Precision och noggrannhet är mycket viktigt inom ingenjörskonst, och axiell utlopp är ett av de vanligaste sätten att misstag uppstår vid bearbetning.
Axialt utlopp är den mängd som ett skärverktygs rotationsaxel är borta från ett plan.
Detta kan ha stor effekt på den färdiga produktens noggrannhet, vilket kan leda till dyr omarbetning, mer avfall och mindre effektivitet.
Det är viktigt att förstå axiell avvikelse för ingenjörsstudenter och yrkesverksamma som vill försäkra sig om att bearbetningen fungerar bra och förblir exakt.
I det här blogginlägget kommer jag att prata om orsakerna och effekterna av axiellt utlopp, prata om hur man mäter det och titta på de bästa sätten att hålla dess effekter på bearbetningsoperationer till ett minimum.
Så, oavsett om du är en erfaren ingenjör eller en nyfiken student, spänn fast dig och gör dig redo att lära dig mer om den fascinerande världen av axial runout.
Introduktion till Axial Runout
Formell definition:
Den totala mängden längs rotationsaxeln med vilken rotationen av ett skärverktyg avviker från ett plan.
Axial runout är en typ av runout som beskriver hur långt ett skärverktygs rotationsaxel är från ett plan.
Det händer när rotationsaxeln inte är densamma som spindelns centrala axel, och skillnaden mäts längs rotationsaxeln.
Å andra sidan inträffar radiell utlopp när rotationsaxeln rör sig bort från spindelns mittlinjeaxel men förblir parallell med den.
Båda typerna av runout kan orsaka problem som vibrationer, buller och förlust av noggrannhet.
Radiell vs. Axial Runout
Längs med centrumaxelns längd är mängden radiell utlopp alltid densamma, men mängden axiell utskjutning ändras beroende på var den mäts i förhållande till basen.
En ytas position när den roterar i ett vertikalplan påverkas av dess axiella utlopp.
Dess radiella utlopp, å andra sidan, beskriver hur rund eller off-center den är.
Vanligtvis tillverkas roterande steg och bord med både radiella och axiella utlopp.
Mätning av Axial Runout
Axial utlopp är vinkeln mellan två axlar som inte är i samma plan.
I det här fallet ökar skillnaden mellan en del och en referensaxel när du rör dig bort från där de möts.
En mätklocka är placerad på spindeln på det roterande bordet eller steget för att mäta axiellt utlopp.
Indikatorn flyttas sedan så att den nuddar referensytan, och bordet vrids för att ta reda på hur långt det kan vara från referensplanet.
Tips: Slå på bildtextknappen om du behöver den. Välj "automatisk översättning" i inställningsknappen om du inte är bekant med det engelska språket. Du kan behöva klicka på språket för videon först innan ditt favoritspråk blir tillgängligt för översättning.
Orsaker och effekter av Axial Runout
Några av de saker som kan orsaka axiellt utfall är slitna eller felinriktade lager, en böjd spindel eller arbetsstycke, slarvigt verktyg eller fixturinriktning och att verktygsmaskinen expanderar när den värms upp.
Om det inte tas hänsyn till axiell utlopp eller inte fixeras under bearbetningen kan det leda till att detaljen blir mindre exakt, delar kasseras, kostnaderna ökar och produktiviteten sjunker.
Effekter av Axial Runout
Axialt utlopp kan påverka bearbetningsoperationerna genom att göra spånbelastningen ojämn eller få verktyget att skratta för mycket.
Detta kan göra att spetsen rör sig, vilket förändrar hur ytan är gjord och hur grov den är.
Det kan också orsaka förändringar i ytans topografi.
Till exempel, om värdet är tillräckligt högt kan avståndet mellan verktygsmärkena ändras, och verktygsmärket som lämnats av den k:te tanden kan tas bort.
Dessutom ändras axiellt utlopp där skärverktyget befinner sig i vertikalplanet, vilket kan orsaka ojämna spånbelastningar, kortare verktygslivslängd och mer vibrationer.
Detta kan i sin tur göra att arbetsstyckets yta får en dålig finish, såsom grovhet, vågor och skrammelmärken.
Vid bearbetning längs Z-axeln kan axiellt utlopp också ändra skärdjupet och leda till dimensionsfel, som till exempel avsmalning.
När ömtåliga delar eller högprecisionsdelar bearbetas kan effekterna av axiell utlopp på ytfinishen vara mycket märkbara.
Radiell runout
Å andra sidan inträffar radiell utlopp när rotationsaxeln rör sig bort från spindelns mittlinjeaxel men förblir parallell med den.
Båda typerna av runout kan göra ett verktyg eller en utrustning mindre exakt, vilket kan få det att snurra av sin ideala axel.
Radiell runout gör det svårare att centrera en del på bordet, vilket kan leda till ett vinkelfel som är för stort för att vara acceptabelt.
Radiella och axiella utlopp kan göra att skärverktyg slits ut för snabbt eller ojämnt, vilket kan göra att de går sönder för tidigt och gör processen mindre säker.
Sådana avbrott kan göra det svårare att rekonditionera eller använda de återstående skäreggarna, vilket skulle öka kostnaderna för förbrukningsvaror.
Runout har stor inverkan på hur noggrann bearbetning är och hur länge verktygen håller.
Mätning av Axial Runout
Det finns olika sätt att mäta axiell utlopp som varierar i hur noggranna de är och hur svåra de är att använda.
Statiska testmetoder
Statisk testning är ett vanligt sätt att mäta axiell utlopp eftersom det är enklare och kostar mindre än dynamisk testning.
Statiska tester görs när spindeln eller arbetsstycket står stilla.
Det finns olika sätt att göra dem, som förklaras i Axes of Rotation av American Society of Mechanical Engineers.
En mätklocka med en vanlig magnetisk bas är ett enkelt och vanligt sätt att mäta utloppet av en koppling eller en axel.
För att göra detta test läggs den magnetiska basen på en plan yta nära kopplingen eller axeln, och mätklockan sätts på kopplingen eller axeln för att mäta utloppet.
Om det är för mycket utlopp betyder det att kopplingsnavets innerdiameter är sliten eller att axeln är böjd.
I vissa fall är det också en god idé att kontrollera kopplingens axiella utlopp genom att sätta mätklockan på kopplingsnavets utsida.
Dynamiska testmetoder
Dynamiska testmetoder är svårare att förstå, men de ger något mer exakta resultat eftersom de tar hänsyn till värme, vibrationer och centrifugalkraft.
Dynamisk testning görs medan spindeln eller arbetsstycket rör sig.
Det kan också göras på olika sätt, som att använda de tidsbaserade eller frekvensbaserade metoderna.
I den tidsbaserade metoden används en varvräknare för att mäta hur snabbt spindeln svänger och en accelerometer används för att mäta hur mycket runout som får maskinen att skaka.
Den frekvensbaserade metoden mäter frekvensen av vibrationerna som orsakas av runout med en frekvensanalysator.
Utrustning och kalibrering
Noggrannheten i mätningar av axiell utlopp beror på vilken utrustning som används och hur den är inställd och kalibrerad.
Oavsett vilken metod som används måste noggranna mätningar ställas in och kalibreras korrekt.
Det är viktigt att se till att utrustningen är inställd och kalibrerad korrekt så att den kan ge korrekta avläsningar.
Skaftlopp
För det mesta används axialaxelns utlopp för att kontrollera axiallagrens tillstånd.
Den mäts vid axelns mitt (på dess roterande axel).
Face runout är termen för mått som inte är i mitten.
I det här fallet blir planhet och rakhet en del av måttet, vilket de flesta applikationer inte bryr sig om.
Radiell axelrunout är ett sätt att mäta hur mycket en rund axel rör sig runt sin mitt när den svänger.
Driv/axeluppriktning, lagerstyvhet, ökande avvikelse när lagren slits och balans är alla saker som kan orsaka detta.
Skillnad mellan Axial och Radial Runout
Båda typerna av utlopp är avvikelser från den avsedda rotationsaxeln, men avvikelsens riktning och effekterna på arbetsstycket är olika för varje typ.
Radiell runout förklaras
Radiell utlopp är när rotationsaxeln inte är i linje med spindelns mittlinje men fortfarande är borta från den.
Radiell runout är ett mått som är detsamma hela vägen längs maskinens axel.
Den visar hur ett roterande bord rör sig när det svänger i ett horisontellt plan.
Det kallas ibland excentricitet eller lateral translation.
Axialt utlopp förklaras
När ett skärverktygs rotationsaxel rör sig bort från ett plan längs dess rotationsaxel kallas detta för axiell utlopp.
På grund av avvikelsen lutar axeln nu och löper inte längre parallellt med huvudaxeln.
Hur mycket axiellt utlopp det finns beror på var på basen det mäts.
Axialt utlopp kan leda till ett antal problem, såsom ojämn spånbelastning, för mycket verktygssladd, spetsavdrift och problem med ytjämnhet och generering.
Effekter av radiellt och axiellt utlopp
Båda typerna av runout kan göra ett verktyg eller en utrustning mindre exakt, vilket kan få det att snurra av sin ideala axel.
Radiell utlopp gör det svårare att centrera en del på ett bord, vilket leder till vinkelfel och dålig ytfinish i form av rundhetsfel.
Axiella utlopp ändras där skärverktyget befinner sig i vertikalplanet, vilket orsakar ojämna spånbelastningar, kortare verktygslivslängd och mer vibrationer.
Detta kan i sin tur göra att arbetsstyckets yta får en dålig finish, såsom grovhet, vågor och skrammelmärken.
Vid bearbetning längs Z-axeln kan axiellt utlopp också ändra skärdjupet och leda till dimensionsfel, som till exempel avsmalning.
Mätning av axiellt och radiellt utlopp
För det mesta används en mätklocka med en vanlig magnetisk bas för att mäta utloppet av en koppling eller axel.
Placera bara den magnetiska basen på en plan yta nära axeln eller kopplingen.
Sätt sedan urtavlan på kopplingen eller axeln och se hur ratten rör sig.
Om det är för mycket utlopp betyder det att kopplingsnavets innerdiameter är sliten eller att axeln är böjd.
I vissa fall är det också en god idé att kontrollera kopplingens axiella utlopp genom att sätta mätklockan på kopplingsnavets utsida.
Axialt utlopp kan mätas på ett antal sätt.
Klockor, lasersensorer och koordinatmätmaskiner är några av de vanligaste sätten att göra detta.
Enkla mätningar görs ofta med visare, som de med en magnetisk bas.
Testet görs genom att placera den magnetiska basen på en plan yta och sätta mätklockan på axeln eller kopplingen för att mäta utloppet.
Lasersensorer eller koordinatmätmaskiner kan användas för att göra mätningar som är mer exakta och exakta.
Dessa enheter låter dig göra mätningar utan att röra dem, och de kan mäta utlopp längs mer än en axel samtidigt.
Minimera och eliminera Axial Runout
För att minska eller bli av med axiellt utlopp är det viktigt att ställa in och underhålla maskinen korrekt.
Här är några av de bästa sätten att minska axiell utlopp:
- Precisionsverktygshållare: Att använda precisionsverktygshållare som krymppassnings- eller presspassade verktygshållare kan ge dig exakt och exakt verktygsrotation, vilket kan hjälpa till att minska utloppet.
- Att välja maskiner och verktygshållare med minimalt utlopp: Att välja maskiner och verktygshållare med minimalt utlopp är nyckeln till att hålla den totala utsläppen av ett system till ett minimum.
- Jämnt tryck: Se till att det finns samma mängd tryck runt skaftet för att minska utloppet.
- Kontroll och byte av slitna lager: För att minska axiellt utlopp bör slitna eller skadade lager kontrolleras och bytas ut regelbundet.
- Övervakning och kontroll av skärkrafter: Användning av rätt skärparametrar kan till exempel hjälpa till att kontrollera skärkrafterna och minska axiellt utlopp.
Branschstandarder och specifikationer
Det finns branschstandarder och specifikationer för axiell utlopp som används för att säkerställa att delar uppfyller vissa krav på noggrannhet och precision.
Organisationer som International Organization for Standardization (ISO) och American National Standards Institute ställer dessa regler och krav (ANSI).
Cirkulär runout är en av de mest använda industristandarderna för axiell runout.
Circular runout är en typ av geometrisk tolerans som används för att mäta hur mycket en yta rör sig uppåt eller nedåt när den svänger i ett horisontellt plan.
Vid cirkulär utlöpning används utgångsaxeln som referenspunkt för toleranszonen.
Detta skapar en 2D-toleranszon runt utgångsaxeln.
För att möta förklaringen måste alla punkter på den verkliga ytan vara inom denna toleranszon.
Genom att kombinera två korta axlar i ändarna av delen kan cirkulärt utlopp även användas för att kontrollera andra centrala detaljer.
Det finns andra regler i affärsvärlden om axiell runout, till exempel:
- ISO 1101: Denna standard beskriver de allmänna kraven för geometrisk tolerans för arbetsstycken, inklusive användningen av toleranszoner för att kontrollera form, orientering och placering.
Denna standard, ANSI Y14.5, säger hur geometrisk dimensionering och tolerans (GD&T) ska användas på tekniska ritningar.
Den här standarden, ASME B89.3.4, säger hur man mäter axiell avvikelse med mätklockor eller elektroniska förskjutningssonder.
Dessa industristandarder och specifikationer ger ingenjörer, tillverkare och personer som ansvarar för kvalitetskontroll ett sätt att prata med varandra och se till att delar uppfyller vissa krav.
Genom att följa dessa standarder och riktlinjer kan tillverkare se till att deras delar är korrekta och uppfyller deras kunders behov.
Slutsats
Sammanfattningsvis är axiell utlopp en viktig sak för ingenjörer och maskinister att tänka på om de vill att deras arbete ska vara exakt.
Det är alltid ett hot mot noggrannheten och effektiviteten i bearbetningsoperationer, men med rätt verktyg, tekniker och kunskap kan det hanteras.
Genom att förstå orsakerna till och effekterna av axiell utlopp och använda bästa praxis för att minska dess effekter, kan ingenjörer uppnå höga nivåer av noggrannhet, förbättra produktiviteten och minska avfallet.
Men axial runout är också en påminnelse om den känsliga balansen som måste hållas mellan komplexiteten i att göra saker och önskan om perfektion.
När vi hela tiden kommer med nya idéer och tänjer på gränserna för vad som är möjligt måste vi förbli ödmjuka inför utmaningar och alltid försöka lära oss mer om och bli bättre på världen omkring oss.
Dela på…
