Решения для больших токарных станков с ЧПУ для тонких валов и крупных труб
По мере развития производственной промышленности в направлении высокой точности и эффективности, растет спрос на обработку тонких валов (отношение длины к диаметру L/d>25) и крупных трубчатых деталей. Из-за проблем, таких как низкая жесткость, легкая деформация и трудность контроля точности обработки, эти детали предъявляют более высокие требования к проектированию технологического процесса, способу зажима и параметрам резания ЧПУ. DONGS CNC предлагает комплексные решения для эффективной обработки тонких валов и больших труб на токарных станках с ЧПУ.
1. Технологические проблемы при обработке тонких валов и больших труб
Деформация, вызванная недостаточной жесткостью
Тонкие валы и большие трубы подвержены силам резания, тепловой деформации и напряжению от зажима во время обработки, что приводит к изгибу, вибрации или отклонению размеров, особенно в средней части. Проявляются склонности к возникновению "бамбукообразных" или "вогнутых" дефектов.
Тепловая деформация и контроль точности
Накопление тепла при резке может вызвать расширение заготовки. Если метод зажима неправильный (например, чрезмерная сила затяжки сверху), это может привести к осевому деформирующему смещению, влияющему на коаксиальность и качество поверхности.
Баланс между производительностью обработки и стоимостью
Традиционная обработка требует частой корректировки технологических этапов, что отнимает много времени и вызывает высокий износ инструмента, делая трудно удовлетворить потребности массового производства.
2. Основные решения
1. Оптимизируйте методы зажима
Метод обратной резки и упругий центр: при обратной резке, когда инструмент подается от шпинделя к задней бабке, осевая сила резания преобразуется в растягивающую силу для уменьшения сжимающей деформации заготовки; упругий центр компенсирует тепловое расширение, предотвращая изгиб заготовки из-за тепловой удлиннения46.
Крепление с несколькими точками опоры: используется следователь, центральный упор или система поддержки подшипников для увеличения радиальной жесткости заготовки. Например, подшипниковый центральный упор используется для обеспечения прочной поддержки во время грубой обработки, а подшипниковый следователь применяется во время чистовой обработки для достижения динамического следящего резания и уменьшения вибрации67.
Технология осевого зажима: на заготовку через зажимную головку применяется осевое усилие натяжения для компенсации изгибающего эффекта силы резания и компенсации тепловой деформации, что подходит для обработки сверхдлинных тонких валов4.
2. Инструмент и проектирование параметров резания
Оптимизация геометрии инструмента: увеличение угла заострения (γ=13°~17°) для снижения силы резания; главный передний угол (kr>60°) для уменьшения радиальной силы; положительный угол наклона кромки (λs=0°~+10°) для направления стружки на обрабатываемую поверхность, чтобы избежать царапин на обработанной поверхности47.
Контроль параметров резания:
Глубина резания (t): использование малой глубины резания (0.1~0.3 мм) для снижения силы резания;
Подача (f): соответствующее увеличение подачи (0.1~0.2 мм/об.) для повышения эффективности;
Скорость резания (v): средняя и низкая скорость (80~150 м/мин) для балансировки влияния тепловой деформации и центробежной силы
3. Вспомогательные меры обработки
Система охлаждения режущей жидкости: используйте высокодавную эмульсию или режущее масло для снижения температуры зоны резания, уменьшения термической деформации и увеличения срока службы инструмента.
Разделенная обработка и планирование процесса: разделите тонкостенную шпильку на несколько сегментов для обработки, используйте центральную поддержку на этапе черновой обработки, постепенно увеличивайте параметры резания на полуфинишном и финишном этапах, а также корректируйте процесс в реальном времени с использованием технологий онлайн-контроля.
Интеллектуальная компенсационная технология: компенсируйте износ инструмента и тепловые ошибки через встроенные алгоритмы системы ЧПУ, например, используйте систему FANUC OI для достижения динамической коррекции траектории и повышения размерной стабильности.
Для решения проблем обработки тонких валов и больших труб необходимо комплексно оптимизировать методы зажима, параметры инструмента ивспомогательные процессы. Интеграция технологий обратной резки, многоопорного зажима, интеллектуальной компенсации и других методов может значительно повысить точность и эффективность обработки. DONGS Solutions предлагает вам лучшее решение.