우리 모두는 가는 샤프트가 가공하기 어렵다는 것을 알고 있습니다. 강성이 낮고 회전 중에 큰 응력과 열 변형이 발생하기 때문에 가는 샤프트의 가공 품질 요구 사항을 보장하기 어렵습니다.
오늘은 독일 장인들이 가는 샤프트를 어떻게 가공하는지 살펴보겠습니다.
적절한 클램핑 방법과 고급 가공 방법을 채택하고 합리적인 공구 각도와 절삭량을 선택함으로써 가는 샤프트의 가공 품질 요구 사항을 보장할 수 있습니다.
가공 시 가는 샤프트의 가장 일반적인 문제
1. 열변형이 크다
가는 샤프트를 회전시킬 때 열확산이 좋지 않고 선형 팽창이 큽니다. 공작물의 양쪽 끝을 단단히 누르면 구부리기 쉽습니다.
2. 강성이 나쁘다
회전할 때 공작물은 절단력을 받게 되고, 가느다란 공작물은 자체 무게로 인해 처지게 되며, 고속 회전 시 원심력으로 인해 -쉽게 구부러지고 변형될 수 있습니다.
3. 표면품질 확보가 어렵다.
공작물 자체의 무게, 변형, 진동은 공작물의 원통도와 표면 거칠기에 영향을 미칩니다.
가는 샤프트의 가공 정밀도를 향상시키는 방법
1. 적절한 클램핑 방법을 선택하십시오
(1) 더블 센터 클램핑 방식. 더블 센터 클램핑을 사용하면 공작물을 정확하게 위치시키고 동축성을 쉽게 확보할 수 있습니다. 그러나 이 방법으로 고정한 가는 축의 강성은 낮고 가는 축은 굽힘 변형이 크며 진동하기 쉽습니다. 따라서 종횡비가 작고 가공 공차가 적으며 동축 요구 사항이 높은 다단계 샤프트 부품 가공에만 적합합니다.
(2) 원클램프와 원푸쉬 클램핑 방식. 이 클램핑 방법에서는 중앙 푸시가 너무 빡빡하면 가는 샤프트가 구부러지는 것 외에도 회전 중에 가는 샤프트의 열 확장을 방해하여 가는 샤프트가 축 방향으로 압착되어 구부러질 수 있습니다. 또한, 조의 클램핑 표면과 중앙 구멍이 동축이 아닐 수 있으며, 이로 인해 클램핑 후 위치가 과도하게 지정되고 가는 샤프트가 구부러질 수도 있습니다. 흉한 모습. 따라서 원-클램프-원-푸싱 클램핑 방법을 사용할 경우 가느다란 샤프트가 가열 후 자유롭게 늘어나 열로 인한 굽힘 변형을 줄일 수 있도록 센터에 탄성 라이브 센터를 사용해야 합니다. 동시에 조와 가는 샤프트 사이에 개방형 와이어 링을 삽입하여 조와 가는 샤프트 사이의 축 접촉 길이를 줄이고 설치 중 과도한 위치 지정을 제거하고 굽힘 변형을 줄일 수 있습니다.{9}}
(3) 이중-공구 절단 방법. 가느다란 샤프트를 회전시킬 수 있도록 이중-공구 선반 슬라이드를 개조하고 후면 공구 홀더를 추가했습니다. 전면 및 후면 선삭 공구는 동시에 선삭하는 데 사용됩니다. 두 개의 선삭 공구는 반경 방향으로 반대입니다. 전면 선삭 공구는 올바른 위치에 설치되고 후면 선삭 공구는 잘못된 위치에 설치됩니다. 두 선삭 공구에 의해 생성된 반경 방향 절삭력은 선삭 중에 서로 상쇄됩니다. 공작물은 변형과 진동이 적고 가공 정확도가 높아 대량 생산에 적합합니다.
(4) 툴 홀더와 센터 프레임을 사용하십시오. 가느다란 샤프트는 하나의 클램프와 하나의 상단의 클램핑 방법으로 회전됩니다. 가는 샤프트의 굽힘 변형에 대한 반경 방향 절삭력의 영향을 줄이기 위해 전통적으로 공구 홀더와 센터 프레임이 사용됩니다. 이는 가는 샤프트에 지지대를 추가하고 가는 샤프트의 강성을 높이며 가는 샤프트에 대한 반경 방향 절삭력의 영향을 효과적으로 줄이는 것과 같습니다.
(5) 가는 샤프트를 회전하려면 역방향 절단 방법을 사용하십시오. 역방향 절삭 방법은 가는 샤프트의 선삭 공정 중에 선삭 공구가 스핀들 척에서 심압대까지 이송을 시작한다는 것을 의미합니다. 이러한 방식으로 가공 중에 발생하는 축 방향 절단력으로 인해 가는 샤프트가 당겨져 축 방향 절단력으로 인한 굽힘 변형이 제거됩니다. 동시에 탄성 심압대 팁을 사용하면 공구에서 심압대까지 공작물의 압축 변형 및 열 신장을 효과적으로 보상하여 공작물의 굽힘 변형을 방지할 수 있습니다.
2. 합리적인 도구 각도를 선택하십시오
가는 축의 회전에 따른 굽힘 변형을 줄이기 위해서는 회전 시 발생하는 절삭력을 최대한 줄여야 합니다. 공구의 기하학적 각도 중 경사각, 주편향각, 절삭날 경사각이 절삭력에 가장 큰 영향을 미칩니다. 가는 샤프트 선삭 공구는 작은 절삭력, 감소된 반경 방향 힘, 낮은 절삭 온도, 날카로운 블레이드, 부드러운 칩 제거 및 긴 공구 수명 등의 요구 사항을 충족해야 합니다. 경사각 0이 10도 증가하면 반경 방향 힘 Fr이 30% 감소할 수 있다는 것이 강철 선삭 작업을 통해 알려져 있습니다. 주 편향각 Kr이 10도 증가하면 반경 방향 힘 Fr이 10% 이상 감소할 수 있습니다. 절삭날 경사각 λs가 음의 값을 가지면 반경 방향 힘 Fr도 감소합니다.
(1) 경사각(0)은 절삭력, 절삭온도, 절삭력에 직접적인 영향을 미칩니다. 경사각을 늘리면 절단되는 금속층의 소성 변형을 줄이고 절단력을 크게 줄일 수 있습니다. 경사각을 크게 하면 절삭력을 줄일 수 있습니다. 따라서 가는 샤프트의 선삭에서는 선삭 공구의 강도가 충분한지 확인하면서 공구의 경사각을 최대한 높여야 합니다. 경사각은 일반적으로 0=150도로 설정됩니다. 선삭 공구의 경사면은 칩 홈 폭 B=3.5~4mm, br1=0.1~0.15mm, 네거티브 챔퍼 01=-25 정도의 칩 브레이커 홈으로 연삭해야 반경방향 힘 성분을 줄이고 칩 제거를 원활하게 하며 칩 컬링 성능을 높이고 절삭 온도를 낮춥니다. 따라서 가는 샤프트의 굽힘 변형 및 진동을 줄이고 방지할 수 있습니다.
(2) 주 경사각(Kr) 선삭 공구의 주 경사각(Kr)은 반경방향 힘에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 크기는 세 가지 절삭력의 크기와 비례 관계에 영향을 미칩니다. 주 경사각이 증가할수록 반경 방향 절삭력이 크게 감소합니다. 공구 강도에 영향을 주지 않으면서 주 경사각을 최대한 늘려야 합니다. 주 경사각 Kr=90도(공구 설치 시 85도 ~88도로 설정), 보조 경사각 K'r=8도 ~100도 및 공구 팁 호 반경 s= 0.15~0.2mm는 방사형 힘을 줄이는 데 도움이 됩니다.
(3) 블레이드 경사각(λs) 경사각은 칩의 흐름 방향, 공구 팁의 강도, 선삭 시 3가지 절삭력의 비례 관계에 영향을 줍니다. 블레이드 경사각이 증가함에 따라 반경 방향 절삭력은 크게 감소하지만 축 방향 절삭력과 접선 절삭력은 증가합니다. 블레이드 경사각이 -10도 ~+10도 범위에 있을 때 세 가지 절삭력의 비례 관계는 비교적 합리적입니다. 가는 샤프트를 회전시킬 때 칩이 가공 표면으로 흘러갈 수 있도록 +3도 ~+10도의 포지티브 블레이드 경사각이 종종 사용됩니다.
(4) 후면 각도는 0=a01=4도 ~ 60도로 작아서 진동-방지 역할을 합니다.
3. 절단 매개변수의 합리적인 제어
절단 매개변수를 합리적으로 선택하는지 여부는 절단 과정에서 발생하는 절단력의 크기와 절단 열의 양에 다른 영향을 미칩니다. 따라서 가는 샤프트를 회전시켜 발생하는 변형도 다릅니다. 가는 샤프트의 황삭 및 준황삭 선삭에 대한 절삭 매개변수 선택 원리는 반경 방향 절삭력과 절삭 열을 최대한 줄이는 것입니다. 가는 샤프트를 선삭할 때 일반적으로 종횡비와 재료 인성이 클 때 진동을 줄이고 강성을 높이기 위해 더 작은 절삭 매개변수, 즉 더 많은 패스와 더 작은 절삭 깊이가 선택됩니다.
(1) 후면 절삭 깊이(ap). 가공 시스템의 강성이 결정된다는 전제하에 절삭 깊이가 증가할수록 선삭 시 발생하는 절삭력과 절삭열이 그에 따라 증가하여 가는 샤프트의 응력과 열 변형이 증가합니다. 따라서 가느다란 샤프트를 선삭할 때는 백절입 깊이를 최소화해야 합니다.
(2) 공급 속도(f). 이송률이 증가하면 절삭 두께와 절삭력이 증가합니다. 그러나 절삭력은 정비례하여 증가하지 않으므로 가는 샤프트의 응력 변형 계수는 감소합니다. 절삭 효율을 높이는 관점에서는 절삭 깊이를 늘리는 것보다 이송률을 높이는 것이 더 유리합니다.
(3) 절삭 속도(v). 절삭 속도를 높이면 절삭력을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이는 절삭 속도가 증가함에 따라 절삭 온도가 증가하고 공구와 공작물 사이의 마찰이 감소하며 가는 샤프트의 힘 변형이 감소하기 때문입니다. 그러나 절단 속도가 너무 높으면 얇은 샤프트가 원심력의 작용으로 쉽게 구부러져 절단 공정의 안정성이 손상되므로 절단 속도를 특정 범위 내에서 제어해야 합니다. 종횡비가 더 큰 작업물의 경우 절단 속도를 적절하게 줄여야 합니다.
