Когда на токарном станке с ЧПУ необходим упор?

Длинные тонкие валы часто дрожат и вибрируют во время токарных работ. Эта "болтанка" портит качество обработки поверхности и делает невозможным соблюдение жестких допусков. Устойчивый упор - простое решение для устранения этой проблемы жесткости.

Если отношение длины заготовки к ее диаметру (L/D) превышает 2,5:1, необходимо использовать устойчивый упор. Он обеспечивает важную радиальную опору для длинных деталей, предотвращая их изгиб под давлением резания. Он также обязателен при выполнении внутренних операций, таких как растачивание или нарезание резьбы на конце длинного вала.

Многие операторы пытаются обмануть физику. Они замедляют шпиндель или делают более легкие пропилы. Но в итоге деталь выходит овальной или инструмент разбалтывается. Не позволяйте вибрации разрушить ваш дорогостоящий проект. Читайте далее, чтобы освоить настройку устойчивого упора.

Что такое стабильный отдых?

Вы часто видите это устройство на станине токарного станка, но знаете ли вы, как именно оно работает? Игнорирование его правильного функционирования может привести к опасным ошибкам при обработке и браку.

Устойчивый упор - это опорное устройство, которое крепится к станине токарного станка. Оно использует три регулируемые губки или ролики для удержания середины вращающейся заготовки. Он действует как промежуточная точка опоры, повышая жесткость и предотвращая отклонение детали во время тяжелых операций резания, таких как точение, растачивание или накатка.

Устойчивый упор - это вспомогательное устройство. Мы используем его для радиальной поддержки вращающиеся детали¹. Его основная задача проста. Он повышает жесткость заготовки. Она останавливает вибрацию, возникающую в тонких или гибких деталях. Это снижает ошибки при обработке² значительно.

Он устанавливается на станине токарного станка или на направляющих. Он обеспечивает опору в середине детали. Он контактирует с заготовкой с помощью регулируемых опорных губок или накладок. Я считаю, что этот инструмент идеально подходит для длинных валов, тонких шатунов или коленчатых валов. Эти детали легко деформируются без поддержки.

Выбор подходящей опоры зависит от размера вашего производства.

• Ручные устойчивые упоры: Они отлично подходят для больших партий. Вы настраиваете их один раз для определенного диаметра. Они обеспечивают центрирование для нескольких зажимных операций. В них часто используются подшипники или латунные наконечники для уменьшения трения.
• Гидравлические упоры: Я рекомендую их для небольших партий или сложных деталей. Если вы занимаетесь токарно-фрезерной обработкой, лучше всего использовать эти станки. Они позволяют выполнять все операции за один установ.
• Гидростатические упоры: Для наших клиентов, работающих в тяжелых условиях, мы используем именно их. Они могут выдерживать детали весом в десятки тонн. Для смазки используется масляная пленка. Это позволяет выполнять тонкую настройку и сохранять стабильность опоры.

Для высокоточных работ мы используем устойчивые упоры с сервоприводами. Они оснащены механизмами обратной связи с решеткой. Они позиционируются автоматически. Это очень важно, когда требуется высокая коаксиальность.

В каких случаях следует выбирать опору для отдыха, а не заднюю стойку?

Все используют заднюю бабку, но иногда ее просто недостаточно для работы. Если опираться только на концевую опору, середина длинного вала может прогнуться.

Устойчивый упор следует выбирать, когда нужно обработать торцевую поверхность вала или когда деталь слишком длинная и провисает в середине. В то время как задняя бабка поддерживает вершину, устойчивый упор поддерживает среднюю часть от радиального давления резания.

Выбор между постоянным отдыхом и задняя бабка³ зависит от формы вашей детали. Это также зависит от того, на каком этапе обработки вы находитесь. Вот как я разбиваю это для своей команды.

Проблема "скуки"
Это самое большое отличие. Если вам нужно просверлить, расточить или нарезать внутреннюю резьбу на конце длинного вала, вы не сможете использовать заднюю бабку. Задняя бабка располагается именно там, где должен находиться инструмент. Устойчивый упор надежно удерживает вал снаружи. При этом торцевая поверхность остается полностью открытой. Это позволяет обрабатывать внутренние элементы длинных деталей с высокой точностью.

Когда деталь слишком гибкая
Если отношение длины к диаметру превышает 2,5, деталь слабая. Силы резания будут выталкивать ее. Это вызывает вибрацию. Задняя бабка удерживает только концы. Середина остается свободной для изгиба. Устойчивый упор добавляет "третью руку" в середине (промежуточную точку опоры), чтобы предотвратить это.

Черновая обработка
При грубой резке усилия очень велики. Радиальные усилия могут достигать 1000 или 1500 Н. Устойчивый упор является жестким. Он выдерживает такую нагрузку. Задняя бабка может прогибаться. Кроме того, если вы точите полую трубу, центр задней бабки создает давление наружу, которое может расколоть трубу. Устойчивый упор удерживает внешнюю сторону, что более безопасно.

Структурные ограничения
Я смотрю на ступеньки на детали. Если вал не имеет ступенек (например, бесшовная труба), устойчивый упор легко разместить в любом месте. Если у детали много мелких ступенек, то упор может ударить по плечам. В этом случае мы вынуждены использовать заднюю бабку.

Может ли использование постоянного упора напрямую улучшить качество поверхности и точность размеров длинных валов?

Следы от болтанки - враг каждого машиниста, который стремится к чистоте обработки. Вы пытаетесь замедлить ход шпинделя, но вибрация остается. Этот инструмент - прямое решение проблемы плохой отделки.

Да, он напрямую повышает качество за счет устранения гармонических колебаний и прогиба. Без него длинная деталь отталкивается от инструмента, создавая конические срезы и шероховатые поверхности. Устойчивый упор сохраняет диаметр, концентричный с осью шпинделя, по всей длине.

Я занимался многими проектами, связанными со специальными автомобильными деталями. Мы часто видим длинные оси⁴. Без устойчивого упора обработка поверхности всегда будет плохой. Вот почему этот инструмент имеет решающее значение для обеспечения качества.

Остановить эффект "отталкивания"
Когда инструмент касается длинного вала, вал стремится согнуться. Это и есть прогиб. Если деталь отклоняется на 0,1 мм, значит, пропил слишком мелкий - 0,1 мм. Когда инструмент втягивается, деталь пружинит обратно. Это создает ошибку конусности. Середина вала получается толще, чем концы. Устойчивый упор предотвращает это. Он прочно удерживает деталь. Инструмент вырезает именно то, что вы запрограммировали.

Убийственная вибрация
Вибрация оставляет уродливые следы. Они выглядят как узор волн на металле. Это происходит потому, что длинная часть действует как гитарная струна. Устойчивый упор действует как палец на струне. Он останавливает резонанс. В результате получается гладкая, зеркальная поверхность.

Согласованные данные
В токарно-фрезерных центрах мы используем устойчивый упор вместе с задней бабкой. Это обеспечивает точность позиционирования. Это обеспечивает постоянство базовой точки обработки. Если вы выполняете точную работу, как, например, на наших сталеплавильных валках, ошибки биения недопустимы. Устойчивый упор минимизирует биение и гарантирует, что деталь остается концентричной с осью шпинделя.

Если деталь выглядит неровной, не просто меняйте вставку. Проверьте опору. Устойчивый упор часто является ключом к исправлению отделки.

Как неправильная настройка или выравнивание неподвижной опоры может повредить деталь?

Устойчивый упор полезен, но плохая настройка губительна. Если вы неправильно выровняете его или слишком сильно затянете, вы сразу же испортите деталь.

Неправильное выравнивание заставляет заготовку смещаться от центра. Это создает сильное биение, обжигает поверхность из-за трения или вызывает скручивание и заедание детали. Чрезмерное затягивание зажимных губок приводит к ошибкам, когда деталь становится не круглой, а треугольной.

Установка устойчивой опоры требует внимательности. Дело не только в том, чтобы закрепить его. Необходимо идеально выровнять его относительно оси шпинделя. Если вы ошибетесь, то повредите станок и деталь.

Риск чрезмерной ограниченности
Точки опоры должны быть ровными. Если это не так, вы создаете чрезмерное ограничение⁵. Это приводит к ошибкам конусности. Хуже того, это может привести к перекосу заготовки. Я видел валы, которые выглядели нормально, но были перекручены внутри, потому что устойчивый упор боролся с патроном. Это напряжение остается в детали и впоследствии вызывает коробление.

Переплет и Теплота трения⁶
Трение - основная проблема. Если вы используете ручной упор с неподвижными колодками, вам необходима постоянная смазка. Без масла колодки будут чрезмерно нагреваться. Это тепло расширяет металл, изменяя размеры в середине резки. В тяжелых случаях это приводит к "задирам" или "маранию", когда колодки вгрызаются в деталь и портят ее поверхность.

Выравнивание по центру
Центр неподвижного упора должен совпадать с центром шпинделя токарного станка. Если упор расположен немного ниже или выше, он будет изгибать деталь при каждом вращении. Это вызывает эксцентриситет. Деталь не будет круглой.

Время имеет значение
В реальной работе необходимо знать, когда активировать постоянный упор. Это решается в зависимости от материала и данных резки. Если вы зажмете упор на некруглой поверхности (например, на грубой отливке), он скопирует овальную форму в окончательный разрез. Сначала нужно развернуть "пятно" или истинную поверхность, а затем зажать упор на этом месте.

Заключение

Устойчивый упор необходим для любой детали с отношением длины к диаметру более 2,5. Он обеспечивает безопасность, позволяет обрабатывать торцы и гарантирует высокую точность, которую обеспечивает компания J&M Machine Tools.