Mesures d'élimination des vibrations du tour dans le processus de tournage

L'un des défauts les plus courants du tournage est la vibration. Lorsque le tour vibre, le processus de coupe normal du système de processus est perturbé et détruit, ce qui non seulement détériore sérieusement la qualité de la surface d'usinage, mais raccourcit également la durée de vie de la machine-outil et de l'outil de coupe. Par conséquent, il est nécessaire de prendre certaines mesures pour réduire ou éliminer les vibrations produites par la machine-outil.

Aujourd'hui, je présenterai principalement les causes et les mesures d'élimination des vibrations à basse fréquence causées par la déformation du système de pièce et du système de porte-outil dans le processus d'usinage.

01 Principales caractéristiques des vibrations à basse fréquence

Après avoir éliminé les vibrations des composants rotatifs et du système de transmission de la machine-outil, le principal type de vibration de rotation est une vibration auto-excitée qui ne change pas avec la vitesse de rotation.

Les principales caractéristiques des vibrations à basse fréquence sont :

• faible fréquence de vibration (50 ~ 300 Hz), faible bruit pendant les vibrations
• Les traces laissées sur la surface de coupe de la pièce sont profondes et larges
• La vibration est violente, ce qui rend souvent les pièces de la machine-outil (telles que la poupée mobile, le porte-outil, etc.) desserrées et casse la lame en carbure cémenté.

02 Causes des vibrations à basse fréquence

Pendant les vibrations à basse fréquence lors du tournage, le système de pièce et le système de porte-outil vibrent généralement (mais dans la plupart des cas, la vibration du système de pièce est importante et joue un rôle de premier plan). Ils se séparent parfois les uns des autres et parfois se rapprochent, produisant des forces et des réactions d'amplitude égale et de sens opposés. Dans le processus de vibration, lorsque la pièce et l'outil s'écartent, la force de coupe F est séparée dans le même sens que le déplacement de la pièce et le travail effectué est positif. Lorsque la pièce s'approche de l'outil, le travail effectué par l'effort de coupe F en approche est négatif.

Pendant le tournage :

• frottement entre les copeaux et la face de coupe de l'outil
• Le degré de durcissement du métal rencontré par l'outil lors de l'usinage et de la sortie de la pièce est différent
• L'angle géométrique réel de l'outil change périodiquement pendant le processus de vibration
• Pendant les vibrations, le chemin de mouvement relatif de l'outil à la pièce est une ellipse, ce qui provoque le changement périodique de la section de coupe
• Les marques laissées par la vibration de la pièce lors de la rotation précédente provoquent des changements périodiques dans la section de coupe. Ces cinq conditions peuvent provoquer des changements périodiques dans la force de coupe et faire approcher la distance de phase f> f. De cette façon, à chaque cycle de vibration, le travail positif de la force de coupe sur la pièce (ou l'outil) est toujours supérieur au travail négatif qu'il fait sur la pièce (ou l'outil), de sorte que la pièce (ou l'outil) obtient de l'énergie complément et génère des vibrations auto-excitées.

03 Mesures d'élimination des vibrations à basse fréquence

(1) Dans les vibrations à basse fréquence, les vibrations sont principalement causées par le changement de force de coupe provoqué par les vibrations dans la direction Y, ce qui fait approcher la distance de phase f> f et produit des vibrations.

Les 5 mesures suivantes sont principalement prises.

① Angle de déviation principal de l'outil（ μ Plus l'angle R est grand), plus la force FY est petite et moins il est susceptible de produire des vibrations. Par conséquent, augmentez correctement l'angle de déviation principal de l'outil pour éliminer ou réduire les vibrations.

② Augmenter correctement l'angle de coupe de l'outil peut réduire la force FY et réduire les vibrations.

③ Si l'angle arrière de l'outil est trop grand ou si la lame est trop tranchante, l'outil est facile à mordre dans la pièce, ce qui produit facilement des vibrations. Lorsque l'outil est correctement passivé, la face arrière de la fraise peut empêcher l'outil de "mordre" dans la pièce, ce qui peut réduire ou éliminer les vibrations.

④ Lors du tournage, la position de la pointe de l'outil est trop basse (inférieure au centre de la pièce) ou lors de l'alésage sur le tour, la position de la pointe de l'outil est trop élevée, ce qui réduira l'angle de coupe réel de la pointe de l'outil et augmenter l'angle arrière, ce qui est facile à produire des vibrations.

⑤ Si le système de support d'outil a une rigidité négative, il est facile de "mordre" la pièce et de produire des vibrations. Par conséquent, les vibrations causées par la rigidité négative du système de porte-outil lors du tournage doivent être évitées dans la mesure du possible.

(2) Lorsque des copeaux larges et fins sont produits lors du processus de tournage, la vibration dans la direction Y provoque le changement de la force de coupe. Lorsque la section de coupe est large et mince, la vibration dans la direction Y entraînera un changement radical de la section de coupe et de la force de coupe. Par conséquent, les vibrations sont faciles à produire dans ce cas. Par exemple, lors du tournage avec une fraise longitudinale, plus la profondeur de coupe est grande, plus la vitesse d'avance est grande et plus l'angle de déviation principal est petit, plus la section de coupe est large et fine et plus il est facile de produire des vibrations. Par conséquent, lors de la sélection de la vitesse de rotation, nous devons éviter la zone de vitesse moyenne où la force de coupe diminue avec la vitesse (lors de la coupe de l'acier au carbone, la plage de vitesse est de 30 ~ 50 M/min), et réduire la force de coupe du chariot à la Dans le même temps, l'augmentation appropriée de l'avance et la réduction de la profondeur de coupe contribuent également à supprimer les vibrations.

(3) La rigidité insuffisante du système de pièce et du système de support d'outil est la principale raison des vibrations à basse fréquence. Les mesures suivantes peuvent être prises pour éliminer ou réduire les vibrations :

① Lors du serrage de la pièce avec trois ou quatre griffes, essayez de minimiser l'erreur de coaxialité entre le centre de rotation de la pièce et le centre de rotation de la broche, et évitez les vibrations causées par le changement périodique de la force de coupe causée par une coupe intermittente ou une coupe inégale due à la pièce inclinaison.

② Lors de l'usinage de pièces minces et longues faciles à déformer, plier et vibrer, le centre élastique et le support auxiliaire sont utilisés, et un liquide de refroidissement est ajouté pour refroidir les pièces afin de réduire la déformation par dilatation thermique des pièces.

③ Lors du serrage de la pièce, ne pas étendre la pièce trop longtemps. Pour la pièce dont la rigidité est insuffisante, le cadre central raisonnable, le repose-talon de l'outil et le centre et d'autres supports auxiliaires sont utilisés pour augmenter la rigidité de la pièce.

④ Lors de l'utilisation du haut, le haut et le trou conique du haut doivent bien correspondre pour éviter de plier la pièce en raison d'une force de levage trop importante ou de balancer la pièce en raison d'une force de levage trop faible, et faites attention à ce que la suspension de la poupée mobile la manche ne doit pas être trop longue.

⑤ Le jeu de roulement de la broche de la machine-outil affecte directement la précision de rotation et la rigidité de la broche. Si le jeu est trop grand et que la rigidité est insuffisante en raison de l'usure des roulements pendant l'utilisation, le jeu des roulements doit être ajusté et la précharge doit être appliquée pour augmenter la rigidité du système de pièce et éliminer les vibrations.

⑥ Vérifiez régulièrement le contact entre le chariot central et le grand chariot, et le rail de guidage en queue d'aronde entre le petit repose-couteau et le chariot central, et ajustez l'incrustation inclinée pour maintenir un espace approprié pour éviter de ramper lorsque le repose-couteau se déplace, provoquant le vibration du système de repose-couteau.

⑦ Chaque fois que le porte-outil carré est tourné pour faire tourner l'outil dans la position requise, le porte-outil carré doit être pressé et fixé pour empêcher le porte-outil carré de se desserrer, réduisant la rigidité du système de porte-outil et provoquant des vibrations.