Natančnost in točnost sta v inženiringu zelo pomembni, aksialno uhajanje pa je eden najpogostejših načinov za napake pri strojni obdelavi.
Aksialni odmik je količina, za katero je vrtilna os rezalnega orodja odmaknjena od ravnine.
To lahko močno vpliva na natančnost končnega izdelka, kar lahko povzroči drago predelavo, več odpadkov in manjšo učinkovitost.
Razumevanje aksialnega odtekanja je pomembno za študente inženirstva in strokovnjake, ki se želijo prepričati, da strojna obdelava deluje dobro in ostane natančna.
V tej objavi v spletnem dnevniku bom govoril o vzrokih in učinkih aksialnega odtekanja, govoril o tem, kako ga izmeriti, in si ogledal najboljše načine za čim manjše učinke na strojno obdelavo.
Ne glede na to, ali ste izkušen inženir ali radoveden študent, se pripnite in pripravite na spoznavanje fascinantnega sveta aksialnega odtekanja.
Uvod v aksialni odtok
Formalna opredelitev:
Skupna količina vzdolž vrtilne osi, za katero vrtenje rezalnega orodja odstopa od ravnine.
Aksialni odmik je vrsta odmika, ki opisuje, kako daleč je vrtilna os rezalnega orodja od ravnine.
To se zgodi, ko os vrtenja ni enaka osrednji osi vretena, razlika pa se meri vzdolž osi vrtenja.
Po drugi strani pa se radialno odtekanje zgodi, ko se os vrtenja odmakne od središčne osi vretena, vendar ostane vzporedna z njo.
Obe vrsti iztekanja lahko povzročita težave, kot so vibracije, hrup in izguba natančnosti.
Radialno proti aksialnemu odtoku
Vzdolž dolžine središčne osi je količina radialnega odmika vedno enaka, vendar se količina aksialnega odmika spreminja glede na to, kje se meri glede na podlago.
Na položaj površine, ko se vrti v navpični ravnini, vpliva njen aksialni odmik.
Po drugi strani pa njegov radialni odmik opisuje, kako okrogel ali izven središča je.
Običajno so rotacijske mize in mize izdelane tako z radialnim kot z aksialnim odtokom.
Merjenje aksialnega odtekanja
Aksialni odmik je kot med dvema osema, ki nista v isti ravnini.
V tem primeru se razlika med delom in referenčno osjo povečuje, ko se odmikate od mesta, kjer se srečata.
Indikator s številčnico je nameščen na vreteno vrtljive mize ali stopnice za merjenje aksialnega odmika.
Indikator nato premaknemo tako, da se dotakne referenčne površine, mizo pa obrnemo, da ugotovimo, kako daleč je lahko od referenčne ravnine.
Nasvet: Vklopite gumb za napise, če ga potrebujete. V gumbu z nastavitvami izberite »samodejno prevajanje«, če niste seznanjeni z angleškim jezikom. Morda boste morali najprej klikniti jezik videoposnetka, preden postane vaš najljubši jezik na voljo za prevod.
Vzroki in posledice aksialnega odtekanja
Nekatere stvari, ki lahko povzročijo aksialno odtekanje, so obrabljeni ali neporavnani ležaji, upognjeno vreteno ali obdelovanec, površna poravnava orodja ali vpenjala in strojno orodje, ki se širi, ko se segreje.
Če se aksialno odtekanje ne upošteva ali ni popravljeno med strojno obdelavo, lahko povzroči manjšo natančnost dela, zavrnitev delov, povečanje stroškov in zmanjšanje produktivnosti.
Učinki aksialnega odtekanja
Aksialno odtekanje lahko vpliva na obdelovalne postopke, saj naredi obremenitev odrezkov neenakomerno ali povzroči, da orodje preveč treseta.
To lahko povzroči premikanje konice, kar spremeni način izdelave površine in njeno hrapavost.
Lahko povzroči tudi spremembe v topografiji površja.
Na primer, če je vrednost dovolj visoka, se lahko razdalja med oznakami orodja spremeni in oznaka orodja, ki jo pusti k-ti zob, se lahko odstrani.
Poleg tega se aksialno odtekanje spremeni tam, kjer je rezalno orodje v navpični ravnini, kar lahko povzroči neenakomerne obremenitve odrezkov, krajšo življenjsko dobo orodja in več vibracij.
To pa lahko povzroči slabo končno obdelavo površine obdelovanca, kot so hrapavost, valovi in sledi klepetanja.
Pri obdelavi vzdolž osi Z lahko aksialno uhajanje spremeni tudi globino reza in povzroči napake v dimenzijah, kot je stožčastost.
Ko se obdelujejo občutljivi ali visoko natančni deli, so lahko učinki aksialnega odtekanja na površinsko obdelavo zelo opazni.
Radialno odtekanje
Po drugi strani pa se radialno odtekanje zgodi, ko se os vrtenja odmakne od središčne osi vretena, vendar ostane vzporedna z njo.
Obe vrsti odtekanja lahko naredita orodje ali kos opreme manj natančen, zaradi česar se lahko zavrti s svoje idealne osi.
Zaradi radialnega odtekanja je težje centrirati del na mizi, kar lahko privede do kotne napake, ki je prevelika, da bi bila sprejemljiva.
Radialno in aksialno odtekanje lahko povzroči prehitro ali neenakomerno obrabo rezalnih orodij, zaradi česar se lahko prezgodaj zlomijo in je postopek manj varen.
Takšni prelomi bi lahko otežili obnovo ali uporabo preostalih rezalnih robov, kar bi zvišalo stroške potrošnega materiala.
Iztekanje močno vpliva na to, kako natančna je obdelava in kako dolgo trajajo orodja.
Merjenje aksialnega odtekanja
Obstajajo različni načini za merjenje aksialnega odtekanja, ki se razlikujejo glede na to, kako natančni so in kako zahtevni so za uporabo.
Metode statičnega testiranja
Statično testiranje je običajen način za merjenje aksialnega odtekanja, ker je lažje in stane manj kot dinamično testiranje.
Statični preskusi se izvajajo, ko vreteno ali obdelovanec miruje.
Obstajajo različni načini za to, ki so razloženi v Axis of Rotation Ameriškega združenja strojnih inženirjev.
Indikator s številčnico s standardno magnetno osnovo je preprost in običajen način za merjenje odtekanja sklopke ali gredi.
Za izvedbo tega preskusa se magnetna podlaga postavi na ravno površino v bližini sklopke ali gredi, na sklopko ali gred pa se namesti indikator s številčnico, da se izmeri odtekanje.
Če je odtekanje preveč, to pomeni, da je notranji premer pesta sklopke obrabljen ali da je gred upognjena.
V nekaterih primerih je prav tako dobro preveriti aksialno odtekanje sklopke tako, da kazalnik s številčnico postavite na zunanjo stran pesta sklopke.
Dinamične metode testiranja
Metode dinamičnega testiranja so težje razumljive, vendar dajejo nekoliko natančnejše rezultate, ker upoštevajo toploto, vibracije in centrifugalno silo.
Dinamično testiranje se izvaja med premikanjem vretena ali obdelovanca.
To je mogoče storiti tudi na različne načine, na primer z uporabo metod, ki temeljijo na času ali frekvenci.
Pri metodi, ki temelji na času, se tahometer uporablja za merjenje, kako hitro se vrti vreteno, merilnik pospeška pa se uporablja za merjenje, koliko iztekanja povzroča tresenje stroja.
Metoda, ki temelji na frekvenci, meri frekvenco tresljajev, ki jih povzroči iztekanje, s frekvenčnim analizatorjem.
Oprema in kalibracija
Natančnost meritev aksialnega odmika je odvisna od uporabljene opreme ter od tega, kako je nastavljena in kalibrirana.
Ne glede na to, katera metoda se uporablja, morajo biti natančne meritve nastavljene in pravilno umerjene.
Pomembno je zagotoviti, da je oprema pravilno nastavljena in umerjena, da lahko daje natančne odčitke.
Iztekanje gredi
Največkrat se za preverjanje stanja potisnih ležajev uporablja aksialno bičenje.
Meri se na sredini gredi (na njeni rotacijski osi).
Face runout je izraz za meritve, ki niso v središču.
V tem primeru ravnost in kvadratnost postaneta del merjenja, kar večini aplikacij ni mar.
Radialno odtekanje gredi je način za merjenje, koliko se okrogla gred premika okoli svojega središča, ko se vrti.
Poravnava pogona/gredi, togost ležaja, naraščajoče odtekanje zaradi obrabe ležajev in ravnotežje so vse stvari, ki lahko povzročijo to.
Razlika med aksialnim in radialnim odtokom
Obe vrsti odtekanja sta odstopanja od predvidene vrtilne osi, vendar so smer odstopanja in učinki na obdelovanec različni za vsako vrsto.
Razloženo radialno odtekanje
Radialno odtekanje je, ko os vrtenja ni v liniji s središčnico vretena, vendar je še vedno odmaknjena od nje.
Radialno odtekanje je meritev, ki je enaka po vsej osi stroja.
Prikazuje, kako se vrtljiva miza premika, ko se vrti v vodoravni ravnini.
Včasih se imenuje ekscentričnost ali stranski prevod.
Razloženo aksialno odtekanje
Ko se vrtilna os rezalnega orodja premakne stran od ravnine vzdolž njegove vrtilne osi, se to imenuje aksialno odtekanje.
Zaradi odstopanja je zdaj os nagnjena in ne poteka več vzporedno z glavno osjo.
Kolikšno je aksialno odtekanje, bo odvisno od tega, kje na podlagi je izmerjeno.
Aksialno odtekanje lahko povzroči številne težave, kot so neenakomerna obremenitev odrezkov, preveč šklepetanja orodja, odnašanje konice ter težave s površinsko hrapavostjo in nastajanjem.
Učinki radialnega in aksialnega odtoka
Obe vrsti odtekanja lahko naredita orodje ali kos opreme manj natančen, zaradi česar se lahko zavrti s svoje idealne osi.
Zaradi radialnega odtekanja je težje centrirati del na mizi, kar vodi do kotnih napak in slabe površinske obdelave v obliki napak okroglosti.
Aksialno odtekanje se spremeni tam, kjer je rezalno orodje v navpični ravnini, kar povzroči neenakomerne obremenitve odrezkov, krajšo življenjsko dobo orodja in več vibracij.
To pa lahko povzroči slabo končno obdelavo površine obdelovanca, kot so hrapavost, valovi in sledi klepetanja.
Pri obdelavi vzdolž osi Z lahko aksialno uhajanje spremeni tudi globino reza in povzroči napake v dimenzijah, kot je stožčastost.
Merjenje aksialnega in radialnega odtoka
Večino časa se za merjenje odtekanja sklopke ali gredi uporablja številčnica s standardno magnetno osnovo.
Samo postavite magnetno podlago na ravno površino blizu gredi ali sklopke.
Nato številčnico postavite na sklopko ali gred in opazujte, kako se številčnica premika.
Če je odtekanje preveč, to pomeni, da je notranji premer pesta sklopke obrabljen ali da je gred upognjena.
V nekaterih primerih je prav tako dobro preveriti aksialno odtekanje sklopke tako, da kazalnik s številčnico postavite na zunanjo stran pesta sklopke.
Aksialno odtekanje je mogoče izmeriti na več načinov.
Kazalniki, laserski senzorji in koordinatni merilni stroji so nekateri najpogostejši načini za to.
Preproste meritve se pogosto izvajajo z indikatorji na številčnici, kot so tisti z magnetno osnovo.
Preizkus se izvede tako, da se magnetna podlaga postavi na ravno površino in indikator s številčnico položi na gred ali sklopko za merjenje odtekanja.
Laserski senzorji ali koordinatni merilni stroji se lahko uporabljajo za natančnejše in natančnejše meritve.
Te naprave vam omogočajo meritve, ne da bi se jih dotaknili, in lahko merijo odtekanje vzdolž več kot ene osi hkrati.
Minimiziranje in odpravljanje aksialnega odtekanja
Za zmanjšanje ali odpravo aksialnega odtekanja je pomembno, da stroj pravilno nastavite in vzdržujete.
Tukaj je nekaj najboljših načinov za zmanjšanje aksialnega odtekanja:
- Natančna držala za orodje: uporaba natančnih držal za orodje, kot so držala za orodje s skrčljivim ali stiskalnim prileganjem, vam lahko zagotovi natančno in natančno vrtenje orodja, kar lahko pomaga zmanjšati iztekanje.
- Izbira strojev in držal orodij z minimalnim odtekom: Izbira strojev in držal orodij z minimalnim odtekom je ključna za ohranjanje skupnega odmika sistema na minimumu.
- Enakomeren pritisk: Prepričajte se, da je enak pritisk po vsem steblu, da zmanjšate odtekanje.
- Preverjanje in zamenjava obrabljenih ležajev: Za zmanjšanje aksialnega odtekanja je treba obrabljene ali poškodovane ležaje redno preverjati in menjavati.
- Spremljanje in nadzor rezalnih sil: uporaba pravih rezalnih parametrov lahko na primer pomaga pri nadzoru rezalnih sil in zmanjša aksialno uhajanje.
Industrijski standardi in specifikacije
Obstajajo industrijski standardi in specifikacije za aksialno odtekanje, ki se uporabljajo za zagotovitev, da deli izpolnjujejo določene zahteve glede točnosti in natančnosti.
Organizacije, kot sta Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO) in Ameriški nacionalni inštitut za standarde, določata ta pravila in zahteve (ANSI).
Krožni odtok je eden najpogosteje uporabljenih industrijskih standardov za aksialni odtok.
Krožno odtekanje je vrsta geometrijske tolerance, ki se uporablja za merjenje, koliko se površina premakne navzgor ali navzdol, ko se obrača v vodoravni ravnini.
Pri krožnem odtoku se referenčna os uporablja kot referenčna točka za tolerančno območje.
To ustvari 2D tolerančno območje okoli referenčne osi.
Za doseganje oblačka morajo biti vse točke na realni površini znotraj tega tolerančnega območja.
S kombinacijo dveh kratkih osi na koncih dela je mogoče krožno odtekanje uporabiti tudi za preverjanje drugih značilnosti osrednjega dela.
V poslovnem svetu obstajajo druga pravila glede aksialnega odtekanja, kot so:
- ISO 1101: Ta standard opisuje splošne zahteve za geometrijsko toleranco obdelovancev, vključno z uporabo tolerančnih območij za nadzor oblike, orientacije in lokacije.
Ta standard, ANSI Y14.5, določa, kako je treba uporabiti geometrijsko dimenzioniranje in toleranco (GD&T) na inženirskih risbah.
Ta standard, ASME B89.3.4, pravi, kako izmeriti aksialno odtekanje z merilnimi številčnicami ali elektronskimi sondami za premik.
Ti industrijski standardi in specifikacije omogočajo inženirjem, proizvajalcem in osebam, odgovornim za nadzor kakovosti, način, da se pogovarjajo med seboj in poskrbijo, da deli izpolnjujejo določene zahteve.
Z upoštevanjem teh standardov in smernic lahko proizvajalci zagotovijo, da so njihovi deli točni in ustrezajo potrebam strank.
Zaključek
Skratka, aksialno odtekanje je pomembna stvar, o kateri morajo razmišljati inženirji in strojniki, če želijo, da je njihovo delo natančno.
Vedno je grožnja za natančnost in učinkovitost obdelovalnih operacij, vendar se je s pravimi orodji, tehnikami in znanjem mogoče spoprijeti z njo.
Z razumevanjem vzrokov in učinkov aksialnega odtekanja in uporabo najboljših praks za zmanjšanje njegovih učinkov lahko inženirski strokovnjaki dosežejo visoko raven natančnosti, izboljšajo produktivnost in zmanjšajo količino odpadkov.
Toda aksialno odtekanje je tudi opomin na občutljivo ravnovesje, ki ga je treba ohraniti med kompleksnostjo izdelave stvari in željo po popolnosti.
Ker nenehno prihajamo z novimi idejami in premikamo meje možnega, moramo ostati ponižni pred izzivi in se vedno poskušati naučiti več o svetu okoli nas in postati boljši.
Delite na...
