Presnosť a presnosť sú v strojárstve veľmi dôležité a axiálne hádzanie je jedným z najbežnejších spôsobov, ako sa pri obrábaní vyskytujú chyby.
Axiálne hádzanie je veľkosť, o ktorú sa os otáčania rezného nástroja odchyľuje od roviny.
To môže mať veľký vplyv na presnosť hotového výrobku, čo môže viesť k nákladným prepracovaniam, väčšiemu odpadu a nižšej účinnosti.
Pochopenie axiálneho hádzania je dôležité pre študentov inžinierstva a profesionálov, ktorí sa chcú uistiť, že obrábanie funguje dobre a zostáva presné.
V tomto blogovom príspevku budem hovoriť o príčinách a účinkoch axiálneho hádzania, hovoriť o tom, ako ho merať, a pozriem sa na najlepšie spôsoby, ako obmedziť jeho vplyv na obrábacie operácie na minimum.
Takže, či už ste skúsený inžinier alebo zvedavý študent, pripútajte sa a pripravte sa na spoznávanie fascinujúceho sveta axiálneho hádzania.
Úvod do axiálneho hádzania
Formálna definícia:
Celkové množstvo pozdĺž osi otáčania, o ktoré sa otáčanie rezného nástroja odchyľuje od roviny.
Axiálne hádzanie je typ hádzania, ktorý popisuje, ako ďaleko je os otáčania rezného nástroja od roviny.
Stáva sa to vtedy, keď os otáčania nie je rovnaká ako stredová os vretena a rozdiel sa meria pozdĺž osi otáčania.
Na druhej strane k radiálnemu hádzaniu dochádza, keď sa os otáčania pohybuje preč od osi stredovej čiary vretena, ale zostáva s ňou rovnobežná.
Oba druhy hádzania môžu spôsobiť problémy, ako sú vibrácie, hluk a strata presnosti.
Radiálne vs. Axiálne hádzanie
Pozdĺž dĺžky osi stredovej čiary je veľkosť radiálneho hádzania vždy rovnaká, ale veľkosť axiálneho hádzania sa mení v závislosti od toho, kde sa meria vo vzťahu k základni.
Poloha povrchu, keď sa otáča vo vertikálnej rovine, je ovplyvnená jeho axiálnym hádzaním.
Jeho radiálne hádzanie na druhej strane popisuje, aké je okrúhle alebo mimo stredu.
Zvyčajne sa rotačné stupne a stoly vyrábajú s radiálnymi aj axiálnymi výbehmi.
Meranie axiálneho hádzania
Axiálne hádzanie je uhol medzi dvoma osami, ktoré nie sú v rovnakej rovine.
V tomto prípade sa rozdiel medzi dielom a referenčnou osou zväčšuje, keď sa vzďaľujete od miesta, kde sa stretávajú.
Na vreteno otočného stola alebo stolíka je umiestnený číselník na meranie axiálneho hádzania.
Potom sa indikátor posunie tak, aby sa dotkol referenčnej plochy, a otočením stola sa zistí, ako ďaleko môže byť od referenčnej roviny.
Tip: Ak potrebujete, zapnite tlačidlo titulkov. Ak nie ste oboznámení s anglickým jazykom, vyberte v tlačidle nastavení „automatický preklad“. Možno budete musieť najskôr kliknúť na jazyk videa, až potom bude váš obľúbený jazyk dostupný na preklad.
Príčiny a účinky axiálneho hádzania
Niektoré z vecí, ktoré môžu spôsobiť axiálne hádzanie, sú opotrebované alebo nesprávne zarovnané ložiská, ohnuté vreteno alebo obrobok, nedbalé zarovnanie nástroja alebo upínacieho prípravku a rozťahovanie obrábacieho stroja, keď sa zahrieva.
Ak sa axiálne hádzanie neberie do úvahy alebo sa počas obrábania nefixuje, môže to spôsobiť, že diel bude menej presný, diely budú odmietnuté, náklady sa zvýšia a produktivita klesne.
Účinky axiálneho hádzania
Axiálne hádzanie môže ovplyvniť operácie obrábania tým, že zaťaženie triesky bude nerovnomerné alebo spôsobí prílišné chvenie nástroja.
To môže spôsobiť pohyb hrotu, čo mení spôsob výroby povrchu a jeho drsnosť.
Môže tiež spôsobiť zmeny v topografii povrchu.
Napríklad, ak je hodnota dostatočne vysoká, vzdialenosť medzi značkami nástroja sa môže zmeniť a značka nástroja zanechaná k-tým zubom sa môže odstrániť.
Taktiež sa axiálne hádzanie mení tam, kde je rezný nástroj vo vertikálnej rovine, čo môže spôsobiť nerovnomerné zaťaženie trieskami, kratšiu životnosť nástroja a väčšie vibrácie.
To zase môže spôsobiť, že povrch obrobku bude mať zlý povrch, ako je drsnosť, vlny a stopy po chvenie.
Pri obrábaní pozdĺž osi Z môže axiálne hádzanie zmeniť aj hĺbku rezu a viesť k chybám v rozmeroch, ako je napríklad kužeľ.
Pri obrábaní jemných alebo vysoko presných dielov môžu byť účinky axiálneho hádzania na kvalitu povrchu veľmi viditeľné.
Radiálne hádzanie
Na druhej strane k radiálnemu hádzaniu dochádza, keď sa os otáčania pohybuje preč od osi stredovej čiary vretena, ale zostáva s ňou rovnobežná.
Oba druhy hádzania môžu spôsobiť, že nástroj alebo časť zariadenia budú menej presné, čo môže spôsobiť, že sa otáčajú mimo svojej ideálnej osi.
Radiálne hádzanie sťažuje vycentrovanie časti na stole, čo môže viesť k chybe uhla, ktorá je príliš veľká na to, aby bola prijateľná.
Radiálne a axiálne hádzanie môže spôsobiť príliš rýchle alebo nerovnomerné opotrebovanie rezných nástrojov, čo môže spôsobiť ich príliš skoré zlomenie a znížiť bezpečnosť procesu.
Takéto zlomy by mohli sťažiť opravu alebo použitie zostávajúcich rezných hrán, čo by zvýšilo náklady na spotrebný materiál.
Rút má veľký vplyv na to, aké presné je obrábanie a ako dlho vydržia nástroje.
Meranie axiálneho hádzania
Existujú rôzne spôsoby merania axiálneho hádzania, ktoré sa líšia v tom, ako sú presné a ako ťažko sa používajú.
Statické testovacie metódy
Statické testovanie je bežný spôsob merania axiálneho hádzania, pretože je jednoduchšie a stojí menej ako dynamické testovanie.
Statické testy sa vykonávajú, keď je vreteno alebo obrobok nehybné.
Existujú rôzne spôsoby, ako to urobiť, ktoré sú vysvetlené v Axes of Rotation od American Society of Mechanical Engineers.
Číselník so štandardnou magnetickou základňou je jednoduchý a bežný spôsob merania hádzania spojky alebo hriadeľa.
Na vykonanie tohto testu sa magnetická základňa položí na rovný povrch v blízkosti spojky alebo hriadeľa a na spojku alebo hriadeľ sa umiestni číselník, aby sa zmerala hádzavosť.
Ak je hádzanie príliš veľké, znamená to opotrebovanie vnútorného priemeru náboja spojky alebo ohnutie hriadeľa.
V niektorých prípadoch je tiež dobré skontrolovať axiálne hádzanie spojky umiestnením číselníka na vonkajšiu stranu náboja spojky.
Dynamické testovacie metódy
Dynamické testovacie metódy sú ťažšie pochopiteľné, ale poskytujú o niečo presnejšie výsledky, pretože berú do úvahy teplo, vibrácie a odstredivú silu.
Dynamické testovanie sa vykonáva počas pohybu vretena alebo obrobku.
Dá sa to urobiť aj rôznymi spôsobmi, napríklad pomocou metód založených na čase alebo frekvencii.
Pri metóde založenej na čase sa otáčkomer používa na meranie rýchlosti otáčania vretena a akcelerometer sa používa na meranie toho, koľko hádzania spôsobuje chvenie stroja.
Metóda založená na frekvencii meria frekvenciu vibrácií spôsobených hádzaním pomocou frekvenčného analyzátora.
Vybavenie a kalibrácia
Presnosť meraní axiálneho hádzania závisí od použitého zariadenia a spôsobu jeho nastavenia a kalibrácie.
Bez ohľadu na to, aká metóda sa použije, presné merania musia byť nastavené a správne kalibrované.
Je dôležité uistiť sa, že zariadenie je správne nastavené a kalibrované, aby mohlo poskytovať presné údaje.
Výbeh hriadeľa
Na kontrolu stavu axiálnych ložísk sa väčšinou používa hádzanie axiálneho hriadeľa.
Meria sa v strede hriadeľa (na jeho rotačnej osi).
Vybehnutie tváre je termín pre merania, ktoré nie sú v strede.
V tomto prípade sa rovinnosť a pravouhlosť stávajú súčasťou merania, o ktoré sa väčšina aplikácií nestará.
Radiálne hádzanie hriadeľa je spôsob, ako merať, koľko sa okrúhly hriadeľ pohybuje okolo svojho stredu pri otáčaní.
Zarovnanie pohonu a hriadeľa, tuhosť ložísk, zvyšujúce sa hádzanie pri opotrebovaní ložísk a vyváženie sú všetko veci, ktoré to môžu spôsobiť.
Rozdiel medzi axiálnym a radiálnym hádzaním
Oba typy hádzania sú odchýlky od zamýšľanej osi otáčania, ale smer odchýlky a účinky na obrobok sú pre každý typ odlišné.
Vysvetlenie radiálneho hádzania
Radiálne hádzanie je, keď os otáčania nie je v súlade so stredovou čiarou vretena, ale je stále mimo nej.
Radiálne hádzanie je meranie, ktoré je rovnaké po celej osi stroja.
Ukazuje, ako sa otočný stôl pohybuje, keď sa otáča v horizontálnej rovine.
Niekedy sa nazýva výstrednosť alebo bočný preklad.
Axiálne hádzanie vysvetlené
Keď sa os otáčania rezného nástroja vzďaľuje od roviny pozdĺž osi otáčania, nazýva sa to axiálne hádzanie.
Kvôli odchýlke je teraz os naklonená a už neprebieha rovnobežne s hlavnou osou.
Aké veľké axiálne hádzanie bude závisieť od toho, kde na základni sa meria.
Axiálne hádzanie môže viesť k množstvu problémov, ako je nerovnomerné zaťaženie triesky, príliš veľké chvenie nástroja, drift hrotu a problémy s drsnosťou a tvorbou povrchu.
Účinky radiálneho a axiálneho hádzania
Oba druhy hádzania môžu spôsobiť, že nástroj alebo časť zariadenia budú menej presné, čo môže spôsobiť, že sa otáčajú mimo svojej ideálnej osi.
Radiálne hádzanie sťažuje vycentrovanie súčiastky na stole, čo vedie k uhlovým chybám a zlej povrchovej úprave v podobe chýb zaoblenia.
Axiálne hádzanie sa mení tam, kde je rezný nástroj vo vertikálnej rovine, čo spôsobuje nerovnomerné zaťaženie trieskami, kratšiu životnosť nástroja a väčšie vibrácie.
To zase môže spôsobiť, že povrch obrobku bude mať zlý povrch, ako je drsnosť, vlny a stopy po chvenie.
Pri obrábaní pozdĺž osi Z môže axiálne hádzanie zmeniť aj hĺbku rezu a viesť k chybám v rozmeroch, ako je napríklad kužeľ.
Meranie axiálneho a radiálneho hádzania
Na meranie hádzania spojky alebo hriadeľa sa väčšinou používa číselník so štandardnou magnetickou základňou.
Stačí umiestniť magnetickú základňu na rovný povrch blízko hriadeľa alebo spojky.
Potom umiestnite číselník na spojku alebo hriadeľ a sledujte, ako sa číselník pohybuje.
Ak je hádzanie príliš veľké, znamená to opotrebovanie vnútorného priemeru náboja spojky alebo ohnutie hriadeľa.
V niektorých prípadoch je tiež dobré skontrolovať axiálne hádzanie spojky umiestnením číselníka na vonkajšiu stranu náboja spojky.
Axiálne hádzanie možno merať mnohými spôsobmi.
Číselníkové indikátory, laserové senzory a súradnicové meracie stroje sú niektoré z najbežnejších spôsobov, ako to dosiahnuť.
Jednoduché merania sa často vykonávajú pomocou číselníkov, ako sú tie s magnetickou základňou.
Skúška sa vykonáva umiestnením magnetickej základne na rovný povrch a umiestnením číselníka na hriadeľ alebo spojku na meranie hádzania.
Laserové senzory alebo súradnicové meracie stroje môžu byť použité na meranie, ktoré je presnejšie a presnejšie.
Tieto zariadenia vám umožňujú vykonávať merania bez toho, aby ste sa ich dotkli, a môžu merať hádzanie pozdĺž viac ako jednej osi súčasne.
Minimalizácia a eliminácia axiálneho hádzania
Na zníženie alebo odstránenie axiálneho hádzania je dôležité stroj správne nastaviť a udržiavať.
Tu sú niektoré z najlepších spôsobov, ako znížiť axiálne hádzanie:
- Presné držiaky nástrojov: Používanie presných držiakov nástrojov, ako sú držiaky nástrojov na lisovanie alebo nalisovanie, vám môže poskytnúť presné a presné otáčanie nástroja, čo môže pomôcť znížiť hádzanie.
- Výber strojov a držiakov nástrojov s minimálnym hádzaním: Výber strojov a držiakov nástrojov s minimálnym hádzaním je kľúčom k udržaniu celkového hádzania systému na minime.
- Rovnomerný tlak: Uistite sa, že okolo stopky je rovnaký tlak, aby sa znížilo hádzanie.
- Kontrola a výmena opotrebovaných ložísk: Aby sa znížilo axiálne hádzanie, opotrebované alebo poškodené ložiská by sa mali pravidelne kontrolovať a vymieňať.
- Monitorovanie a kontrola rezných síl: Napríklad použitie správnych rezných parametrov môže pomôcť pri kontrole rezných síl a znížení axiálneho hádzania.
Priemyselné štandardy a špecifikácie
Existujú priemyselné normy a špecifikácie pre axiálne hádzanie, ktoré sa používajú na zabezpečenie toho, aby diely spĺňali určité požiadavky na presnosť a presnosť.
Organizácie ako Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) a Americký národný inštitút pre normalizáciu stanovujú tieto pravidlá a požiadavky (ANSI).
Kruhové hádzanie je jedným z najčastejšie používaných priemyselných štandardov pre axiálne hádzanie.
Kruhové hádzanie je typ geometrickej tolerancie, ktorá sa používa na meranie toho, o koľko sa povrch pohybuje nahor alebo nadol, keď sa otáča v horizontálnej rovine.
Pri kruhovom hádzaní sa pomocná os používa ako referenčný bod pre tolerančnú zónu.
Tým sa vytvorí 2D tolerančná zóna okolo pomocnej osi.
Na splnenie požiadavky musia byť všetky body na skutočnom povrchu vnútri tejto tolerančnej zóny.
Kombináciou dvoch krátkych osí na koncoch dielu možno kruhové hádzanie použiť aj na kontrolu iných centrálnych prvkov dielu.
V obchodnom svete existujú ďalšie pravidlá týkajúce sa axiálneho hádzania, ako napríklad:
- ISO 1101: Táto norma popisuje všeobecné požiadavky na geometrické tolerancie obrobkov, vrátane použitia tolerančných zón na kontrolu tvaru, orientácie a umiestnenia.
Táto norma, ANSI Y14.5, hovorí, ako sa musí používať geometrické kótovanie a tolerovanie (GD&T) na technických výkresoch.
Táto norma, ASME B89.3.4, hovorí, ako merať axiálne hádzanie pomocou číselníkových indikátorov alebo elektronických posuvných sond.
Tieto priemyselné štandardy a špecifikácie poskytujú inžinierom, výrobcom a ľuďom zodpovedným za kontrolu kvality spôsob, ako spolu komunikovať a uistiť sa, že diely spĺňajú určité požiadavky.
Dodržiavaním týchto noriem a smerníc sa môžu výrobcovia uistiť, že ich diely sú presné a spĺňajú potreby zákazníkov.
Záver
Záverom možno povedať, že axiálne hádzanie je dôležitá vec, na ktorú musia inžinieri a strojníci myslieť, ak chcú, aby ich práca bola presná.
Vždy je to hrozba pre presnosť a efektívnosť obrábacích operácií, ale so správnymi nástrojmi, technikami a znalosťami sa s tým dá vysporiadať.
Pochopením príčin a účinkov axiálneho hádzania a použitím osvedčených postupov na zníženie jeho účinkov môžu inžinieri dosiahnuť vysokú úroveň presnosti, zvýšiť produktivitu a znížiť množstvo odpadu.
Ale axiálne hádzanie je tiež pripomienkou jemnej rovnováhy, ktorú je potrebné udržiavať medzi zložitosťou výroby a túžbou po dokonalosti.
Keďže neustále prichádzame s novými nápadmi a posúvame hranice toho, čo je možné, musíme zostať pokorní tvárou v tvár výzvam a vždy sa snažiť dozvedieť sa viac o svete okolo nás a byť v ňom lepší.
Zdieľať na…
