Precizia și acuratețea sunt foarte importante în inginerie, iar deformarea axială este una dintre cele mai frecvente moduri în care apar greșeli la prelucrare.
Denivelarea axială este cantitatea în care axa de rotație a unei scule de tăiere este îndepărtată de un plan.
Acest lucru poate avea un efect mare asupra acurateței produsului finit, ceea ce poate duce la reprelucrare costisitoare, mai multe deșeuri și mai puțină eficiență.
Înțelegerea curbei axiale este importantă pentru studenții de inginerie și profesioniștii care doresc să se asigure că prelucrarea funcționează bine și rămâne precisă.
În această postare pe blog, voi vorbi despre cauzele și efectele curgerii axiale, voi vorbi despre cum să o măsurez și voi analiza cele mai bune modalități de a menține efectele sale asupra operațiunilor de prelucrare la minimum.
Deci, indiferent dacă sunteți un inginer cu experiență sau un student curios, puneți-vă centura și pregătiți-vă să aflați despre lumea fascinantă a runoutului axial.
Introducere în runout axial
Definiție formală:
Suma totală de-a lungul axei de rotație cu care rotația unei scule de tăiere se abate de la un plan.
Runout axial este un tip de runout care descrie cât de departe este axa de rotație a sculei de tăiere de un plan.
Se întâmplă atunci când axa de rotație nu este aceeași cu axa centrală a axului, iar diferența este măsurată de-a lungul axei de rotație.
Pe de altă parte, curba radială are loc atunci când axa de rotație se îndepărtează de axa centrală a arborelui, dar rămâne paralelă cu aceasta.
Ambele tipuri de curățare pot cauza probleme precum vibrații, zgomot și pierderea preciziei.
Runout radial vs. Axial
De-a lungul lungimii axei liniei centrale, cantitatea de deformare radială este întotdeauna aceeași, dar cantitatea de curățare axială se modifică în funcție de locul în care este măsurată în raport cu bază.
Poziția unei suprafețe atunci când se rotește într-un plan vertical este afectată de deformarea sa axială.
Pe de altă parte, curățarea sa radială descrie cât de rotundă sau decentrată este.
De obicei, treptele și mesele rotative sunt realizate atât cu denivelări radiale, cât și axiale.
Măsurarea curbei axiale
Denivelarea axială este unghiul dintre două axe care nu sunt în același plan.
În acest caz, diferența dintre o piesă și o axă de referință crește pe măsură ce vă îndepărtați de locul în care se întâlnesc.
Un indicator cadran este pus pe axul mesei rotative sau al treptei pentru a măsura curajul axial.
Indicatorul este apoi mutat astfel încât să atingă suprafața de referință, iar masa este întoarsă pentru a afla cât de departe poate fi de planul de referință.
Sfat: activați butonul de subtitrare dacă aveți nevoie de el. Alegeți „traducere automată” în butonul de setări, dacă nu sunteți familiarizat cu limba engleză. Poate fi necesar să faceți mai întâi clic pe limba videoclipului înainte ca limba preferată să devină disponibilă pentru traducere.
Cauzele și efectele curgerii axiale
Unele dintre lucrurile care pot cauza deformarea axială sunt rulmenți uzați sau nealiniați, un arbore sau o piesă de prelucrat îndoite, o aliniere neglijentă a sculei sau a dispozitivului de fixare și extinderea mașinii-unelte pe măsură ce se încălzește.
Dacă deformarea axială nu este luată în considerare sau nu este fixată în timpul prelucrării, aceasta poate cauza ca piesa să fie mai puțin precisă, piesele să fie respinse, costurile să crească și productivitatea să scadă.
Efectele curgerii axiale
Denivelarea axială poate afecta operațiunile de prelucrare, determinând încărcarea așchiilor neuniforme sau determinând zgomotul prea mult al sculei.
Acest lucru poate face ca vârful să se miște, ceea ce schimbă modul în care este făcută suprafața și cât de aspră este.
De asemenea, poate provoca modificări ale topografiei suprafeței.
De exemplu, dacă valoarea este suficient de mare, distanța dintre semnele sculei se poate modifica și semnul sculei lăsat de dintele kth poate fi îndepărtat.
De asemenea, deformarea axială se modifică acolo unde scula de tăiere se află în plan vertical, ceea ce poate cauza încărcări inegale de așchii, durata de viață mai scurtă a sculei și mai multe vibrații.
Acest lucru, la rândul său, poate face ca suprafața piesei de prelucrat să aibă un finisaj prost, cum ar fi rugozitate, valuri și urme de zgomot.
La prelucrarea de-a lungul axei Z, deformarea axială poate modifica și adâncimea de tăiere și poate duce la erori de dimensiuni, cum ar fi conicitatea.
Atunci când sunt prelucrate piesele delicate sau de înaltă precizie, efectele curbei axiale asupra finisării suprafeței pot fi foarte vizibile.
Runout radial
Pe de altă parte, curba radială are loc atunci când axa de rotație se îndepărtează de axa centrală a arborelui, dar rămâne paralelă cu aceasta.
Ambele tipuri de curățare pot face ca o unealtă sau o piesă de echipament să fie mai puțin precisă, ceea ce o poate face să se învârtească de pe axa ideală.
Deformarea radială îngreunează centrarea unei piese pe masă, ceea ce poate duce la o eroare de unghi prea mare pentru a fi acceptabilă.
Denivelările radiale și axiale pot duce la uzura prea rapidă sau neuniformă a sculelor de tăiere, ceea ce le poate face să se rupă prea curând și să facă procesul mai puțin sigur.
Astfel de pauze ar putea îngreuna recondiționarea sau utilizarea marginilor de tăiere rămase, ceea ce ar crește costul consumabilelor.
Runout are un efect mare asupra preciziei prelucrării și cât durează sculele.
Măsurarea curbei axiale
Există diferite moduri de măsurare a curbei axiale, care variază în ceea ce privește precizia și cât de greu sunt de utilizat.
Metode de testare statică
Testarea statică este o modalitate obișnuită de a măsura curajul axial, deoarece este mai ușoară și costă mai puțin decât testarea dinamică.
Testele statice se fac atunci când axul sau piesa de prelucrat sunt nemișcate.
Există diferite moduri de a le face, care sunt explicate în Axele de rotație de către Societatea Americană a Inginerilor Mecanici.
Un comparator cu o bază magnetică standard este o modalitate simplă și obișnuită de a măsura curățarea unui cuplaj sau a unui arbore.
Pentru a face acest test, baza magnetică este pusă pe o suprafață plană lângă cuplare sau arbore, iar indicatorul cadran este pus pe cuplare sau arbore pentru a măsura curajul.
Dacă există prea multă curgere, înseamnă că diametrul interior al butucului de cuplare este uzat sau că arborele este îndoit.
În unele cazuri, este, de asemenea, o idee bună să verificați deformarea axială a cuplajului, punând indicatorul cadran pe fața exterioară a butucului de cuplare.
Metode de testare dinamică
Metodele de testare dinamică sunt mai greu de înțeles, dar dau rezultate puțin mai precise, deoarece iau în considerare căldura, vibrațiile și forța centrifugă.
Testarea dinamică se face în timp ce axul sau piesa de prelucrat se mișcă.
De asemenea, se poate face în diferite moduri, cum ar fi utilizarea metodelor bazate pe timp sau pe frecvență.
În metoda bazată pe timp, se folosește un tahometru pentru a măsura cât de repede se rotește axul și un accelerometru este folosit pentru a măsura cât de multă curgere provoacă tremurarea mașinii.
Metoda bazată pe frecvență măsoară frecvența vibrațiilor cauzate de deformare cu un analizor de frecvență.
Echipament și calibrare
Precizia măsurătorilor curgerii axiale depinde de echipamentul utilizat și de modul în care este configurat și calibrat.
Indiferent de metoda utilizată, măsurătorile precise trebuie configurate și calibrate corect.
Este important să vă asigurați că echipamentul este configurat și calibrat corect, astfel încât să poată oferi citiri precise.
Runout arbore
De cele mai multe ori, curbarea axială a arborelui este utilizată pentru a verifica starea rulmenților axiali.
Se măsoară la mijlocul arborelui (pe axa de rotație).
Runout facial este termenul pentru măsurători care nu sunt în centru.
În acest caz, planeitatea și perpendicularitatea devin parte din măsurare, de care majoritatea aplicațiilor nu le pasă.
Runoutul arborelui radial este o modalitate de a măsura cât de mult se mișcă un arbore rotund în jurul centrului său în timp ce se rotește.
Alinierea arborelui de antrenare/ax, rigiditatea rulmentului, creșterea deformarii pe măsură ce rulmenții se uzează și echilibrul sunt toate lucrurile care pot cauza acest lucru.
Diferența dintre runout axial și radial
Ambele tipuri de abateri sunt abateri de la axa de rotație intenționată, dar direcția abaterii și efectele asupra piesei de prelucrat sunt diferite pentru fiecare tip.
Extinderea radială explicată
Deplasarea radială este atunci când axa de rotație nu este în linie cu linia centrală a arborelui, dar este încă îndepărtată de aceasta.
Runout radial este o măsurătoare care este aceeași pe tot drumul de-a lungul axei mașinii.
Acesta arată cum se mișcă o masă rotativă atunci când se rotește într-un plan orizontal.
Uneori se numește excentricitate sau translație laterală.
Extinderea axială explicată
Atunci când axa de rotație a unei scule de tăiere se îndepărtează de un plan de-a lungul axei sale de rotație, aceasta se numește deformare axială.
Din cauza abaterii, axa este acum înclinată și nu mai merge paralel cu axa principală.
Cât de mult curba axială există va depinde de locul în care este măsurată pe bază.
Denivelarea axială poate duce la o serie de probleme, cum ar fi încărcarea neuniformă a așchiilor, prea multă vibrație a sculei, deplasarea vârfului și probleme cu rugozitatea și generarea suprafeței.
Efectele curgerii radiale și axiale
Ambele tipuri de curățare pot face ca o unealtă sau o piesă de echipament să fie mai puțin precisă, ceea ce o poate face să se învârtească de pe axa ideală.
Deformarea radială face mai dificilă centrarea unei piese pe o masă, ceea ce duce la erori unghiulare și finisare slabă a suprafeței sub formă de erori de rotunjime.
Deformarea axială se modifică acolo unde scula de tăiere se află în plan vertical, ceea ce provoacă încărcări neuniforme de așchii, durată de viață mai scurtă a sculei și mai multe vibrații.
Acest lucru, la rândul său, poate face ca suprafața piesei de prelucrat să aibă un finisaj prost, cum ar fi rugozitate, valuri și urme de zgomot.
La prelucrarea de-a lungul axei Z, deformarea axială poate modifica și adâncimea de tăiere și poate duce la erori de dimensiuni, cum ar fi conicitatea.
Măsurarea curbei axiale și radiale
De cele mai multe ori, un comparator cu o bază magnetică standard este utilizat pentru a măsura curajul unui cuplaj sau arbore.
Doar puneți baza magnetică pe o suprafață plană aproape de arbore sau de cuplare.
Apoi, puneți cadranul indicator pe cuplaj sau arbore și urmăriți cum se mișcă cadranul.
Dacă există prea multă curgere, înseamnă că diametrul interior al butucului de cuplare este uzat sau că arborele este îndoit.
În unele cazuri, este, de asemenea, o idee bună să verificați deformarea axială a cuplajului, punând indicatorul cadran pe fața exterioară a butucului de cuplare.
Runout axial poate fi măsurat în mai multe moduri.
Indicatoarele cu cadran, senzorii laser și mașinile de măsurare a coordonatelor sunt unele dintre cele mai comune modalități de a face acest lucru.
Măsurătorile simple se fac adesea cu comparatoare cu cadran, precum cele cu bază magnetică.
Testul se face prin așezarea bazei magnetice pe o suprafață plană și punerea indicatorului cadran pe arbore sau cuplare pentru a măsura curajul.
Senzorii laser sau mașinile de măsurat în coordonate pot fi utilizați pentru a efectua măsurători mai exacte și mai precise.
Aceste dispozitive vă permit să efectuați măsurători fără să le atingeți și pot măsura curajul de-a lungul mai multor axe în același timp.
Minimizarea și eliminarea curbei axiale
Pentru a reduce sau a elimina deformarea axială, este important să instalați și să întrețineți corect mașina.
Iată câteva dintre cele mai bune modalități de a reduce deformarea axială:
- Suporturi de scule de precizie: Utilizarea suporturilor de scule de precizie, cum ar fi suporturile de scule cu fixare prin contractare sau prin presare, vă poate oferi o rotație precisă și precisă a sculei, ceea ce poate ajuta la reducerea curgerii.
- Alegerea mașinilor și a suporturilor de scule cu deformare minimă: Alegerea mașinilor și a suporturilor de scule cu deformare minimă este esențială pentru a menține curățarea totală a unui sistem la un nivel minim.
- Presiune uniformă: Asigurați-vă că există aceeași cantitate de presiune în jurul tijei pentru a reduce curgerea.
- Verificarea și înlocuirea rulmenților uzați: Pentru a reduce deformarea axială, rulmenții uzați sau deteriorați trebuie verificați și înlocuiți în mod regulat.
- Monitorizarea și controlul forțelor de tăiere: Utilizarea parametrilor de tăiere potriviți, de exemplu, poate ajuta la controlul forțelor de tăiere și la reducerea deformarii axiale.
Standarde și specificații industriale
Există standarde și specificații din industrie pentru curățarea axială care sunt utilizate pentru a se asigura că piesele îndeplinesc anumite cerințe de acuratețe și precizie.
Organizații precum Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) și Institutul Național American de Standarde stabilesc aceste reguli și cerințe (ANSI).
Curățarea circulară este unul dintre standardele cele mai des utilizate în industrie pentru curățarea axială.
Curățarea circulară este un tip de toleranță geometrică care este utilizat pentru a măsura cât de mult se mișcă o suprafață în sus sau în jos atunci când se rotește într-un plan orizontal.
În cursa circulară, axa de referință este utilizată ca punct de referință pentru zona de toleranță.
Aceasta creează o zonă de toleranță 2D în jurul axei de referință.
Pentru a îndeplini indicația, toate punctele de pe suprafața reală trebuie să fie în interiorul acestei zone de toleranță.
Prin combinarea a două axe scurte la capetele piesei, curățarea circulară poate fi folosită și pentru a verifica alte caracteristici ale piesei centrale.
Există și alte reguli în lumea afacerilor despre runout axial, cum ar fi:
- ISO 1101: Acest standard descrie cerințele generale pentru toleranța geometrică a pieselor de prelucrat, inclusiv utilizarea zonelor de toleranță pentru a controla forma, orientarea și locația.
Acest standard, ANSI Y14.5, spune cum trebuie utilizate dimensionarea geometrică și toleranța (GD&T) pe desenele de inginerie.
Acest standard, ASME B89.3.4, spune cum se măsoară runout axial cu comparatoare sau sonde electronice de deplasare.
Aceste standarde și specificații din industrie oferă inginerilor, producătorilor și persoanelor responsabile cu controlul calității o modalitate de a discuta între ei și de a se asigura că piesele îndeplinesc anumite cerințe.
Urmând aceste standarde și linii directoare, producătorii se pot asigura că piesele lor sunt exacte și satisfac nevoile clienților lor.
Concluzie
În concluzie, curățarea axială este un lucru important la care inginerii și mașiniștii trebuie să se gândească dacă doresc ca munca lor să fie precisă.
Este întotdeauna o amenințare pentru acuratețea și eficiența operațiunilor de prelucrare, dar cu instrumentele, tehnicile și cunoștințele potrivite, poate fi rezolvată.
Înțelegând cauzele și efectele curbei axiale și folosind cele mai bune practici pentru a reduce efectele acesteia, profesioniștii în inginerie pot atinge niveluri ridicate de precizie, îmbunătăți productivitatea și pot reduce risipa.
Dar runoutul axial este, de asemenea, o reamintire a echilibrului delicat care trebuie păstrat între complexitatea realizării lucrurilor și dorința de perfecțiune.
Pe măsură ce continuăm să venim cu idei noi și să depășim limitele a ceea ce este posibil, trebuie să rămânem umili în fața provocărilor și să încercăm mereu să învățăm mai multe despre lumea din jurul nostru și să ne îmbunătățim.
Distribuie pe…
