Preciznost i točnost vrlo su važni u inženjerstvu, a aksijalno odstupanje jedan je od najčešćih načina na koji se pogreške događaju prilikom strojne obrade.
Aksijalno odstupanje je iznos za koji je os rotacije alata za rezanje odmaknuta od ravnine.
To može imati veliki učinak na točnost gotovog proizvoda, što može dovesti do skupe prerade, više otpada i manje učinkovitosti.
Razumijevanje aksijalnog odstupanja važno je za studente inženjerstva i profesionalce koji žele biti sigurni da strojna obrada radi dobro i da ostaje precizna.
U ovom postu na blogu govorit ću o uzrocima i učincima aksijalnog odstupanja, govoriti o tome kako ga izmjeriti i pogledati najbolje načine da se njegovi učinci na operacije strojne obrade svedu na minimum.
Dakle, bez obzira jeste li iskusni inženjer ili znatiželjni student, zakopčajte se i pripremite se za učenje o fascinantnom svijetu aksijalnog odstupanja.
Uvod u aksijalno odstupanje
Formalna definicija:
Ukupni iznos duž osi rotacije za koji rotacija alata za rezanje odstupa od ravnine.
Aksijalno odstupanje je vrsta odstupanja koje opisuje koliko je os rotacije reznog alata udaljena od ravnine.
To se događa kada os rotacije nije ista kao središnja os vretena, a razlika se mjeri duž osi rotacije.
S druge strane, radijalno odstupanje događa se kada se os rotacije odmiče od središnje osi vretena, ali ostaje paralelna s njom.
Obje vrste odstupanja mogu uzrokovati probleme poput vibracija, buke i gubitka točnosti.
Radijalno naspram aksijalnog odstupanja
Duž duljine osi središnje linije, količina radijalnog odstupanja uvijek je ista, ali se količina aksijalnog odstupanja mijenja ovisno o tome gdje se mjeri u odnosu na bazu.
Na položaj površine kada se rotira u okomitoj ravnini utječe njezino aksijalno odstupanje.
Njegovo radijalno odstupanje, s druge strane, opisuje koliko je okruglo ili izvan centra.
Obično se rotacijski stupovi i stolovi izrađuju s radijalnim i aksijalnim odstupanjem.
Mjerenje aksijalnog odstupanja
Aksijalno odstupanje je kut između dviju osi koje nisu u istoj ravnini.
U ovom slučaju, razlika između dijela i referentne osi raste kako se udaljavate od mjesta na kojem se susreću.
Indikator s brojčanikom postavlja se na vreteno rotacijskog stola ili postolja za mjerenje aksijalnog odstupanja.
Indikator se zatim pomiče tako da dodiruje referentnu površinu, a stol se okreće kako bi se utvrdilo koliko može biti udaljen od referentne ravnine.
Savjet: Uključite tipku titlova ako vam je potrebna. Odaberite "automatski prijevod" u gumbu postavki, ako niste upoznati s engleskim jezikom. Možda ćete prvo morati kliknuti na jezik videozapisa prije nego što vaš omiljeni jezik postane dostupan za prijevod.
Uzroci i posljedice aksijalnog odstupanja
Neke od stvari koje mogu uzrokovati aksijalno odstupanje su istrošeni ili neporavnati ležajevi, savijeno vreteno ili obradak, neuredno poravnanje alata ili učvršćenja i alatni stroj koji se širi dok se zagrijava.
Ako se aksijalno odstupanje ne uzme u obzir ili se ne popravi tijekom strojne obrade, to može uzrokovati da dio bude manje precizan, da dijelovi budu odbačeni, da troškovi porastu, a produktivnost opadne.
Učinci aksijalnog odstupanja
Aksijalno odstupanje može utjecati na operacije strojne obrade čineći neravnomjerno opterećenje strugotine ili uzrokujući previše tresenje alata.
To može uzrokovati pomicanje vrha, što mijenja način na koji je površina napravljena i koliko je hrapava.
Također može uzrokovati promjene u topografiji površine.
Na primjer, ako je vrijednost dovoljno visoka, udaljenost između tragova alata može se promijeniti, a trag alata koji je ostavio k-ti zub može se ukloniti.
Također, aksijalno odstupanje se mijenja tamo gdje je alat za rezanje u vertikalnoj ravnini, što može uzrokovati nejednaka opterećenja strugotinom, kraći vijek trajanja alata i više vibracija.
To zauzvrat može uzrokovati lošu završnu obradu površine obratka, poput hrapavosti, valova i tragova klepetanja.
Kod strojne obrade duž Z-osi, aksijalno odstupanje također može promijeniti dubinu rezanja i dovesti do pogrešaka u dimenzijama, kao što je konus.
Kada se obrađuju osjetljivi ili visokoprecizni dijelovi, učinci aksijalnog odstupanja na završnu obradu mogu biti vrlo vidljivi.
Radijalno otjecanje
S druge strane, radijalno odstupanje događa se kada se os rotacije odmiče od središnje osi vretena, ali ostaje paralelna s njom.
Obje vrste odstupanja mogu učiniti alat ili dio opreme manje preciznim, što može učiniti da se okrene izvan svoje idealne osi.
Radijalno odstupanje otežava centriranje dijela na stolu, što može dovesti do kutne pogreške koja je prevelika da bi bila prihvatljiva.
Radijalno i aksijalno odstupanje može uzrokovati prebrzo ili neravnomjerno trošenje alata za rezanje, što može uzrokovati njihovo prerano lomljenje i učiniti proces manje sigurnim.
Takvi lomovi mogli bi otežati obnavljanje ili korištenje preostalih oštrica, što bi povećalo troškove potrošnog materijala.
Odstupanje ima veliki utjecaj na to koliko je točna obrada i koliko dugo alati traju.
Mjerenje aksijalnog odstupanja
Postoje različiti načini mjerenja aksijalnog odstupanja koji se razlikuju po tome koliko su točni i koliko ih je teško koristiti.
Statičke metode ispitivanja
Statičko ispitivanje je uobičajeni način mjerenja aksijalnog odstupanja jer je lakše i košta manje od dinamičkog ispitivanja.
Statički testovi se izvode kada vreteno ili izradak miruju.
Postoje različiti načini za to, koji su objašnjeni u Osi rotacije Američkog društva inženjera strojarstva.
Brojčanik sa standardnom magnetskom bazom je jednostavan i uobičajen način za mjerenje odstupanja spojke ili vratila.
Za izvođenje ovog testa, magnetska baza se postavlja na ravnu površinu u blizini spojke ili osovine, a indikator brojčanika se postavlja na spojku ili osovinu za mjerenje odstupanja.
Ako postoji preveliko odstupanje, to znači da je unutarnji promjer glavčine spojke istrošen ili da je osovina savijena.
U nekim slučajevima također je dobra ideja provjeriti aksijalno odstupanje spojke stavljanjem brojčanika na vanjsku stranu glavčine spojke.
Dinamičke metode ispitivanja
Metode dinamičkog ispitivanja teže su razumjeti, ali daju nešto točnije rezultate jer uzimaju u obzir toplinu, vibracije i centrifugalnu silu.
Dinamičko ispitivanje provodi se dok se vreteno ili izradak pomiču.
To se također može učiniti na različite načine, kao što je korištenje metoda temeljenih na vremenu ili frekvenciji.
U metodi koja se temelji na vremenu, tahometar se koristi za mjerenje brzine okretanja vretena, a akcelerometar se koristi za mjerenje koliko odstupanja uzrokuje podrhtavanje stroja.
Metoda zasnovana na frekvenciji mjeri frekvenciju vibracija uzrokovanih odstupanjem pomoću analizatora frekvencije.
Oprema i kalibracija
Točnost mjerenja aksijalnog odstupanja ovisi o opremi koja se koristi i načinu na koji je postavljena i kalibrirana.
Bez obzira koja se metoda koristi, točna mjerenja moraju biti ispravno postavljena i kalibrirana.
Važno je provjeriti je li oprema ispravno postavljena i kalibrirana kako bi mogla dati točna očitanja.
Otpuštanje osovine
Većinu vremena, odstupanje aksijalne osovine koristi se za provjeru stanja potisnih ležajeva.
Mjeri se na sredini vratila (na njegovoj rotacijskoj osi).
Face runout je izraz za mjerenja koja nisu u središtu.
U ovom slučaju, ravnost i pravokutnost postaju dio mjerenja, što većinu aplikacija ne zanima.
Radijalno odstupanje osovine je način da se izmjeri koliko se okrugla osovina pomiče oko svog središta dok se okreće.
Poravnanje pogona/osovine, krutost ležaja, povećanje odstupanja kako se ležajevi troše i ravnoteža sve su stvari koje mogu uzrokovati ovo.
Razlika između aksijalnog i radijalnog odstupanja
Obje vrste odstupanja su odstupanja od predviđene osi rotacije, ali su smjer odstupanja i učinci na obratku različiti za svaku vrstu.
Objašnjenje radijalnog odstupanja
Radijalno odstupanje je kada os rotacije nije u liniji sa središnjom linijom vretena, ali je još uvijek izvan nje.
Radijalno odstupanje je mjerenje koje je isto duž cijele osi stroja.
Prikazuje kako se rotirajući stol kreće kada se okreće u horizontalnoj ravnini.
Ponekad se naziva ekscentričnost ili bočna translacija.
Objašnjenje aksijalnog odstupanja
Kada se os rotacije alata za rezanje pomakne od ravnine duž svoje osi rotacije, to se naziva aksijalno odstupanje.
Zbog odstupanja, os je sada nagnuta i više ne ide paralelno s glavnom osi.
Koliko će biti aksijalno odstupanje ovisit će o tome gdje se na bazi mjeri.
Aksijalno odstupanje može dovesti do brojnih problema, kao što je neravnomjerno opterećenje strugotine, previše klepetanja alata, zanošenja vrha i problema s hrapavošću površine i stvaranjem.
Učinci radijalnog i aksijalnog odstupanja
Obje vrste odstupanja mogu učiniti alat ili dio opreme manje preciznim, što može učiniti da se okrene izvan svoje idealne osi.
Radijalno odstupanje otežava centriranje dijela na stolu, što dovodi do kutnih pogrešaka i loše završne obrade površine u obliku pogrešaka okruglosti.
Aksijalno odstupanje mijenja se tamo gdje je alat za rezanje u okomitoj ravnini, što uzrokuje nejednaka opterećenja strugotine, kraći vijek trajanja alata i više vibracija.
To zauzvrat može uzrokovati lošu završnu obradu površine obratka, poput hrapavosti, valova i tragova klepetanja.
Kod strojne obrade duž Z-osi, aksijalno odstupanje također može promijeniti dubinu rezanja i dovesti do pogrešaka u dimenzijama, kao što je konus.
Mjerenje aksijalnog i radijalnog odstupanja
Većinu vremena, brojčanik sa standardnom magnetskom bazom koristi se za mjerenje odstupanja spojke ili vratila.
Samo stavite magnetsku bazu na ravnu površinu u blizini osovine ili spojke.
Zatim stavite indikator na brojčanik na spojku ili osovinu i gledajte kako se brojčanik pomiče.
Ako postoji preveliko odstupanje, to znači da je unutarnji promjer glavčine spojke istrošen ili da je osovina savijena.
U nekim slučajevima također je dobra ideja provjeriti aksijalno odstupanje spojke stavljanjem brojčanika na vanjsku stranu glavčine spojke.
Aksijalno odstupanje može se mjeriti na više načina.
Indikatori brojčanika, laserski senzori i strojevi za mjerenje koordinata neki su od najčešćih načina za to.
Jednostavna mjerenja često se izvode pomoću indikatora na brojčaniku, poput onih s magnetskom bazom.
Ispitivanje se provodi stavljanjem magnetske baze na ravnu površinu i stavljanjem brojčanika na osovinu ili spojnicu za mjerenje odstupanja.
Laserski senzori ili koordinatni mjerni strojevi mogu se koristiti za točnija i preciznija mjerenja.
Ovi uređaji vam omogućuju mjerenje bez dodirivanja i mogu mjeriti odstupanje duž više od jedne osi u isto vrijeme.
Minimiziranje i uklanjanje aksijalnog odstupanja
Kako biste smanjili ili uklonili aksijalno odstupanje, važno je pravilno postaviti i održavati stroj.
Ovdje su neki od najboljih načina za smanjenje aksijalnog otjecanja:
- Precizni držači alata: Korištenje preciznih držača alata kao što su stezni ili prešani držači alata mogu vam dati točnu i preciznu rotaciju alata, što može pomoći u smanjenju odstupanja.
- Odabir strojeva i držača alata s minimalnim odstupanjem: Odabir strojeva i držača alata s minimalnim odstupanjem ključan je za održavanje ukupnog odstupanja sustava na minimumu.
- Ujednačen pritisak: Pazite da postoji ista količina pritiska svuda oko drške kako biste smanjili curenje.
- Provjera i zamjena istrošenih ležajeva: kako bi se smanjilo aksijalno otjecanje, istrošene ili oštećene ležajeve treba redovito provjeravati i mijenjati.
- Praćenje i upravljanje silama rezanja: korištenje pravih parametara rezanja, na primjer, može pomoći u kontroli sila rezanja i smanjiti aksijalno odstupanje.
Industrijski standardi i specifikacije
Postoje industrijski standardi i specifikacije za aksijalno odstupanje koji se koriste kako bi se osiguralo da dijelovi zadovoljavaju određene zahtjeve točnosti i preciznosti.
Organizacije poput Međunarodne organizacije za standardizaciju (ISO) i Američkog nacionalnog instituta za standardizaciju postavljaju ova pravila i zahtjeve (ANSI).
Kružno odstupanje jedan je od najčešće korištenih industrijskih standarda za aksijalno odstupanje.
Kružno odstupanje je vrsta geometrijske tolerancije koja se koristi za mjerenje koliko se površina pomiče gore ili dolje dok se okreće u horizontalnoj ravnini.
Kod kružnog odstupanja, referentna os se koristi kao referentna točka za zonu tolerancije.
Ovo čini 2D tolerancijsku zonu oko referentne osi.
Da bi zadovoljili oblačić, sve točke na stvarnoj površini moraju biti unutar ove tolerancijske zone.
Kombinacijom dviju kratkih osi na krajevima dijela, kružno odstupanje također se može koristiti za provjeru drugih značajki središnjeg dijela.
Postoje i druga pravila u poslovnom svijetu o aksijalnom odlasku, kao što su:
- ISO 1101: Ova norma opisuje opće zahtjeve za geometrijsku toleranciju izradaka, uključujući upotrebu zona tolerancije za kontrolu oblika, orijentacije i položaja.
Ovaj standard, ANSI Y14.5, kaže kako se geometrijsko dimenzioniranje i tolerancija (GD&T) moraju koristiti na inženjerskim crtežima.
Ovaj standard, ASME B89.3.4, govori kako izmjeriti aksijalno odstupanje pomoću brojčanika ili elektroničkih sondi za pomak.
Ovi industrijski standardi i specifikacije daju inženjerima, proizvođačima i osobama zaduženim za kontrolu kvalitete način da razgovaraju jedni s drugima i osiguraju da dijelovi ispunjavaju određene zahtjeve.
Slijedeći ove standarde i smjernice, proizvođači mogu osigurati da su njihovi dijelovi točni i da zadovoljavaju potrebe kupaca.
Zaključak
Zaključno, aksijalno odstupanje je važna stvar o kojoj inženjeri i strojari moraju razmišljati ako žele da njihov rad bude precizan.
To je uvijek prijetnja točnosti i učinkovitosti operacija strojne obrade, ali s pravim alatima, tehnikama i znanjem, s tim se može nositi.
Razumijevanjem uzroka i učinaka aksijalnog odstupanja i korištenjem najboljih praksi za smanjenje njegovih učinaka, inženjerski stručnjaci mogu postići visoku razinu točnosti, poboljšati produktivnost i smanjiti otpad.
Ali aksijalno odstupanje također je podsjetnik na delikatnu ravnotežu koju je potrebno održati između složenosti izrade stvari i želje za savršenstvom.
Dok neprestano smišljamo nove ideje i pomičemo granice mogućeg, moramo ostati skromni pred izazovima i uvijek pokušavati naučiti više o svijetu oko nas i postati bolji u njemu.
Dijeli…
