Evoluția istorică și inovația tehnologiei de șlefuire fără centru

Șlefuirea fără centru este un proces de tăiere a metalelor de înaltă precizie care utilizează o roată de șlefuit și o roată de reglare pentru a prelucra piesele de prelucrat fără a fi nevoie de dispozitive tradiționale de fixare pentru a le asigura, obținând astfel o precizie ridicată și o eficiență ridicată în producție. Pe baza configurației mașinii de șlefuit și a direcției de avans a piesei de prelucrat, șlefuirea fără centru poate fi împărțită în mai multe tipuri: standard (orizontală), înclinată și verticală. În plus, conform metodei de alimentare a piesei de prelucrat, metodele de șlefuire fără centru pot fi clasificate în alimentare (plunge), trecere și avans final. Slefuirea cu avans este potrivită pentru șlefuirea pieselor de prelucrat cu mai multe diametre sau forme, în timp ce șlefuirea prin avans oferă o productivitate extrem de ridicată la șlefuirea bolțurilor, rolelor cilindrice și rolelor conice. Slefuirea cu avans la capăt poate șlefui piesele de prelucrat în formă, cum ar fi rolele sferice, cu o viteză de avans mai mare decât cea a șlefuirii cu avans. Clasificarea metodelor de susținere a piesei de prelucrat include tipul de reglare a roții cu lamă, tipul cu pantof dublu, tipul cu trei roți, tipul cu lamă cu roată dublă, tipul cu roată dublă și șlefuirea fără centru de tip dublu disc. Fiecare tip are scenariile și avantajele sale specifice de aplicare pentru a satisface diferite piese de prelucrat și nevoi de producție.

• Tipul de lamă roată de reglare:șlefuire standard fără centre.
• 2 tipuri de pantofi:șlefuire exterioară sau internă a pantofului fără centre.
• 3 tip role:Slefuire interioară fără centre cu 3 role.
• 2 role-tip pantof:Slefuire interioară fără centre cu 2 rulouri.
• 2 tip role:șlefuire fără centre sau super-finisare.
• Tip de disc dublu:șlefuire fără centre de disc extern.

▲ Tip roată-lamă de reglare

Eroare de rotunjire

Eroarea de rotunjire se referă la abaterea dintre rotunjimea reală și rotunjimea ideală a unei piese de prelucrat în timpul procesului de șlefuire din cauza diferiților factori, cum ar fi suportul instabil al piesei de prelucrat, condițiile de contact dintre discul de șlefuit și roata de reglare și variațiile forței de șlefuire. În șlefuirea fără centre, eroarea de rotunjime este un indicator de calitate critic care afectează direct acuratețea dimensională și consistența geometrică a piesei de prelucrat. Lucrarea menționează că controlul și optimizarea erorii de rotunjime sunt aspecte importante ale cercetării tehnologiei de șlefuire fără centre. Acestea includ studii privind stabilitatea la rotație a piesei de prelucrat în timpul șlefuirii, optimizarea condițiilor de contact dintre discul de șlefuit și discul de reglare și controlul precis al parametrilor de șlefuire. Prin analiza aprofundată și îmbunătățirea acestor factori, eroarea de rotunjime poate fi redusă semnificativ, sporind astfel acuratețea și calitatea pieselor de prelucrat.

▲ Eroare de rotunjire

Vibrație Chatter

Vibrația de șlefuire, cunoscută și sub denumirea de șlefuire de șlefuire, se referă la un fenomen de vibrație autoexcitat cauzat de instabilitatea contactului dintre piesa de prelucrat și discul de șlefuire în timpul procesului de șlefuire. Această vibrație poate duce la apariția unor ondulații pe suprafața piesei de prelucrat, afectând precizia șlefuirii și calitatea suprafeței. Lucrarea menționează că vibrația vibrațiilor este una dintre problemele care necesită o atenție specială în șlefuirea fără centre, deoarece poate reduce semnificativ eficiența producției și poate crește rata de respingere a pieselor de prelucrat. Pentru a preveni și controla vibrațiile vibrațiilor, lucrarea discută diverse strategii, inclusiv optimizarea parametrilor de șlefuire, îmbunătățirea sistemelor de susținere a piesei de prelucrat, utilizarea echipamentelor de șlefuire de mare rigiditate și dezvoltarea unor sisteme avansate de monitorizare a procesului pentru a detecta și ajusta condițiile de șlefuire în timp real. Prin implementarea acestor măsuri, apariția vibrațiilor de vibrație poate fi redusă, sporind astfel stabilitatea procesului de șlefuire fără centre și calitatea pieselor prelucrate.

▲ Proces de măcinare

Suport piesa de prelucrat

Problemele suportului piesei de prelucrat în șlefuirea fără centru se referă la schimbările de poziție sau vibrațiile piesei de prelucrat în timpul șlefuirii din cauza suportului inadecvat, care afectează direct precizia șlefuirii și calitatea suprafeței. Lucrarea subliniază faptul că metoda de șlefuire fără centre este foarte sensibilă la condițiile de instalare; dacă mașina nu este configurată corect, pot apărea probleme legate de suportul piesei de prelucrat, cum ar fi rotunjimea neregulată și vibrațiile vibrații. Aceste probleme pot duce la inconsecvențe în dimensiunile geometrice ale piesei de prelucrat și la creșterea rugozității suprafeței. Pentru a aborda problemele de sprijinire a piesei de prelucrat, lucrarea menționează îmbunătățiri ale sistemului de susținere a piesei de prelucrat, inclusiv optimizarea designului roților de sprijin și a roților de ghidare, precum și dezvoltarea unor modele avansate de stabilitate a suportului piesei de prelucrat. Aceste modele pot prezice și preveni erorile de prelucrare cauzate de suportul instabil al piesei de prelucrat. Prin aceste măsuri de cercetare și îmbunătățire, stabilitatea suportului piesei de prelucrat în procesul de șlefuire fără centre poate fi îmbunătățită semnificativ, îmbunătățind astfel calitatea șlefuirii și eficiența producției.

Metodologie clară

1. Dezvoltarea teoriei de măcinare fără centru

Articolul trece în revistă istoria dezvoltării teoriei șlefuirii fără centru, inclusiv tehnici avansate de modelare și simulare.

▲ Modelarea șlefuirii

Dezvoltarea teoriei șlefuirii fără centre, bazată pe înțelegerea caracteristicilor unice ale sistemelor de susținere a piesei de prelucrat și ale mecanismelor de antrenare, a suferit îmbunătățiri semnificative, în special în ceea ce privește precizia și productivitatea șlefuirii. De la înființarea mașinii moderne de șlefuit fără centru în 1917, eforturile continue de cercetare, inclusiv analiza aprofundată a mecanismelor de șlefuire, stabilitatea dinamică și stabilitatea suportului piesei de prelucrat, au făcut din această tehnologie o metodă standard indispensabilă în industrii precum industria auto și producția de rulmenți. În plus, cu o mai bună înțelegere a factorilor de instabilitate a procesului și dezvoltarea modelelor predictive, șlefuirea fără centre a arătat un potențial mare în îmbunătățirea eficienței mecanice și obținerea de precizie la nivel nano, punând bazele viitoarelor sisteme de producție eficiente și precise.

2. Design mașină de șlefuit

Acesta discută despre proiectarea componentelor majore ale mașinilor de șlefuit fără centre, cum ar fi axul, patul, șinele de ghidare și sistemele de poziționare și oferă linii directoare de proiectare pentru viitoarele mașini.

▲ Design mașină de șlefuit

Designul mașinilor de șlefuit deține o poziție centrală în tehnologia de șlefuire fără centre, cu progrese inclusiv cercetări aprofundate și îmbunătățiri ale componentelor cheie, cum ar fi axul, patul, șinele de ghidare și sistemele de poziționare. Articolul menționează că, pentru a îmbunătăți performanța de șlefuire, au fost adoptate modele de mașini de înaltă precizie și rigiditate ridicată, cum ar fi utilizarea ghidajelor hidrostatice și a sistemelor de antrenare a motoarelor liniare și dezvoltarea de noi modele de ax cu mâner dublu. Aceste modele îmbunătățesc semnificativ precizia mișcării și rigiditatea statică/dinamică a mașinii. În plus, analiza cu elemente finite (FEA) este utilizată pentru a optimiza structura mașinii pentru a asigura comportamentul acesteia la sarcini statice, dinamice și termice, obținând astfel o precizie ridicată și o stabilitate ridicată în operațiunile de șlefuire.

3. Monitorizarea procesului

Această secțiune prezintă tehnologii avansate de monitorizare a procesului și aplicațiile acestora în procesul de șlefuire fără centru.

▲ Monitorizarea procesului

Monitorizarea procesului în tehnologia de măcinare fără centre este crucială, implicând monitorizarea în timp real a procesului de măcinare pentru a asigura calitatea și eficiența. Lucrarea menționează că, deși există diverse soluții de monitorizare a procesului de șlefuire disponibile pe piață, cum ar fi monitorizarea consumului de energie, monitorizarea vibrațiilor/balanței și detectarea contactelor prin emisie acustică (AE), nu există soluții mature pentru problemele specifice șlefuirii fără centre. Aceste probleme includ calitatea îmbrăcămintei roții de reglare, apariția deformarii sau a vibrațiilor piesei de prelucrat și vibrația plăcii de sprijin. Lucrarea evidențiază în mod specific aplicarea tehnologiei AE în procesul de șlefuire fără centre. Prin instalarea senzorilor pe placa de susținere sau pe rulmenții roții de șlefuit, este posibilă monitorizarea și identificarea eficientă a problemelor legate de contact, detectarea ciclului, calitatea suprafeței și suportul de configurare. În plus, tehnologia AE este utilizată pentru a monitoriza vibrația în timpul procesului de îmbrăcare și pentru a evalua numărul de cicluri de îmbrăcare după apariția vibrațiilor, asigurând calitatea suprafeței discului de șlefuit. În ciuda acestor progrese, lucrarea subliniază, de asemenea, provocările specifice ale monitorizării procesului în șlefuirea fără centre și discută cercetările în curs și alte metode de monitorizare aplicate în mod specific procesului de măcinare fără centre.

4. Optimizare și simulare

Utilizarea modelelor matematice și a tehnicilor de simulare pentru a prezice și a evita instabilitatea procesului de prelucrare, cum ar fi stabilitatea piesei de prelucrat, vibrația geometrică și instabilitatea dinamică.

▲ Optimizare și simulare

Optimizarea și simularea joacă un rol crucial în tehnologia de șlefuire fără centre. Ei folosesc modele matematice avansate și simulări pe computer pentru a prezice și îmbunătăți stabilitatea și eficiența procesului de măcinare. Lucrarea subliniază o înțelegere profundă a factorilor de instabilitate, cum ar fi stabilitatea suportului piesei de prelucrat, vibrația geometrică și vibrația dinamică în timpul șlefuirii, care afectează direct precizia și productivitatea șlefuirii. Prin simulări în domeniul frecvenței și în domeniul timpului, cercetătorii pot dezvolta modele pentru a prezice și a evita aceste instabilități, optimizând astfel condițiile de configurare ale mașinii. În plus, lucrarea menționează utilizarea tehnologiei de simulare pentru a proiecta cicluri optime de șlefuire și a asista la proiectarea mecanică a mașinilor de șlefuit, asigurând performanța la sarcini statice și dinamice. Aplicarea acestor tehnologii de optimizare și simulare nu numai că sporește precizia și eficiența procesului de șlefuire fără centre, dar oferă și suport tehnic esențial pentru proiectarea și dezvoltarea viitoarelor mașini de șlefuit.