横型旋盤加工時の面波の原因と対策

要約: 表面リップルは、横型旋盤の加工プロセスでよく見られる問題です。 表面の波紋の存在は、ワークピースの美観に影響を与えるだけでなく、その性能にも影響を与え、さらには部品が本来の機能を失う原因にもなります。 科学的かつ合理的に対処し、解決する必要がある。 この記事では、横型旋盤での加工中の表面波打ちの原因を詳細に分析し、関係者が参照できるように対応する解決策を提案しています。
キーワード: 横型旋盤。 ワークの加工; 表面リップル
横型旋盤を長期間使用すると、ワークの旋削加工にさまざまな影響が及ぼされやすく、ワークの外周や端面に波打ちが発生します。 例えば、ワーク表面の波紋が螺旋状である場合もあれば、表面の波紋が不規則でパターンが見られない場合もあります。 ワーク表面の波紋は、等距離のワークもあれば、ワークの軸に対して垂直なワークもあり、また、ワークの軸と平行なワークもある。 これらのワークの外周や端面の波紋を解析すると、波紋の発生原因は様々であることが分かります。 ただし、何らかの理由で発生する外部の円形または端面のリップルは、ワークピースの生産品質と性能に影響を与える可能性があります。 したがって、ワーク表面の波打ちの原因を分析し、適切な対処を行う必要があります。
1. 横型旋盤加工時のワーク表面波打ちの原因解析
1.1 等距離リップルの原因
横型旋盤加工では、ワーク軸に対して垂直で等間隔の円形の波紋が発生することがよくあります。これを等距離波紋と呼びます。 スタッフがマーカーを使ってワークに印を付けると、軸方向に間隔をあけて同じ印が見えます。 したがって、等距離波紋の山と谷の高低差は非常に大きく、等距離波紋の発生には主に以下の3つの要因が関係しています。
(1) スライドプレートはベッドガイドレール上を前後方向に移動しますが、横型旋盤の伝達部品の影響により、一定の動作周期で上下または左右方向にも移動します。 その後、ワークの外周にはスライドプレートの曲線状の運動軌跡が残ります。
(2) 横型旋盤の寿命が長く、ラックやギヤなどの部品にさまざまな磨耗が生じると、加工精度やはめあい精度が徐々に低下し、ワークに等間隔の波打ちが発生します。 たとえば、ラックの摩耗が激しすぎる場合、またはギヤシャフトの磨耗が激しすぎる場合、その結果、加工精度が低下します。 あるいは、ラックとベッドガイドレール面とのはめあい精度が低い場合や、ギヤ軸とスライドボックス穴とのはめあい精度が低い場合、ワーク表面に等距離の波打ちが発生しますが、ワーク表面の距離は一定ではありません。波紋はラックの円周と同じです。
(3) ワーク端面にも等距離リップルが発生している場合は、その原因が伝達機構に関係していると判断できます。 要約すると、どちらの方法でも、最初に前進していた中央の抗力プレートが左右方向に移動し、ワークピースの外円または端面に規則的な曲線が残ります。
1.2 混沌の波紋
横型旋盤の加工工程では、ワーク表面に不規則で断続的な、無秩序で多様な波紋が現れることがよくあります。 一般に、無秩序な波紋が現れる理由は 3 つあります。
① 高速回転により主軸の軸受が摩耗し、回転過程で均一な力を維持できなくなり、主軸の振動が発生します。
②主軸と相手部品との間に誤差がある。 このように、主軸が高速回転状態にあると、誤差の影響を受けて不規則な軸方向の動きをしてしまいます。
③ 装置を長期間使用すると、スピンドルハウジングの穴に明らかな摩耗と老化現象が発生し、スピンドルハウジングの軸受穴とスピンドル回転軸との間に垂直方向の誤差が生じ、しっかりと締め付けることが困難になります。ハウジングとベアリングの間にはめ込みます。
1.3 スパイラルリップル
いわゆる螺旋状の波紋は、糸に似た波紋の形成を指します。隣接する 2 つの波紋の間には隙間がありますが、完全には重なりません。 主に次の 3 つの側面に関係します。
① ワーク表面が主軸に密着していない。
②工具のクランプが緩すぎる。
③ ツールホルダーの剛性が規格に達していない。
理由を問わず、長手送り時にワークと工具との間に共振が発生し、前後方向の変位量が変化します。 この方法では、ワークピースの切断厚さの均一性を効果的に保証することができず、ワークピースの表面に高いまたは低い波紋が生じることになります。 さらに、ワークと工具間の振動は強制振動に属し、工作機械の外部または工作機械の他の部分の振動源に関係します。 したがって、振動周波数の大きさは、外部干渉力周波数の影響を受けるだけでなく、スピンドル部品自体の不均衡にも関係します。 また、横型旋盤の運転中、加工系に振動が発生すると自励振動が誘発され、ワー​​クと工具の相互位置が崩れ、通常の切削に加えて両者の間に周期的な振動が発生することがあります。ワークの表面にらせん状の波紋が発生します。 螺旋状の波紋が現れるときは、しばしば鋭い音を伴います。
2. 横型旋盤加工時の表面波打ちの解決策
2.1 等距離波紋の解法
(1) ライトバーとギヤの内穴との同軸度誤差を検査棒、隙間ゲージ、ナイフエッジ定規などを使用して測定します。 誤差が大きい場合は、スライドプレートの平坦なガイドレール面に誤差値より若干厚いガイドレール板を接着し、合わせてしつけや削り加工を行うことで誤差を小さくし、ライトバーを同軸にすることができます。ギアの穴。 アングルガイドレールの接着剤の厚さがスライドの持ち上げ要件を満たし、水平方向の誤差を排除できるようにするには、専門の技術者を配置して厳密かつ詳細な計算を実行する必要があることに注意してください。 誤差値が大きくない場合は、誤差値に基づいて滑板と滑板ボックスの接合面を削り、滑板ボックスを上げ、中央の滑板ネジの歯車を加工することができます。歯の噛み合いを確実にするために、負の変位を行います。
(2) ライトバーの曲率を測定します。 2 つの V 字型アイアンの場合は、ライト バーを追加した後、その曲率を測定します。 この際、測定器としてダイヤルゲージを使用することができます。 ダイヤルゲージのヘッドが最初にライトバー上のバスバーの中央位置に接触し、次にライトバーを回転させると、ダイヤルゲージから読み取った数値を2で割った値がライトバーの曲率になります。 測定結果の精度を向上させるために、ライトバーのバスバー中央の隣接する位置を個別に測定して、ライトバーの曲がりの最高点を明確にし、ライトバーの曲がりの最大値を把握することができます。 ライトバーの曲率を明らかにした後、対応する方法を使用してそれを修正し、ライトバーが力で曲がる問題を解決できます。
(3) ギヤとラックの間はリード線圧着方式を採用してください。 すなわち、ギヤの上のクリアランスの1.25～1.50倍の直径の柔らかいリード線をグリスでギヤに貼り付け、ギヤに力を加えて回転させます。 ギヤとラックの接合面にリード線が現れると押出圧力の影響で変形し、リード線の太さがギヤとラックの隙間値となります。 したがって、リード線の太さをノギスで測定することにより、ギヤラックの位置を調整し、ギヤとギヤラックの噛み合い状態を回復することができる。
(4) ワーク断面の等距離波紋の場合、以下の 3 つのステップで解決できます。
① まず中ドラグプレートのネジを真っ直ぐにし、逆プレス法で加工します。
② リードスクリューの中心とねじ母の中心を厳密に一致させて均一性を確保した後、余剰・鍛練キサゲ法により加工します。
③ 傾斜したコテに対応する調整措置を施し、ガイドレール間の隙間をなくします。
2.2 混沌とした波紋に対する解決策
(1) 主軸の磨耗したベアリングを交換し、新しいベアリングを取り付けるときに誤差キャンセルの方法を効果的に適用します。 軸受の外輪の振れが最も大きい点と主軸箱の穴の振れが最も小さい点を合わせ、軸受の内輪の振れが最も大きい点と軸受の軸の振れが最も小さい点を合わせます。スピンドル軸径の誤差を最小限に抑え、取り付け精度を最高レベルに向上させます。
(2) 主軸後端の丸ナットを調整し、平軸受、ハウジング等のすきまを調整、除去することで主軸の軸方向の変位抑制を強化します。 調整プロセスでは、まずスピンドルのトランスミッション ギアを取り外し、次にスピンドルを回転させ、締め付けが関連要件を満たすまで丸ナットを調整する必要があります。
(3) 主に CNC ボーリング盤で使用され、スピンドル ボックスは後部のベアリング穴を基準として位置合わせされており、スピンドル ボックスの前部ベアリングの穴径が 8-10m より大きくなることを保証します。 その後、スチールスリーブの外径を加工し、スチールスリーブの内径に十分な取り代を残してください。 次に、常温収縮法を利用してスチールスリーブを挿入します。 温度が正常に戻ったら、主軸箱軸受の外輪を外側に0.005-0.020mm拡大します。
2.3 スパイラルリップルの解決策
(1) スピンドル軸受を調整して、スピンドルのラジアルすきまが関連する精度基準を満たし、アキシャル変位が関連する要件を満たしていることを確認します。
(2) 切削工具の緩みをなくすために増し締めしてください。 同時に、外部干渉の影響を可能な限り排除する必要があります。 最後に、ツールホルダを選定する際には、ツールホルダの剛性管理を強化することが重要です。
（３）日常業務においては、プロセスシステムのバランスを校正し、実際の状況に応じたアクションバランス処理を行うことも必要である。 横型旋盤の検査、メンテナンス、維持管理を強化し、スピンドルベアリング、切削工具、その他のコンポーネントの潜在的な動作上の危険性を迅速に特定し、対象を絞った排除措置を講じます。 ワークと工具の接触状態を検査し、両者の接触状態を改善するために適切な対策を講じます。
3. 結論
要約すると、波紋の形状が異なれば原因も異なります。 横型旋盤の加工では、ワーク表面に等間隔波紋、不規則波紋、螺旋波紋などが発生することがあります。 ワーク表面の波紋の形状を解析し、その波紋形状の根本原因を特定することによってのみ、目的の解決策を講じることができます。 これによってのみ、ワークの加工品質を効果的に向上させ、ワークの性能を最大限に引き出すことができます。 ワークピースの表面波紋の原因と解決策を調査す​​る過程では、次の側面を達成する必要があります。
① 技術者は、横型旋盤の最高の加工精度を達成するために、真剣かつ責任ある作業態度を堅持し、科学的かつ合理的に横型旋盤の保守と調整を行わなければなりません。
②横型旋盤の旋削原理を総合的に分析・理解し、これに基づいて旋削量の管理を強化する。
③ ワークの加工状況に基づいて、ワークの加工品質を向上させるための正しい補助措置を採用し、ワークの加工品質に対する人的または外部要因の影響を軽減します。
④ 各種切削工具を適切に使用し、寿命を延ばし、横型旋盤の作業効率を向上させます。