta para eliminar o reducir la vibración.

② Aumentar adecuadamente el ángulo de inclinación de la herramienta puede reducir la fuerza FY y reducir la vibración.

③ Si el ángulo posterior de la herramienta es demasiado grande o la hoja está demasiado afilada, es fácil que la herramienta muerda la pieza de trabajo, lo que es fácil de producir vibraciones. Cuando la herramienta está correctamente pasivada, la cara de corte trasera puede evitar que la herramienta "muerda" la pieza de trabajo, lo que puede reducir o eliminar 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 el torno, la posición de la punta de la herramienta es demasiado alta, lo que reducirá el ángulo de inclinación real de la punta de la herramienta. y aumente el ángulo trasero, que es fácil de producir vibración.

⑤ Si el sistema de descanso de la herramienta tiene rigidez negativa, es fácil "morder" la pieza de trabajo y producir vibración. Por lo tanto, la vibración causada por la rigidez negativa del sistema de descanso de la herramienta al girar debe evitarse en la medida de lo posible.

(2) Cuando se producen virutas anchas y delgadas en el proceso de torneado, la vibración en la dirección Y provoca el cambio de la fuerza de corte. Cuando la sección de corte es ancha y delgada, la vibración en la dirección Y provocará un cambio drástico en la sección transversal de corte y la fuerza de corte. Por lo tanto, es fácil que se produzca vibración en este caso. Por ejemplo, al tornear con un cortador longitudinal, cuanto mayor sea la profundidad de corte, mayor la velocidad de avance y menor el ángulo de deflexión principal, más ancha y delgada será la sección de corte y más fácil será producir vibración. Por lo tanto, al seleccionar la velocidad de giro, debemos evitar la zona de velocidad media donde la fuerza de corte disminuye con la velocidad (al cortar acero al carbono, el rango de velocidad es de 30 ~ 50 M/min) y reducir la fuerza de corte del carro en la parte inferior. Al mismo tiempo, el aumento adecuado de la velocidad de avance y la reducción de la profundidad de corte también ayudan a suprimir las vibraciones.

(3) La rigidez insuficiente del sistema de la pieza de trabajo y del sistema de descanso de la herramienta es la razón principal de la vibración de baja frecuencia. Se pueden tomar las siguientes medidas para eliminar o reducir la vibración:

① Al sujetar la pieza de trabajo con tres o cuatro garras, intente minimizar el error de coaxialidad entre el centro de rotación de la pieza de trabajo y el centro de rotación del husillo, y evite la vibración causada por el cambio periódico de la fuerza de corte causada por el corte intermitente o el corte irregular debido a la pieza de trabajo. inclinación.

② Al mecanizar piezas de trabajo delgadas y largas que son fáciles de deformar, doblar y vibrar, se utilizan el centro elástico y el soporte auxiliar, y se agrega refrigerante para enfriar las piezas de trabajo y reducir la deformación por expansión térmica de las piezas de trabajo.

③ Al sujetar la pieza de trabajo, no la extienda demasiado. Para la pieza de trabajo con rigidez insuficiente, se utiliza el marco central razonable, el apoyo del talón de la herramienta y el centro y otros soportes auxiliares para aumentar la rigidez de la pieza de trabajo.

④ Al usar la parte superior, la parte superior y el orificio cónico de la parte superior deben coincidir bien para evitar doblar la pieza de trabajo debido a una fuerza de elevación demasiado grande o balancear la pieza de trabajo debido a una fuerza de elevación demasiado pequeña, y preste atención a que la suspensión del contrapunto la manga no debe ser demasiado larga.

⑤ La holgura del rodamiento del husillo de la máquina herramienta afecta directamente la precisión de rotación y la rigidez del husillo. Si la holgura es demasiado grande y la rigidez es insuficiente debido al desgaste del cojinete durante el uso, se debe ajustar la holgura del cojinete y se debe aplicar la precarga para aumentar la rigidez del sistema de la pieza de trabajo y eliminar la vibración.

⑥ Verifique regularmente el contacto entre el carro central y el carro grande, y el riel de guía de cola de milano entre el soporte de la cuchilla pequeño y el carro del medio, y ajuste la incrustación inclinada para mantener un espacio adecuado para evitar que se arrastre cuando el soporte de la cuchilla se mueve, causando la vibración del sistema de descanso de la cuchilla.

⑦ Cada vez que se gira el portaherramientas cuadrado para hacer que la herramienta gire a la posición requerida, el portaherramientas cuadrado debe presionarse y fijarse para evitar que el portaherramientas cuadrado se afloje, lo que reduce la rigidez del sistema portaherramientas y provoca vibraciones.