Große CNC-Torn-Lösungen für dünne Wellen und große Rohre

Da sich die Fertigungsindustrie in Richtung hoher Präzision und Effizienz entwickelt, nimmt die Nachfrage nach der Bearbeitung von dünnen Wellen (Länge-Durchmesser-Verhältnis L/d > 25) und großer Rohrteile zu. Aufgrund von Problemen wie geringer Steifigkeit, leichten Verformungen und schwer kontrollierbarer Bearbeitungsgenauigkeit stellen diese Teile höhere Anforderungen an die Prozessgestaltung, das Haltemethode und die Schnittparameter von CNC-Tornen. DONGS CNC präsentiert eine Reihe effizienter CNC-Tornlösungen für dünne Wellen und große Röhren.

1. Bearbeitungsherausforderungen bei dünnen Wellen und großen Röhren

Verformung durch unzureichende Steifigkeit

Dünne Wellen und große Röhren sind während der Bearbeitung anfällig für Schneidkräfte, thermische Verformungen und Spannung durch das Halten, was zu Biegung, Vibration oder Abweichungen in den Maßen führt, insbesondere im Mittelstück. "Bambusförmige" oder "eingedellte" Mängel treten leicht auf.

Thermische Verformungen und Präzisionskontrolle

Wärmeansammlung beim Schneiden kann dazu führen, dass das Werkstück ausdehnt. Wenn die Spannmethode unangemessen ist (z. B. zu starke Oberdruckkraft), kann dies zu einer axialen Verformung durch Quetschen führen und hat Auswirkungen auf die Koaxialität und die Oberflächenqualität.

Ausgewogenheit zwischen Bearbeitungseffizienz und Kosten

Bei der traditionellen Bearbeitung sind häufig Anpassungen der Prozessschritte erforderlich, was zeitaufwendig ist und zu einem hohen Werkzeugverschleiß führt, sodass die Anforderungen der Massenproduktion schwer zu erfüllen sind.

2. Kernlösungen

1. Spannmethode optimieren

Umgekehrte Schnittmethode und elastisches Zentrum: Die umgekehrte Schnittmethode, bei der das Werkzeug von der Spindel in Richtung Hecklager geführt wird, wandelt die axiale Schneidkraft in eine Zugkraft um, um die Kompressionsverformung des Werkstücks zu reduzieren; das elastische Zentrum kompensiert thermische Ausdehnung, um ein Biegen des Werkstücks aufgrund thermischer Längenausdehnung zu verhindern46.

Mehrere Auflagepunkte Klemmtechnik: Verwenden Sie einen Werkzeughalter, ein Zentrum oder ein Lagerraum-System, um die radiale Steifigkeit des Werkstückes zu erhöhen. Zum Beispiel wird ein Lagerraum-Zentrum bei der Grobbearbeitung verwendet, um starke Unterstützung zu bieten, während ein Lagerraum-Werkzeughalter bei der Feinbearbeitung eingesetzt wird, um dynamisches Nachfolgeschneiden durchzuführen und Vibrationen zu reduzieren67.

Axiale Klemmtechnologie: Durch Anwendung einer axialen Zugkraft auf das Werkstück über einen Klemmkopf wird der Biegeeinfluss der Schneidkraft ausgeglichen und thermische Verformungen kompensiert, was für die Bearbeitung von ultralangen dünnen Wellen geeignet ist4.

2. Werkzeug- und Schnittparameter-Design

Optimierung der Werkzeuggeometrie: Erhöhung des Einschnittwinkels (γ=13°~17°) zur Reduktion der Schneidkraft; HauptSchnittwinkel (kr>60°) zur Verringerung der radialen Kraft; positiver Kantenneigungswinkel (λs=0°~+10°), um die Späne auf die zu verarbeitende Oberfläche zu leiten und so das Kratzen der verarbeiteten Oberfläche zu vermeiden47.

Steuerung der Schnittparameter:

Schnitttiefe (t): Verwendung einer kleinen Schnitttiefe (0,1~0,3mm) zur Reduktion der Schneidkraft;

Vorschub (f): angemessene Erhöhung des Vorschubs (0,1~0,2mm/r) zur Steigerung der Effizienz;

Schnittgeschwindigkeit (v): mittlere und niedrige Geschwindigkeit (80~150m/min), um den Einfluss von thermischer Deformation und Zentrifugalkraft auszugleichen

3. Prozessnebenmaßnahmen

Schneidstoffkühlsystem: Verwenden Sie Hochdruck-Emulsion oder Schneidöl, um die Temperatur der Schneidezone zu senken, thermische Verformungen zu reduzieren und die Werkzeuglebensdauer zu verlängern.

Segmentiertes Drehen und Prozessplanung: Teilen Sie die dünnwandige Welle in mehrere Segmente auf, verwenden Sie im Rohbearbeitungsstadium ein Mittelgestell zur Unterstützung, erhöhen Sie allmählich die Schnittparameter während der Halb- und Endbearbeitung und passen Sie den Prozess mit Online-Detektions-Technologie in Echtzeit an.

Intelligente Kompensationstechnologie: Kompensieren Sie Werkzeugverschleiß und thermische Fehler durch den integrierten Algorithmus des CNC-Systems, wie z. B. das FANUC OI-System zur dynamischen Pfadkorrektur und zur Verbesserung der Maßstabstabilität.

Um die Bearbeitungsprobleme von schlanken Wellen und großen Röhren zu lösen, ist es notwendig, die Spannmethode, die Werkzeugparameter und die Hilfsprozesse umfassend zu optimieren. Die Integration von Technologien wie Gegenfräsen, Mehrfachstützspannung, intelligente Kompensation und andere kann die Bearbeitungsgenauigkeit und -effizienz erheblich verbessern. DONGS Solutions bietet Ihnen die beste Lösung.