Точність і точність дуже важливі в техніці, а осьове биття є одним із найпоширеніших способів помилок під час обробки.
Осьове биття - це величина, на яку вісь обертання ріжучого інструменту відхиляється від площини.
Це може сильно вплинути на точність готового продукту, що може призвести до дорогої переробки, збільшення відходів і зниження ефективності.
Розуміння осьового биття важливо для студентів інженерів і професіоналів, які хочуть переконатися, що обробка працює добре і залишається точною.
У цій публікації в блозі я розповім про причини та наслідки осьового биття, про те, як його виміряти, і розгляну найкращі способи звести до мінімуму його вплив на операції обробки.
Отже, незалежно від того, чи є ви досвідченим інженером чи допитливим студентом, пристебніться та готуйтеся дізнатися про захоплюючий світ осьового биття.
Вступ до осьового биття
Формальне визначення:
Загальна величина вздовж осі обертання, на яку обертання ріжучого інструменту відхиляється від площини.
Осьове биття – це тип биття, який описує, наскільки далеко вісь обертання ріжучого інструменту знаходиться від площини.
Це трапляється, коли вісь обертання не збігається з центральною віссю шпинделя, а різниця вимірюється вздовж осі обертання.
З іншого боку, радіальне биття відбувається, коли вісь обертання віддаляється від центральної осі шпинделя, але залишається паралельною їй.
Обидва види биття можуть спричинити такі проблеми, як вібрація, шум і втрата точності.
Радіальне або осьове биття
По довжині осьової лінії величина радіального биття завжди однакова, але величина осьового биття змінюється залежно від того, де вона вимірюється відносно основи.
На положення поверхні, коли вона обертається у вертикальній площині, впливає її осьове биття.
Його радіальне биття, з іншого боку, описує, наскільки воно кругле або нецентральне.
Зазвичай поворотні ступені і столи виготовляють як з радіальним, так і з осьовим биттям.
Вимірювання осьового биття
Осьове биття - це кут між двома осями, які не лежать в одній площині.
У цьому випадку різниця між деталлю та базовою віссю зростає, коли ви віддаляєтеся від місця їх зустрічі.
Для вимірювання осьового биття на шпинделі поворотного столу або столика встановлено циферблатний індикатор.
Потім індикатор переміщують так, щоб він торкався базової поверхні, і стіл повертають, щоб дізнатися, на якій відстані він може бути від базової площини.
Порада: увімкніть кнопку субтитрів, якщо вона вам потрібна. Виберіть «автоматичний переклад» у кнопці налаштувань, якщо ви не знайомі з англійською мовою. Можливо, вам доведеться спершу натиснути мову відео, перш ніж ваша улюблена мова стане доступною для перекладу.
Причини та наслідки осьового биття
Деякі з речей, які можуть спричинити осьове биття, - це зношені або неправильно налаштовані підшипники, погнутий шпиндель або заготовка, неакуратне вирівнювання інструменту чи пристосування, а також розширення верстата під час нагрівання.
Якщо осьове биття не враховується або не фіксується під час обробки, це може призвести до того, що деталь буде менш точною, деталі будуть відбраковані, витрати зростуть і продуктивність знизиться.
Вплив осьового биття
Осьове биття може вплинути на операції обробки, зробивши навантаження стружки нерівномірним або спричинивши надто сильне тріскотіння інструменту.
Це може спричинити рух наконечника, що змінює спосіб виготовлення поверхні та її шорсткість.
Це також може спричинити зміни рельєфу поверхні.
Наприклад, якщо значення достатньо велике, відстань між мітками інструменту може змінитися, і слід інструмента, залишений k-м зубом, можна видалити.
Крім того, осьове биття змінюється там, де ріжучий інструмент знаходиться у вертикальній площині, що може призвести до нерівномірного навантаження стружки, скорочення терміну служби інструменту та збільшення вібрації.
Це, у свою чергу, може спричинити погану обробку поверхні заготовки, наприклад шорсткість, хвилі та сліди від тріскотіння.
При обробці вздовж осі Z осьове биття також може змінити глибину різання та призвести до похибок у розмірах, таких як конусність.
Коли обробляються делікатні або високоточні деталі, вплив осьового биття на обробку поверхні може бути дуже помітним.
Радіальне биття
З іншого боку, радіальне биття відбувається, коли вісь обертання віддаляється від центральної осі шпинделя, але залишається паралельною їй.
Обидва види биття можуть зробити інструмент чи частину обладнання менш точними, що може призвести до того, що вони розкрутяться від своєї ідеальної осі.
Радіальне биття ускладнює центрування деталі на столі, що може призвести до кутової помилки, яка є занадто великою, щоб бути прийнятною.
Радіальні та осьові биття можуть спричинити надто швидкий або нерівномірний знос ріжучих інструментів, що може спричинити їх надто ранню поломку та зробити процес менш безпечним.
Такі поломки можуть ускладнити відновлення або використання залишкових ріжучих кромок, що призведе до підвищення вартості витратних матеріалів.
Біття має великий вплив на точність обробки та тривалість служби інструментів.
Вимірювання осьового биття
Існують різні способи вимірювання осьового биття, які різняться залежно від того, наскільки вони точні та наскільки важко їх використовувати.
Статичні методи випробувань
Статичне випробування є поширеним способом вимірювання осьового биття, оскільки воно простіше та коштує дешевше, ніж динамічне випробування.
Статичні випробування проводяться, коли шпиндель або деталь нерухомі.
Існують різні способи зробити це, які пояснюються в «Осі обертання» Американського товариства інженерів-механіків.
Циферблатний індикатор зі стандартною магнітною основою є простим і поширеним способом вимірювання биття муфти або вала.
Щоб виконати цей тест, магнітну основу кладуть на плоску поверхню біля муфти або вала, а циферблатний індикатор ставлять на муфту або вал для вимірювання биття.
Якщо биття занадто велике, це означає, що внутрішній діаметр втулки муфти зношений або вал погнутий.
У деяких випадках також доцільно перевірити осьове биття муфти, поставивши циферблатний індикатор на зовнішню поверхню втулки муфти.
Динамічні методи тестування
Методи динамічного тестування важче зрозуміти, але вони дають трохи точніші результати, оскільки враховують нагрівання, вібрацію та відцентрову силу.
Динамічне випробування проводиться під час руху шпинделя або деталі.
Це також можна зробити різними способами, наприклад, за допомогою методів на основі часу або частоти.
У методі, заснованому на часі, тахометр використовується для вимірювання швидкості обертання шпинделя, а акселерометр використовується для вимірювання величини биття, що викликає тремтіння машини.
Частотний метод вимірює частоту вібрацій, викликаних биттям, за допомогою частотного аналізатора.
Обладнання та калібрування
Точність вимірювань осьового биття залежить від використовуваного обладнання та способу його налаштування та калібрування.
Незалежно від того, який метод використовується, точні вимірювання необхідно налаштувати та правильно відкалібрувати.
Важливо переконатися, що обладнання налаштоване та відкаліброване правильно, щоб воно могло давати точні показники.
Биття валу
Найчастіше биття осьового вала використовується для перевірки стану опорних підшипників.
Вимірюється посередині вала (на його осі обертання).
Біття на грані — це термін для вимірювань, які не знаходяться в центрі.
У цьому випадку площинність і прямокутність стають частиною вимірювання, на що більшість програм не звертає уваги.
Радіальне биття вала — це спосіб вимірювання того, наскільки круглий вал рухається навколо свого центру під час обертання.
Вирівнювання приводу/вала, жорсткість підшипників, збільшення биття в міру зношування підшипників і балансування – все це може спричинити це.
Різниця між осьовим і радіальним биттям
Обидва типи биття є відхиленнями від передбачуваної осі обертання, але напрямок відхилення та вплив на заготовку різні для кожного типу.
Пояснення радіального биття
Радіальне биття — це коли вісь обертання не узгоджується з центральною лінією шпинделя, але все ще відхиляється від неї.
Радіальне биття - це вимірювання, яке є однаковим на всьому шляху вздовж осі машини.
На ньому показано, як рухається поворотний стіл при повороті в горизонтальній площині.
Його іноді називають ексцентриситетом або бічним зсувом.
Пояснення осьового биття
Коли вісь обертання ріжучого інструменту відходить від площини вздовж осі обертання, це називається осьовим биттям.
Через відхилення вісь тепер нахилена і більше не йде паралельно головній осі.
Велике осьове биття буде залежати від того, де на базі воно вимірюється.
Осьове биття може призвести до ряду проблем, таких як нерівномірне навантаження стружки, занадто сильне тріскотіння інструменту, дрейф наконечника, проблеми з шорсткістю поверхні та формуванням.
Вплив радіального та осьового биття
Обидва види биття можуть зробити інструмент чи частину обладнання менш точними, що може призвести до того, що вони розкрутяться від своєї ідеальної осі.
Радіальне биття ускладнює центрування деталі на столі, що призводить до кутових помилок і поганої обробки поверхні у вигляді помилок круглості.
Осьове биття змінюється там, де ріжучий інструмент знаходиться у вертикальній площині, що спричиняє нерівномірне навантаження на стружку, менший термін служби інструменту та більшу вібрацію.
Це, у свою чергу, може спричинити погану обробку поверхні заготовки, наприклад шорсткість, хвилі та сліди від тріскотіння.
При обробці вздовж осі Z осьове биття також може змінити глибину різання та призвести до похибок у розмірах, таких як конусність.
Вимірювання осьового та радіального биття
У більшості випадків циферблатний індикатор зі стандартною магнітною основою використовується для вимірювання биття муфти або вала.
Просто покладіть магнітну основу на плоску поверхню поблизу вала або муфти.
Потім поставте циферблатний індикатор на муфту або вал і спостерігайте, як циферблат рухається.
Якщо биття занадто велике, це означає, що внутрішній діаметр втулки муфти зношений або вал погнутий.
У деяких випадках також доцільно перевірити осьове биття муфти, поставивши циферблатний індикатор на зовнішню поверхню втулки муфти.
Осьове биття можна виміряти кількома способами.
Циферблатні індикатори, лазерні датчики та координатно-вимірювальні машини є одними з найпоширеніших способів зробити це.
Прості вимірювання часто виконуються за допомогою циферблатних індикаторів, наприклад, із магнітною основою.
Випробування проводиться шляхом розміщення магнітної основи на плоскій поверхні та розміщення циферблатного індикатора на валу або муфті для вимірювання биття.
Лазерні датчики або координатно-вимірювальні машини можна використовувати для більш точних і точних вимірювань.
Ці пристрої дозволяють проводити вимірювання, не торкаючись до них, і вони можуть вимірювати биття вздовж кількох осей одночасно.
Мінімізація та усунення осьового биття
Щоб зменшити або позбутися осьового биття, важливо правильно налаштувати та обслуговувати машину.
Ось кілька найкращих способів зменшити осьове биття:
- Тримачі прецизійних інструментів: використання тримачів прецизійних інструментів, таких як усадочні або пресові тримачі, може забезпечити точне й точне обертання інструменту, що може допомогти зменшити биття.
- Вибір верстатів і тримачів інструменту з мінімальним биттям: Вибір верстатів і тримачів інструменту з мінімальним биттям є ключовим для збереження мінімального загального биття системи.
- Рівномірний тиск: Переконайтеся, що на хвостовик діє однаковий тиск, щоб зменшити биття.
- Перевірка та заміна зношених підшипників: щоб зменшити осьове биття, зношені або пошкоджені підшипники слід регулярно перевіряти та замінювати.
- Моніторинг і контроль сил різання: використання правильних параметрів різання, наприклад, може допомогти контролювати сили різання та зменшити осьове биття.
Галузеві стандарти та специфікації
Існують галузеві стандарти та специфікації щодо осьового биття, які використовуються для забезпечення відповідності деталей певним вимогам до точності.
Ці правила та вимоги (ANSI) встановлюють такі організації, як Міжнародна організація стандартизації (ISO) та Американський національний інститут стандартів.
Кругове биття є одним із найбільш часто використовуваних промислових стандартів для осьового биття.
Кругове биття — це тип геометричного допуску, який використовується для вимірювання того, наскільки поверхня рухається вгору або вниз під час повороту в горизонтальній площині.
У круговому біє базова вісь використовується як точка відліку для зони допуску.
Це створює двовимірну зону допуску навколо опорної осі.
Щоб відповідати виносці, усі точки на реальній поверхні повинні бути всередині цієї зони допуску.
Об’єднавши дві короткі осі на кінцях деталі, кругове биття також можна використовувати для перевірки інших елементів центральної деталі.
У діловому світі існують інші правила щодо осьового биття, наприклад:
- ISO 1101: Цей стандарт описує загальні вимоги до геометричних допусків заготовок, включаючи використання зон допусків для контролю форми, орієнтації та розташування.
Цей стандарт, ANSI Y14.5, визначає, як геометричні розміри та допуски (GD&T) повинні використовуватися на інженерних кресленнях.
У цьому стандарті ASME B89.3.4 описано, як вимірювати осьове биття за допомогою циферблатних індикаторів або електронних датчиків переміщення.
Ці галузеві стандарти та специфікації дають інженерам, виробникам і людям, відповідальним за контроль якості, можливість спілкуватися один з одним і переконатися, що деталі відповідають певним вимогам.
Дотримуючись цих стандартів і вказівок, виробники можуть переконатися, що їхні деталі точні та відповідають потребам клієнтів.
Висновок
Підсумовуючи, варто сказати, що інженерам і машиністам важливо думати про осьове биття, якщо вони хочуть, щоб їхня робота була точною.
Це завжди загроза точності та ефективності операцій обробки, але за допомогою правильних інструментів, техніки та знань з нею можна впоратися.
Розуміючи причини та наслідки осьового биття та використовуючи найкращі практики для зменшення його впливу, професіонали-інженери можуть досягти високого рівня точності, підвищити продуктивність і зменшити відходи.
Але осьове биття також є нагадуванням про тонкий баланс, який потрібно зберігати між складністю виготовлення речей і бажанням досконалості.
Оскільки ми постійно придумуємо нові ідеї та розширюємо межі можливого, нам потрібно залишатися скромними перед обличчям викликів і завжди намагатися більше дізнаватися про світ навколо нас і ставати кращими.
Поділіться на…
