Presisjon og nøyaktighet er svært viktig i prosjektering, og aksial utløp er en av de vanligste måtene at feil oppstår ved maskinering.
Aksialt utløp er mengden et skjæreverktøys rotasjonsakse er utenfor et plan.
Dette kan ha stor effekt på nøyaktigheten til det ferdige produktet, noe som kan føre til dyrt etterarbeid, mer avfall og mindre effektivitet.
Forståelse av aksialt utløp er viktig for ingeniørstudenter og fagfolk som ønsker å forsikre seg om at maskineringen fungerer bra og holder seg presis.
I dette blogginnlegget vil jeg snakke om årsakene til og virkningene av aksialt utløp, snakke om hvordan man kan måle det, og se på de beste måtene å holde effekten på maskineringsoperasjoner på et minimum.
Så, enten du er en erfaren ingeniør eller en nysgjerrig student, spenn deg fast og gjør deg klar til å lære om den fascinerende verdenen av aksial runout.
Introduksjon til Axial Runout
Formell definisjon:
Den totale mengden langs rotasjonsaksen som rotasjonen til et skjæreverktøy avviker fra et plan med.
Aksialt utløp er en type utløp som beskriver hvor langt et skjæreverktøys rotasjonsakse er fra et plan.
Det skjer når rotasjonsaksen ikke er den samme som spindelens sentrale akse, og forskjellen måles langs rotasjonsaksen.
På den annen side skjer radiell utløp når rotasjonsaksen beveger seg bort fra spindelens senterlinjeakse, men forblir parallelt med den.
Begge typer utløp kan forårsake problemer som vibrasjon, støy og tap av nøyaktighet.
Radiell vs. Aksial utløp
Langs lengden av senterlinjeaksen er mengden radiell utløp alltid den samme, men mengden aksial utløp endres avhengig av hvor den måles i forhold til basen.
En overflates posisjon når den roterer i et vertikalt plan påvirkes av dens aksiale utløp.
Dens radielle utløp, derimot, beskriver hvor rund eller off-senter den er.
Vanligvis er roterende trinn og bord laget med både radielle og aksiale utløp.
Måling av aksial utløp
Aksialt utløp er vinkelen mellom to akser som ikke er i samme plan.
I dette tilfellet vokser forskjellen mellom en del og en referanseakse når du beveger deg bort fra der de møtes.
En måleklokke er satt på spindelen til det roterende bordet eller scenen for å måle aksial utløp.
Deretter flyttes indikatoren slik at den berører referanseflaten, og bordet snus for å finne ut hvor langt den kan være fra referanseplanet.
Tips: Slå på bildetekstknappen hvis du trenger det. Velg "automatisk oversettelse" i innstillingsknappen hvis du ikke er kjent med det engelske språket. Du må kanskje klikke på språket til videoen først før favorittspråket ditt blir tilgjengelig for oversettelse.
Årsaker og virkninger av aksial utløp
Noen av tingene som kan forårsake aksialt utløp er slitte eller feiljusterte lagre, en bøyd spindel eller et arbeidsstykke, slurvete verktøy eller festeoppretting, og maskinverktøyet som utvider seg når det varmes opp.
Hvis det ikke tas hensyn til aksial utløp eller ikke er fikset under bearbeiding, kan det føre til at delen blir mindre nøyaktig, at deler avvises, at kostnadene går opp og at produktiviteten går ned.
Effekter av aksial utløp
Aksialt utløp kan påvirke maskineringsoperasjoner ved å gjøre sponbelastningen ujevn eller få verktøyet til å skravle for mye.
Dette kan føre til at spissen beveger seg, noe som endrer måten overflaten er laget på og hvor grov den er.
Det kan også forårsake endringer i overflatens topografi.
For eksempel, hvis verdien er høy nok, kan avstanden mellom verktøymerker endres, og verktøymerket etterlatt av den kth tannen kan fjernes.
Dessuten endres aksial utløp der skjæreverktøyet er i vertikalplanet, noe som kan forårsake ujevn sponbelastning, kortere verktøylevetid og mer vibrasjon.
Dette kan igjen føre til at arbeidsstykkets overflate får en dårlig finish, slik som ruhet, bølger og skravlingmerker.
Ved bearbeiding langs Z-aksen kan aksialt utløp også endre skjæredybden og føre til dimensjonsfeil, for eksempel avsmalning.
Når ømfintlige eller høypresisjonsdeler blir maskinert, kan effekten av aksial utløp på overflatefinish være svært merkbar.
Radial Runout
På den annen side skjer radiell utløp når rotasjonsaksen beveger seg bort fra spindelens senterlinjeakse, men forblir parallelt med den.
Begge typer utløp kan gjøre et verktøy eller utstyr mindre nøyaktig, noe som kan få det til å spinne av sin ideelle akse.
Radial runout gjør det vanskeligere å sentrere en del på bordet, noe som kan føre til en vinkelfeil som er for stor til å være akseptabel.
Radielle og aksiale utløp kan føre til at skjæreverktøy slites ut for raskt eller ujevnt, noe som kan føre til at de går i stykker for tidlig og gjør prosessen mindre sikker.
Slike brudd kan gjøre det vanskeligere å reparere eller bruke de gjenværende skjærekantene, noe som vil øke kostnadene for forbruksvarer.
Runout har stor innvirkning på hvor nøyaktig maskinering er og hvor lenge verktøy varer.
Måling av aksial utløp
Det er forskjellige måter å måle aksialt utløp som varierer i hvor nøyaktige de er og hvor vanskelige de er å bruke.
Statiske testmetoder
Statisk testing er en vanlig måte å måle aksial utløp fordi det er enklere og koster mindre enn dynamisk testing.
Statiske tester utføres når spindelen eller arbeidsstykket står stille.
Det er forskjellige måter å gjøre dem på, som er forklart i Axes of Rotation av American Society of Mechanical Engineers.
En måleklokke med standard magnetisk base er en enkel og vanlig måte å måle utløpet til en kobling eller en aksel.
For å gjøre denne testen, settes den magnetiske basen på en flat overflate nær koblingen eller akselen, og viseren settes på koblingen eller akselen for å måle utløpet.
Hvis det er for mye utløp betyr det at den indre diameteren på koblingsnavet er slitt eller at akselen er bøyd.
I noen tilfeller er det også lurt å sjekke koblingens aksiale utløp ved å sette viseren på koblingsnavets utside.
Dynamiske testmetoder
Dynamiske testmetoder er vanskeligere å forstå, men de gir litt mer nøyaktige resultater fordi de tar hensyn til varme, vibrasjoner og sentrifugalkraft.
Dynamisk testing utføres mens spindelen eller arbeidsstykket beveger seg.
Det kan også gjøres på forskjellige måter, for eksempel ved å bruke de tidsbaserte eller frekvensbaserte metodene.
I den tidsbaserte metoden brukes en turteller for å måle hvor fort spindelen dreier og et akselerometer brukes til å måle hvor mye utløp som får maskinen til å riste.
Den frekvensbaserte metoden måler frekvensen av vibrasjonene forårsaket av utløp med en frekvensanalysator.
Utstyr og kalibrering
Nøyaktigheten av målinger av aksial utløp avhenger av utstyret som brukes og hvordan det er satt opp og kalibrert.
Uansett hvilken metode som brukes, må nøyaktige målinger settes opp og kalibreres riktig.
Det er viktig å sørge for at utstyret er satt opp og kalibrert riktig slik at det kan gi nøyaktige avlesninger.
Akselutløp
Mesteparten av tiden brukes aksial akselutløp for å kontrollere tilstanden til trykklager.
Den måles på midten av akselen (på dens roterende akse).
Face runout er betegnelsen på mål som ikke er i sentrum.
I dette tilfellet blir flathet og firkantethet en del av målingen, noe de fleste applikasjoner ikke bryr seg om.
Radial akselutløp er en måte å måle hvor mye en rund aksel beveger seg rundt midten når den svinger.
Driv/akselinnretting, lagerstivhet, økende utløp ettersom lagrene slites, og balanse er alle ting som kan forårsake dette.
Forskjellen mellom aksial og radiell utløp
Begge typer utløp er avvik fra den tiltenkte rotasjonsaksen, men retningen på avviket og effekten på arbeidsstykket er forskjellig for hver type.
Radial runout forklart
Radiell utløp er når rotasjonsaksen ikke er på linje med spindelens senterlinje, men fortsatt er borte fra den.
Radial runout er en måling som er lik hele veien langs maskinens akse.
Den viser hvordan et roterende bord beveger seg når det svinger i et horisontalt plan.
Det kalles noen ganger eksentrisitet eller sideoversettelse.
Aksial utløp forklart
Når et skjæreverktøys rotasjonsakse beveger seg bort fra et plan langs rotasjonsaksen, kalles dette aksial utløp.
På grunn av avviket er aksen nå vippet og går ikke lenger parallelt med hovedaksen.
Hvor mye aksialt utløp det er vil avhenge av hvor på underlaget det måles.
Aksialt utløp kan føre til en rekke problemer, slik som ujevn sponbelastning, for mye verktøyskravling, spissavdrift og problemer med overflateruhet og generering.
Effekter av radiell og aksial utløp
Begge typer utløp kan gjøre et verktøy eller utstyr mindre nøyaktig, noe som kan få det til å spinne av sin ideelle akse.
Radiell utløp gjør det vanskeligere å sentrere en del på et bord, noe som fører til vinkelfeil og dårlig overflatefinish i form av rundhetsfeil.
Aksialt utløp endres der skjæreverktøyet er i vertikalplanet, noe som forårsaker ujevn sponbelastning, kortere verktøylevetid og mer vibrasjon.
Dette kan igjen føre til at arbeidsstykkets overflate får en dårlig finish, slik som ruhet, bølger og skravlingmerker.
Ved bearbeiding langs Z-aksen kan aksialt utløp også endre skjæredybden og føre til dimensjonsfeil, for eksempel avsmalning.
Måling av aksial og radiell utløp
Mesteparten av tiden brukes en måleklokke med en standard magnetisk base for å måle utløpet av en kopling eller aksel.
Bare sett den magnetiske basen på en flat overflate nær akselen eller koblingen.
Sett deretter viseren på koblingen eller akselen og se hvordan skiven beveger seg.
Hvis det er for mye utløp betyr det at den indre diameteren på koblingsnavet er slitt eller at akselen er bøyd.
I noen tilfeller er det også lurt å sjekke koblingens aksiale utløp ved å sette viseren på koblingsnavets utside.
Aksialt utløp kan måles på en rekke måter.
Klokkeindikatorer, lasersensorer og koordinatmålemaskiner er noen av de vanligste måtene å gjøre dette på.
Enkle målinger gjøres ofte med måleskiver, som de med magnetisk base.
Testen gjøres ved å sette den magnetiske basen på en flat overflate og sette viseren på akselen eller koblingen for å måle utløpet.
Lasersensorer eller koordinatmålemaskiner kan brukes til å gjøre målinger som er mer nøyaktige og presise.
Disse enhetene lar deg ta målinger uten å berøre dem, og de kan måle utløp langs mer enn én akse samtidig.
Minimere og eliminere aksialt utløp
For å redusere eller bli kvitt aksialt utløp er det viktig å sette opp og vedlikeholde maskinen riktig.
Her er noen av de beste måtene å redusere aksial utløp:
- Presisjonsverktøyholdere: Ved å bruke presisjonsverktøyholdere som krympe- eller press-fit verktøyholdere kan du gi deg nøyaktig og presis verktøyrotasjon, noe som kan bidra til å redusere utløp.
- Velge maskiner og verktøyholdere med minimalt slag: Å velge maskiner og verktøyholdere med minimalt utløp er nøkkelen til å holde den totale utløpet til et system på et minimum.
- Ensartet trykk: Sørg for at det er samme mengde trykk rundt skaftet for å redusere utløp.
- Kontrollere og skifte ut slitte lagre: For å redusere aksialt utløp, bør slitte eller skadede lagre kontrolleres og skiftes ut med jevne mellomrom.
- Overvåking og kontroll av skjærekrefter: Bruk av riktig skjæreparametere kan for eksempel hjelpe til med å kontrollere skjærekrefter og redusere aksialt utløp.
Bransjestandarder og spesifikasjoner
Det finnes industristandarder og spesifikasjoner for aksial utløp som brukes for å sikre at deler oppfyller visse krav til nøyaktighet og presisjon.
Organisasjoner som International Organization for Standardization (ISO) og American National Standards Institute setter disse reglene og kravene (ANSI).
Sirkulær runout er en av de mest brukte industristandardene for aksial runout.
Sirkulær utløp er en type geometrisk toleranse som brukes til å måle hvor mye en overflate beveger seg opp eller ned når den svinger i et horisontalt plan.
Ved sirkulær utløp brukes nullpunktaksen som referansepunkt for toleransesonen.
Dette lager en 2D-toleransesone rundt datum-aksen.
For å møte forklaringen må alle punkter på den virkelige overflaten være innenfor denne toleransesonen.
Ved å kombinere to korte akser i endene av delen, kan sirkulær utløp også brukes til å sjekke andre sentrale delegenskaper.
Det er andre regler i næringslivet om aksial utløp, for eksempel:
- ISO 1101: Denne standarden beskriver de generelle kravene til geometrisk toleranse for arbeidsstykker, inkludert bruk av toleransesoner for å kontrollere form, orientering og plassering.
Denne standarden, ANSI Y14.5, sier hvordan geometrisk dimensjonering og toleranse (GD&T) skal brukes på tekniske tegninger.
Denne standarden, ASME B89.3.4, sier hvordan man måler aksial utløp med måleindikatorer eller elektroniske forskyvningsprober.
Disse industristandardene og spesifikasjonene gir ingeniører, produsenter og personer med ansvar for kvalitetskontroll en måte å snakke med hverandre på og sørge for at deler oppfyller visse krav.
Ved å følge disse standardene og retningslinjene kan produsenter sørge for at delene deres er nøyaktige og oppfyller kundenes behov.
Konklusjon
Avslutningsvis er aksial utløp en viktig ting for ingeniører og maskinister å tenke på hvis de ønsker at arbeidet deres skal være presist.
Det er alltid en trussel mot nøyaktigheten og effektiviteten til maskineringsoperasjoner, men med de riktige verktøyene, teknikkene og kunnskapen kan det håndteres.
Ved å forstå årsakene og virkningene av aksial utløp og bruke beste praksis for å redusere effektene, kan ingeniører oppnå høye nivåer av nøyaktighet, forbedre produktiviteten og redusere avfall.
Men aksial utløp er også en påminnelse om den delikate balansen som må holdes mellom kompleksiteten i å lage ting og ønsket om perfeksjon.
Når vi fortsetter å komme med nye ideer og flytter grensene for hva som er mulig, må vi være ydmyke i møte med utfordringer og alltid prøve å lære mer om og bli bedre i verden rundt oss.
Dele på…
