Přesnost a přesnost jsou ve strojírenství velmi důležité a axiální házení je jedním z nejčastějších způsobů, jak dochází při obrábění k chybám.
Axiální házení je velikost, o kterou je osa otáčení řezného nástroje mimo rovinu.
To může mít velký vliv na přesnost hotového výrobku, což může vést k drahým přepracováním, většímu množství odpadu a nižší účinnosti.
Pochopení axiálního házení je důležité pro studenty inženýrství a profesionály, kteří se chtějí ujistit, že obrábění funguje dobře a zůstává přesné.
V tomto příspěvku na blogu budu hovořit o příčinách a účincích axiálního házení, mluvit o tom, jak jej měřit, a podívám se na nejlepší způsoby, jak omezit jeho vliv na obráběcí operace na minimum.
Takže, ať už jste zkušený inženýr nebo zvídavý student, připoutejte se a připravte se na poznávání fascinujícího světa axiálního házení.
Úvod do axiálního házení
Formální definice:
Celková hodnota podél osy rotace, o kterou se rotace řezného nástroje odchyluje od roviny.
Axiální házení je typ házení, které popisuje, jak daleko je osa rotace řezného nástroje od roviny.
Stává se to, když osa rotace není stejná jako centrální osa vřetena a rozdíl je měřen podél osy rotace.
Na druhé straně k radiálnímu házení dochází, když se osa rotace pohybuje pryč od osy středové osy vřetena, ale zůstává s ní rovnoběžná.
Oba druhy házení mohou způsobit problémy, jako jsou vibrace, hluk a ztráta přesnosti.
Radiální vs. Axiální házení
Podél délky osy středové osy je velikost radiálního házení vždy stejná, ale velikost axiálního házení se mění v závislosti na tom, kde je měřeno vzhledem k základně.
Poloha povrchu, když se otáčí ve svislé rovině, je ovlivněna jeho axiálním házením.
Jeho radiální házení na druhé straně popisuje, jak je kruhový nebo mimo střed.
Obvykle se rotační stoly a stoly vyrábějí s radiálními i axiálními výběhy.
Měření axiálního házení
Axiální házení je úhel mezi dvěma osami, které nejsou ve stejné rovině.
V tomto případě se rozdíl mezi součástí a referenční osou zvětšuje, jak se vzdalujete od místa, kde se setkávají.
Na vřeteno otočného stolu nebo stolku je umístěn číselník pro měření axiálního házení.
Poté se ukazatel posune tak, aby se dotkl referenční plochy, a otočením stolu se zjistí, jak daleko může být od referenční roviny.
Tip: Pokud potřebujete, zapněte tlačítko titulků. Pokud neznáte anglický jazyk, vyberte v tlačítku nastavení „automatický překlad“. Než bude váš oblíbený jazyk dostupný pro překlad, možná budete muset nejprve kliknout na jazyk videa.
Příčiny a účinky axiálního házení
Některé z věcí, které mohou způsobit axiální házení, jsou opotřebovaná nebo špatně vyrovnána ložiska, ohnuté vřeteno nebo obrobek, nedbalé vyrovnání nástroje nebo upínače a roztahování obráběcího stroje, když se zahřívá.
Pokud se axiální házení nebere v úvahu nebo není během obrábění fixováno, může to způsobit, že součást bude méně přesná, součásti budou odmítnuty, náklady se zvýší a produktivita klesne.
Účinky axiálního házení
Axiální házení může ovlivnit operace obrábění tím, že zatížení třísky bude nerovnoměrné nebo způsobí přílišné chvění nástroje.
To může způsobit pohyb hrotu, což mění způsob, jakým je povrch vyroben a jak je drsný.
Může také způsobit změny v topografii povrchu.
Pokud je například hodnota dostatečně vysoká, může se změnit vzdálenost mezi značkami nástroje a značka nástroje zanechaná k-tým zubem může být odstraněna.
Také se mění axiální házení tam, kde je řezný nástroj ve svislé rovině, což může způsobit nerovnoměrné zatížení třísky, kratší životnost nástroje a větší vibrace.
To zase může způsobit, že povrch obrobku bude mít špatnou povrchovou úpravu, jako je drsnost, vlny a stopy po chvění.
Při obrábění podél osy Z může axiální házení také změnit hloubku řezu a vést k chybám rozměrů, jako je kužel.
Při obrábění jemných nebo vysoce přesných dílů mohou být účinky axiálního házení na kvalitu povrchu velmi patrné.
Radiální házení
Na druhé straně k radiálnímu házení dochází, když se osa rotace pohybuje pryč od osy středové osy vřetena, ale zůstává s ní rovnoběžná.
Oba druhy házení mohou způsobit, že nástroj nebo část zařízení budou méně přesné, což může způsobit, že se otočí mimo svou ideální osu.
Radiální házení ztěžuje vystředění součásti na stole, což může vést k úhlové chybě, která je příliš velká na to, aby byla přijatelná.
Radiální a axiální házení může způsobit příliš rychlé nebo nerovnoměrné opotřebení řezných nástrojů, což může způsobit jejich předčasné zlomení a snížit bezpečnost procesu.
Takové zlomy by mohly ztížit opravu nebo použití zbývajících břitů, což by zvýšilo náklady na spotřební materiál.
Házení má velký vliv na to, jak přesné je obrábění a jak dlouho vydrží nástroje.
Měření axiálního házení
Existují různé způsoby měření axiálního házení, které se liší v tom, jak jsou přesné a jak obtížné je používat.
Metody statického testování
Statické testování je běžný způsob měření axiálního házení, protože je jednodušší a stojí méně než dynamické testování.
Statické testy se provádějí, když je vřeteno nebo obrobek v klidu.
Existují různé způsoby, jak je provést, které jsou vysvětleny v Axes of Rotation od American Society of Mechanical Engineers.
Číselníkový úchylkoměr se standardní magnetickou základnou představuje jednoduchý a běžný způsob měření házivosti spojky nebo hřídele.
K provedení tohoto testu se magnetická základna položí na rovný povrch blízko spojky nebo hřídele a na spojku nebo hřídel se umístí číselníkový úchylkoměr, aby se změřila házivost.
Pokud je házení příliš velké, znamená to, že vnitřní průměr náboje spojky je opotřebený nebo že hřídel je ohnutá.
V některých případech je také dobré zkontrolovat axiální házení spojky umístěním úchylkoměru na vnější plochu náboje spojky.
Dynamické testovací metody
Dynamické testovací metody jsou hůře pochopitelné, ale poskytují o něco přesnější výsledky, protože berou v úvahu teplo, vibrace a odstředivou sílu.
Dynamické testování se provádí, když se vřeteno nebo obrobek pohybuje.
Lze to také provést různými způsoby, například pomocí metod založených na čase nebo frekvenci.
V metodě založené na čase se otáčkoměr používá k měření rychlosti otáčení vřetena a akcelerometr se používá k měření toho, jak velké házení způsobuje chvění stroje.
Frekvenční metoda měří frekvenci vibrací způsobených házením pomocí frekvenčního analyzátoru.
Vybavení a kalibrace
Přesnost měření axiálního házení závisí na použitém zařízení a způsobu jeho nastavení a kalibrace.
Bez ohledu na použitou metodu je třeba nastavit a správně zkalibrovat přesná měření.
Je důležité se ujistit, že je zařízení správně nastaveno a zkalibrováno, aby mohlo poskytovat přesné údaje.
Hřídel házení
Pro kontrolu stavu axiálních ložisek se většinou používá axiální házení hřídele.
Měří se uprostřed hřídele (na jeho rotační ose).
Výběh obličeje je termín pro měření, která nejsou ve středu.
V tomto případě se rovinnost a pravoúhlost stávají součástí měření, o které většina aplikací nestojí.
Radiální házení hřídele je způsob, jak měřit, jak moc se kulatý hřídel pohybuje kolem svého středu, když se otáčí.
To může způsobit vyrovnání pohonu a hřídele, tuhost ložisek, zvyšující se házivost v důsledku opotřebení ložisek a vyvážení.
Rozdíl mezi axiálním a radiálním házením
Oba typy házení jsou odchylky od zamýšlené osy otáčení, ale směr odchylky a účinky na obrobek jsou u každého typu jiné.
Vysvětlení radiálního házení
Radiální házení je, když osa rotace není v ose vřetena, ale je stále mimo ni.
Radiální házení je měření, které je stejné v celé ose stroje.
Ukazuje, jak se otočný stůl pohybuje, když se otáčí ve vodorovné rovině.
Někdy se tomu říká excentricita nebo boční translace.
Axiální házení vysvětleno
Když se osa rotace řezného nástroje vzdaluje od roviny podél své osy rotace, nazývá se to axiální házení.
Kvůli odchylce je nyní osa nakloněna a již neprobíhá rovnoběžně s hlavní osou.
Jak velké axiální házení bude záviset na tom, kde na základně je měřeno.
Axiální házení může vést k řadě problémů, jako je nerovnoměrné zatížení třísky, příliš velké chvění nástroje, drift hrotu a problémy s drsností a generováním povrchu.
Účinky radiálního a axiálního házení
Oba druhy házení mohou způsobit, že nástroj nebo část zařízení budou méně přesné, což může způsobit, že se otočí mimo svou ideální osu.
Radiální házení ztěžuje vystředění dílu na stole, což vede k úhlovým chybám a špatné povrchové úpravě v podobě chyb kruhovitosti.
Axiální házení se mění tam, kde je řezný nástroj ve svislé rovině, což způsobuje nerovnoměrné zatížení třísky, kratší životnost nástroje a větší vibrace.
To zase může způsobit, že povrch obrobku bude mít špatnou povrchovou úpravu, jako je drsnost, vlny a stopy po chvění.
Při obrábění podél osy Z může axiální házení také změnit hloubku řezu a vést k chybám rozměrů, jako je kužel.
Měření axiálního a radiálního házení
K měření házivosti spojky nebo hřídele se většinou používá úchylkoměr se standardní magnetickou základnou.
Stačí umístit magnetickou základnu na rovný povrch blízko hřídele nebo spojky.
Poté nasaďte úchylkoměr na spojku nebo hřídel a sledujte, jak se ciferník pohybuje.
Pokud je házení příliš velké, znamená to, že vnitřní průměr náboje spojky je opotřebený nebo že hřídel je ohnutá.
V některých případech je také dobré zkontrolovat axiální házení spojky umístěním úchylkoměru na vnější plochu náboje spojky.
Axiální házení lze měřit mnoha způsoby.
Číselníkové indikátory, laserové senzory a souřadnicové měřicí stroje jsou některé z nejběžnějších způsobů, jak toho dosáhnout.
Jednoduchá měření se často provádějí pomocí číselníkových indikátorů, jako jsou ty s magnetickou základnou.
Test se provádí položením magnetické základny na rovný povrch a umístěním číselníkového úchylkoměru na hřídel nebo spojku pro měření házivosti.
Laserové senzory nebo souřadnicové měřicí stroje lze použít k přesnějším a přesnějším měřením.
Tato zařízení umožňují provádět měření, aniž byste se jich dotkli, a mohou měřit házení podél více než jedné osy současně.
Minimalizace a eliminace axiálního házení
Pro snížení nebo odstranění axiálního házení je důležité stroj správně nastavit a udržovat.
Zde jsou některé z nejlepších způsobů, jak snížit axiální házení:
- Přesné držáky nástrojů: Použití přesných držáků nástrojů, jako jsou držáky na nástroje pro smršťování nebo lisování, vám může poskytnout přesné a přesné otáčení nástroje, což může pomoci snížit házivost.
- Výběr strojů a držáků nástrojů s minimálním házením: Výběr strojů a držáků nástrojů s minimálním házením je klíčem k udržení celkového házení systému na minimu.
- Rovnoměrný tlak: Ujistěte se, že kolem stopky je stejný tlak, abyste snížili házivost.
- Kontrola a výměna opotřebovaných ložisek: Pro snížení axiálního házení by měla být opotřebovaná nebo poškozená ložiska pravidelně kontrolována a vyměňována.
- Sledování a řízení řezných sil: Použití správných řezných parametrů může například pomoci řídit řezné síly a snížit axiální házení.
Průmyslové standardy a specifikace
Existují průmyslové normy a specifikace pro axiální házení, které se používají k zajištění toho, aby díly splňovaly určité požadavky na přesnost a přesnost.
Organizace jako International Organization for Standardization (ISO) a American National Standards Institute stanovují tato pravidla a požadavky (ANSI).
Kruhové házení je jedním z nejčastěji používaných průmyslových standardů pro axiální házení.
Kruhové házení je typ geometrické tolerance, která se používá k měření toho, jak moc se povrch pohybuje nahoru nebo dolů, když se otáčí ve vodorovné rovině.
Při kruhovém házení se pomocná osa používá jako vztažný bod pro toleranční zónu.
Tím se vytvoří 2D toleranční zóna kolem pomocné osy.
Aby byly splněny požadavky, musí být všechny body na skutečném povrchu uvnitř této toleranční zóny.
Kombinací dvou krátkých os na koncích součásti lze kruhové házení použít také ke kontrole dalších centrálních prvků součásti.
V obchodním světě existují další pravidla o axiálním házení, jako například:
- ISO 1101: Tato norma popisuje obecné požadavky na geometrické tolerance obrobků, včetně použití tolerančních zón k řízení tvaru, orientace a umístění.
Tato norma, ANSI Y14.5, říká, jak musí být geometrické kótování a tolerování (GD&T) používáno na technických výkresech.
Tato norma ASME B89.3.4 říká, jak měřit axiální házení pomocí číselníkových úchylkoměrů nebo elektronických posuvných sond.
Tyto průmyslové standardy a specifikace poskytují inženýrům, výrobcům a lidem odpovědným za kontrolu kvality způsob, jak spolu komunikovat a zajistit, aby díly splňovaly určité požadavky.
Dodržováním těchto norem a pokynů se mohou výrobci ujistit, že jejich díly jsou přesné a splňují potřeby zákazníků.
Závěr
Závěrem lze říci, že axiální házení je pro inženýry a strojníky důležitou věcí, na kterou by měli myslet, pokud chtějí, aby jejich práce byla precizní.
Vždy je hrozbou pro přesnost a efektivitu obráběcích operací, ale se správnými nástroji, technikami a znalostmi se s tím dá vypořádat.
Pochopením příčin a účinků axiálního házení a použitím osvědčených postupů ke snížení jeho účinků mohou konstruktéři dosáhnout vysoké úrovně přesnosti, zvýšit produktivitu a snížit plýtvání.
Ale axiální házení je také připomínkou křehké rovnováhy, kterou je třeba udržovat mezi složitostí výroby a touhou po dokonalosti.
Protože stále přicházíme s novými nápady a posouváme hranice toho, co je možné, musíme zůstat pokorní tváří v tvář výzvám a vždy se snažit dozvědět se více o světě kolem nás a být v něm lepší.
Sdílet na…
