Tất cả chúng ta đều biết rằng trục mảnh rất khó gia công. Chúng có độ cứng kém, chịu ứng suất lớn và biến dạng nhiệt trong quá trình tiện, gây khó khăn cho việc đảm bảo yêu cầu chất lượng gia công của trục thanh mảnh.
Hôm nay chúng ta cùng xem các thợ thủ công người Đức chế tạo những trục thanh mảnh như thế nào.
Bằng cách áp dụng các phương pháp kẹp thích hợp và phương pháp xử lý tiên tiến, lựa chọn góc dao và số lượng cắt hợp lý, v.v., có thể đảm bảo các yêu cầu về chất lượng xử lý của trục thanh mảnh.
Các vấn đề thường gặp nhất của trục mảnh trong quá trình gia công
1. Biến dạng nhiệt lớn
Khi quay các trục mảnh, khả năng khuếch tán nhiệt kém và độ giãn nở tuyến tính lớn. Khi ép chặt hai đầu phôi sẽ dễ bị uốn cong.
2. Độ cứng kém
Khi tiện, phôi phải chịu lực cắt, phôi mảnh sẽ bị chùng xuống do trọng lượng của chính nó và lực ly tâm khi quay ở tốc độ cao có thể dễ dàng khiến phôi bị uốn cong và biến dạng.
3. Chất lượng bề mặt khó đảm bảo
Trọng lượng, biến dạng và độ rung của phôi ảnh hưởng đến độ trụ và độ nhám bề mặt của phôi.
Làm thế nào để cải thiện độ chính xác xử lý của trục mảnh
1. Lựa chọn phương pháp kẹp phù hợp
(1) Phương pháp kẹp tâm kép. Việc sử dụng kẹp trung tâm kép có thể định vị chính xác phôi và dễ dàng đảm bảo độ đồng trục. Tuy nhiên, độ cứng của trục mảnh được kẹp bằng phương pháp này kém, trục mảnh dễ bị biến dạng uốn lớn và dễ bị rung. Do đó, nó chỉ phù hợp để gia công các bộ phận trục nhiều{4}}bước với tỷ lệ khung hình nhỏ, dung sai gia công nhỏ, yêu cầu về độ đồng trục cao.
(2) Một phương pháp kẹp và một phương pháp kẹp đẩy. Trong phương pháp kẹp này, nếu lực đẩy tâm quá chặt, ngoài việc làm cong trục mảnh, nó còn có thể cản trở sự giãn nở nhiệt của trục mảnh trong quá trình quay, khiến trục mảnh bị ép và uốn dọc trục. Ngoài ra, bề mặt kẹp của hàm và lỗ trung tâm có thể không đồng trục, điều này sẽ gây ra-định vị quá mức sau khi kẹp và cũng có thể khiến trục mảnh bị uốn cong. Sự biến dạng. Vì vậy, khi sử dụng phương pháp kẹp một{6}}kẹp{7}}một{8}}đẩy, tâm nên sử dụng tâm sống đàn hồi để trục mảnh có thể co dãn tự do sau khi gia nhiệt, giảm biến dạng uốn do nhiệt; đồng thời, một vòng dây hở có thể được chèn vào giữa các hàm và trục thanh mảnh để giảm chiều dài tiếp xúc dọc trục giữa các hàm và trục thanh mảnh, loại bỏ vị trí-quá mức trong quá trình lắp đặt và giảm biến dạng uốn.
(3) Phương pháp cắt công cụ-kép. Thanh trượt tiện dụng cụ-kép được sửa đổi để quay trục thanh mảnh và giá đỡ dụng cụ phía sau được thêm vào. Dụng cụ tiện phía trước và phía sau được sử dụng để tiện cùng một lúc. Hai dụng cụ tiện hoàn toàn đối diện nhau, với dụng cụ tiện phía trước được lắp ở đúng vị trí và dụng cụ tiện phía sau được lắp sai vị trí. Lực cắt hướng tâm do hai dụng cụ tiện tạo ra sẽ bù trừ lẫn nhau trong quá trình tiện. Phôi chịu biến dạng và độ rung nhỏ, độ chính xác xử lý cao, phù hợp cho sản xuất hàng loạt.
(4) Sử dụng giá đỡ dụng cụ và khung giữa. Trục mảnh được quay bằng phương pháp kẹp một kẹp và một đỉnh. Để giảm ảnh hưởng của lực cắt hướng tâm đến biến dạng uốn của trục thanh mảnh, người ta thường sử dụng giá đỡ dụng cụ và khung trung tâm, tương đương với việc bổ sung giá đỡ cho trục thanh mảnh, tăng độ cứng của trục thanh mảnh và giảm hiệu quả ảnh hưởng của lực cắt hướng tâm lên trục thanh mảnh.
(5) Sử dụng phương pháp cắt ngược để quay trục thanh mảnh. Phương pháp cắt ngược có nghĩa là trong quá trình tiện của trục thanh mảnh, dụng cụ tiện bắt đầu nạp từ mâm cặp trục chính đến ụ sau. Bằng cách này, lực cắt dọc trục được tạo ra trong quá trình xử lý làm cho trục mảnh bị kéo, loại bỏ biến dạng uốn do lực cắt dọc trục gây ra. Đồng thời, việc sử dụng đầu ụ đàn hồi có thể bù đắp hiệu quả biến dạng nén và độ giãn dài nhiệt của phôi từ dụng cụ đến ụ, tránh biến dạng uốn của phôi.
2. Chọn góc cắt dao hợp lý
Để giảm biến dạng uốn do quay trục mảnh, lực cắt tạo ra trong quá trình quay cần phải càng nhỏ càng tốt. Trong số các góc hình học của dụng cụ, góc cào, góc lệch chính và góc nghiêng của lưỡi cắt có tác động lớn nhất đến lực cắt. Dụng cụ tiện trục thanh mảnh phải đáp ứng các yêu cầu sau: lực cắt nhỏ, lực hướng tâm giảm, nhiệt độ cắt thấp, lưỡi dao sắc, loại bỏ phoi trơn tru và tuổi thọ dụng cụ dài. Qua tiện thép người ta biết rằng khi góc trước 0 tăng 10 độ thì lực hướng tâm Fr có thể giảm đi 30%; khi góc lệch chính Kr tăng 10 độ thì lực hướng tâm Fr có thể giảm hơn 10%; khi góc nghiêng lưỡi cắt λs nhận giá trị âm thì lực hướng tâm Fr cũng giảm.
(1) Góc trước ( 0) ảnh hưởng trực tiếp đến lực cắt, nhiệt độ cắt và lực cắt. Tăng góc cào có thể làm giảm biến dạng dẻo của lớp kim loại bị cắt và giảm đáng kể lực cắt. Tăng góc cào có thể làm giảm lực cắt. Do đó, khi quay các trục mảnh, góc cào của dụng cụ phải được tăng lên càng nhiều càng tốt đồng thời đảm bảo rằng dụng cụ tiện có đủ độ bền. Góc nghiêng thường được đặt ở mức 0=150 độ . Mặt trước của dụng cụ tiện phải được mài bằng rãnh ngắt phoi có chiều rộng rãnh phoi là B=3.5~4mm, br1=0.1~0,15mm và vát mép âm độ 01=-25 để giảm thành phần lực hướng tâm, loại bỏ phoi trơn tru, hiệu suất uốn phoi tốt và nhiệt độ cắt thấp. Do đó, nó có thể làm giảm và ngăn chặn sự biến dạng uốn và rung động của trục thanh mảnh.
(2) Góc trước chính (Kr) Góc trước chính Kr của dụng cụ tiện là yếu tố chính ảnh hưởng đến lực hướng tâm. Kích thước của nó ảnh hưởng đến kích thước và mối quan hệ tỷ lệ của ba lực cắt. Khi góc cào chính tăng lên, lực cắt hướng tâm giảm đáng kể. Góc cào chính phải được tăng lên càng nhiều càng tốt mà không ảnh hưởng đến độ bền của dụng cụ. Góc cào chính Kr=90 độ (được đặt thành 85 độ ~88 độ khi lắp đặt công cụ), góc cào thứ cấp K'r=8 độ ~100 độ và bán kính cung của đầu công cụ s=0.15~0,2mm có lợi cho việc giảm lực hướng tâm.
(3) Góc nghiêng của lưỡi dao (λs) Góc nghiêng ảnh hưởng đến hướng dòng chảy của phoi, độ bền của đầu dụng cụ và mối quan hệ tỷ lệ của ba lực cắt trong quá trình tiện. Khi góc nghiêng của lưỡi dao tăng lên, lực cắt hướng tâm giảm đáng kể, nhưng lực cắt dọc trục và lực cắt tiếp tuyến tăng lên. Khi góc nghiêng của lưỡi cắt nằm trong khoảng -10 độ ~+10 độ, mối quan hệ tỷ lệ của ba lực cắt là tương đối hợp lý. Khi tiện các trục thanh mảnh, góc nghiêng dương của lưỡi dao là +3 độ ~+10 độ thường được sử dụng để cho phép phoi chảy lên bề mặt cần xử lý.
(4) Góc sau nhỏ a{1}}a01=4 độ ~60 độ, đóng vai trò chống rung-.
3. Kiểm soát hợp lý các thông số cắt
Việc lựa chọn thông số cắt hợp lý hay không sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến độ lớn của lực cắt và lượng nhiệt cắt sinh ra trong quá trình cắt. Vì vậy, biến dạng do quay các trục mảnh cũng khác nhau. Nguyên tắc chọn thông số cắt để tiện thô và tiện bán thô-của các trục thanh mảnh là giảm lực cắt hướng tâm và nhiệt cắt càng nhiều càng tốt. Khi tiện các trục thanh mảnh, thông thường khi tỷ lệ khung hình và độ bền vật liệu lớn, thông số cắt nhỏ hơn sẽ được chọn, nghĩa là có nhiều đường chuyền hơn và độ sâu cắt nhỏ hơn để giảm độ rung và tăng độ cứng.
(1) Độ sâu cắt sau (ap). Với tiền đề là độ cứng của hệ thống xử lý được xác định, khi độ sâu cắt tăng, lực cắt và nhiệt cắt sinh ra trong quá trình tiện cũng tăng theo, khiến ứng suất và biến dạng nhiệt của trục thanh mảnh tăng lên. Vì vậy, khi tiện các trục mảnh, độ sâu cắt phía sau cần được giảm thiểu.
(2) Tốc độ tiến dao (f). Việc tăng tốc độ tiến dao sẽ làm tăng độ dày cắt và lực cắt. Tuy nhiên, lực cắt không tăng tỷ lệ thuận nên hệ số biến dạng ứng suất của trục thanh mảnh giảm. Từ góc độ nâng cao hiệu quả cắt, việc tăng tốc độ tiến dao có lợi hơn việc tăng độ sâu cắt.
(3) Tốc độ cắt (v). Tăng tốc độ cắt có lợi cho việc giảm lực cắt. Điều này là do khi tốc độ cắt tăng, nhiệt độ cắt tăng, ma sát giữa dụng cụ và phôi giảm và biến dạng lực của trục thanh mảnh giảm. Tuy nhiên, nếu tốc độ cắt quá cao, trục mảnh sẽ dễ bị uốn cong dưới tác dụng của lực ly tâm, phá hủy sự ổn định của quá trình cắt, do đó cần kiểm soát tốc độ cắt trong một phạm vi nhất định. Đối với phôi có tỷ lệ khung hình lớn hơn, tốc độ cắt phải được giảm thích hợp.
