Operasyon sırasında Stres ve Strain'i Broaching Tools'da Anlamak

Broaching, karmaşık bir iç ve dış profiller üretmek için kullanılan son derece verimli ve hassas bir işleme sürecidir, temel yollar, splines, serrasyonlar ve çok yönlü bir kesme aracı - genel olarak, her bir başarı dişleyicisi için belirli bir malzeme kalınlığını ortadan kaldırmak için araçla, hızlı bir şekilde elektriksel ve sertleştirici bir şekilde üretim yapmak için gerekli olan temel bakım yöntemlerine karşı, doğrulayıcı bir şekilde çalışır.

Broaching Tools üzerinde Stres Yasası Türleri

Bir broaching operasyonu sırasında, araç aynı anda birden çok stres alanı deneyimliyor. Bu stresler mekanik, termal ve oturma kategorilere geniş bir şekilde sınıflandırılabilir.Her biri alet aşınma ve potansiyel başarısızlıkta farklı bir rol oynar.

Mekanik Stres

Mekanik stres, iş parçalarından gelen kesme güçlerinden ortaya çıkar.Kaç gelişmeler olarak her diş çalışma parçasına girer, aksiyel, radial ve somut güç bileşenleri üretir.

• [FONT:0]Axial stres[[Dönetici:0)) İş parça aracılığıyla broak iten veya çeken birincil kuvvettir.
• [FONT:0]Radial stres[Dönetici:0][Dönetici:0)[Dönemli stres[Dönetici:0)) özellikle iç karda, Improper radyal dengede, aletleksiyon veya sohbete neden olabilir.
• [FONT:0)Tangential (hoop) stres) özellikle aracın kenar yanlışlığı nedeniyle biraz geri döndüğünüzde önemlidir. Bu stres bileşeni, broach gövdesinde torsional yorgunluk yol açabilir.

Bu güçlerin genel etkisi, sert çeliklerin ısıtılması sırasında karmaşık bir stres profili yaratır. Yüksek mekanik stres konsantrasyonları diş kökleri, çip gullets ve herhangi bir geometrik duraklamalar üzerinde önemli stresler meydana gelir.Eğer araç materyalinin verim gücü aşılırsa, kalıcı deformasyon veya felaket kırılma meydana gelebilir. Örneğin, sertleştirilmiş çelikten dolayı, aksiyel kuvvetler 50 kN'yi geçebilir, shank ve çekme kafası üzerinde önemli stresler.

Termal Stres

Dişler ve iş parçaları arasındaki ayrışma, malzemenin plastik deformasyonu ile birlikte, yoğun yerelleştirilmiş ısı üretebilir. kesimdeki sıcaklıklar 600°C (1112°F) üzerinde hızla yükselebilir, özellikle yüksek kesim hızlarında veya zayıf yağ ile.Bu termal enerji nedenleri:

• [FONT:0] ⁇ genişleme[[Dönetici:0) Aracın materyalinin, bu da broach'ın boyutlarını değiştirebilir ve iç geçişlere bağlanmaya yol açabilir.
• [FONT:0] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• [FONT:0) ⁇ yorgunluk [DÜDÜT:1] tekrarlanan ısıtma ve soğutma döngülerinden, yüzey çatlaklarına veya kenarlara neden oluyor.

Yüksek hızlı çelik (HSS) ısı genişletme katsayısı yaklaşık 12 × 10 -6 /°C, 500 mm'de 100 °C artış anlamına gelir - yaklaşık 0.6 mm'nin aksiyel genişlemesine neden olmak için - müdahale veya yanlışlık. Proper coolant uygulama, ısıyı bozmak ve araç istikrarı korumak için kritiktir.

Residual Stres

Residual stresler, ısı tedavisi, taşlama veya kaplama gibi üretim süreçleri sırasında araçta kilitlenir. Bu içsel stresler, temeldeki toplam stresi güvenli sınırların ötesinde zorlamak için operasyonel streslerle bir araya gelebilir. Örneğin, sertleştirilmiş ve sertleşmiş bir broach aslında yorgunluk direncini geliştiren yüzey katmanında sabitlenebilir.

Strain Mechanisms during Broaching

Strain, uygulanan strese yanıt olarak araç materyalinin deformasyonunu ifade eder.Saçma, hem elastik (sessiz) hem de plastik (permanent) formlarda ortaya çıkar.

Elastik Strain

Normal çalışma koşullarında, broach, kuvvet kesme ve bükme nedeniyle bükmeye maruz kalıyor. Bu elastik su kritiktir, çünkü aracın belirsiz element analizine (FEA) yol açma ve düzeltme yolunu belirlemek için "push-off" düğmesine yol açar. uzun süre boyunca, incelikli hızlara sahip inceler.

Plastik Strain

Stres, araç materyalinin verim gücünü aşıyorsa, plastik suskunma meydana gelir.Bu, broach'ın bükmesi, shank'ın elongasyonu veya dişlerin "creep" inmesi gibi kalıcı deformasyon olarak görülür. Plastik suskunma genellikle felakettir, çünkü hemen hemen hemen parçalanır ve genellikle kesme kenarının mikro ölçekli plastik susmasını gerektirir.

Faktörler Stres ve Strain Magnitudes

Bir broaching aracı üzerindeki stres ve gerginlik şiddeti, iş parçası özellikleri, kesme parametreleri, araç tasarımı ve çevresel koşullar kombinasyonu tarafından yönetilir.

Work parça Material Properties

Sertlik, yüksek çözünürlük ve çalışma parçasının ısı iletkenliği doğrudan kesme kuvvetlerine etki eder. Sertleştirilmiş çelikler (above 40 HRC) daha yüksek mekanik stresler ve alüminyum veya daha fazla ısıyı, paslanmaz çelikler gibi, çalışma-harden gelen eğilimi ile, yüksek ısı iletkenliği ile alüminyumdan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte ısıya konsantre olarak yüksek çözünürlükte ısıya çalışır.

Parametreleri kesmek: Hız, Feed ve Katılım

Diş başına hız ve besleme iki birincil parametre operatörleri ayarlanabilir. Yüksek kesim hızları ısı üretimi oranını arttırır, ısı stresi arttırır. Diş başına besleme her diş üzerinde ısıtılır ve böylece toplam yükten dolayı diş kesintisine neden olabilir, çok düşük bir yem kesintisi ve ısıyı arttırır.

Tool Geometry and Material

Broach geometri elemanları, tırma açısı, diş atışı ve gullet büyüklüğü içerir. Olumlu bir yığın açısı (5°-15°) kesme kuvvetlerini ve ısı üretimini azaltır, ancak kesme kenarını zayıflatabilir. Negatif hafifçe şarj etmek için diş atışları optimize edilmelidir; Doğrulanmış zeminler paketlemeye ve aniden yüksek çözünürlükte 200 adet toz sertleştirici çelik (M2, M42) genel amaçlı yumuşaktır.

Soğutma ve Yağion

Uygulama yöntemi, tip ve akış hızı sıvıyı önemli ölçüde mekanik ve termal strese etkiler.Süresel kilitleme ile aşırı basınç (EP) katkı maddeleri, sürtünme ve ısıyı azaltan bir sınır tabakası oluşturur.Sudan çözülmeli emüller, ısıtılabilir akışta yüksek ısı kapasitesi sağlar.

Makine Rijitliği ve Uyum

BroRYing makineleri sert, istikrarlı bir platform sağlamalıdır. Herhangi bir oyun veya yanlış bir makine, diş etinin erken başarısızlığına veya çalışma parçası fikstürlerini artırmak için bükme anlarını sunar. Modern broaching makineleri genellikle servo-güdümlü hidrolik veya mekanik sistemler kullanır gerçek zamanlı güç izleme ile.

Stres ve Strain Analiz ve Analiz

Ağlama işlemlerini optimize etmek için mühendisler hem deneysel hem de hesaplama yöntemlerine hem de araç stresi ve susmasını ölçmek için güveniyor.

Finite Element Analizi (FEA)

FEA modelleri, aracı ve iş parçalarını küçük elementlere ayırarak genelleme sürecini simüle eder. Girişler, malzeme özellikleri, sınır koşulları ve kesme güçleri içerir. FEA tahminleri stres konsüsü, defleksiyon ve sıcaklık dağılımı. Örneğin, bir çalışma için, çipleri azaltın.(0)[Düzüğün en yüksek von Mises stresinin diş kökünde meydana geldiğini göstermek için FEA kullanılır ve kök yarıçapını% 0,5 mm azaltılır.

Deneysel Strain Gauges

Fiziksel deformasyon ölçümleri, Hooke'nin yasasını kullanarak strese bağlanabilir - bu yöntem, FEA modellerinin doğrudan geçerliliğini sağlar ve araç aşırı yükleme veya yanlışlama gibi süreçleri tanımlamaya yardımcı olur. Kablosuz telemetri sistemleri şimdi Hooke'nin yasasını kullanarak kaynaklanabilir veya araç elastik modları kullanarak.

Tool Durum İzleme İzleme

Yönelme stresi, makine gücünü, kesme kuvvetini veya titreşimi izlemekle elde edilir. Ani artış in loadton veya vibrasyon imzasında bir değişiklik genellikle diş çipleme veya araç bükme gibi stresle ilgili bir başarısızlık gösterir. Modern broaching makineleri, otomatik olarak devreleri aşarak, yıkıcı araç kırıklığı önlemek için döngüsü durdurur.

Stresi yönetmek ve Araç Yaşamını genişletmek için Stratejiler

Stres ve susma neden olan faktörleri kontrol ederek, üreticiler araç uzunluğu ve proses güvenilirliğini önemli ölçüde geliştirebilirler.

Optimal Tool Material and Kaplama Selection

Çeliklerin yüksek üretim için, premium toz metalurji HSS (e.g., ASP 2030) bir TiAlN kaplaması, sertliğin ve sıcak sertliğin mükemmel bir dengesi sunar.Sandvik Coromant'un genelleştirici aracı gibi malzemeler için[DLC) ayrıntılı seçim kriterleri sunar.

Geometry Optimizasyonu

FEA'yı yüksek hacimli bölgeleri tanımlamak ve diş profili değiştirmek için kullanın, kök radii ve toprak genişliğini artırmak ve çip uzayını derinleştirmek, herhangi bir araç üzerinde stresin azaltılmasına yardımcı olur. uzun araçlar için, değişken bir alan tasarımı dahil etmek, ek olarak, "yaplama" ve "fining" setini kullanarak harmonik titreşimleri kırmak ve "fining" setini artırmak.

Süreç Parası Uyumu

Daha sonra, daha büyük bir kesimle çalışan diş sayısını azaltmak için, daha uzun bir alet darbesi gerekir.Itdually improve speed until the set of tool chatter or aşırı ısı, then back off 15-20%. Think with a broach with a larger pitch - it lowers total kesim force but requires a lower machine Shop's broaching guide)

Gelişmiş Soğutma Stratejileri

Yüksek basınçlı soğuk sistemler (70-100 bar) nozullarla veya sıvı kullanan sinojen soğutma, araç ısısını ve yaşamını büyük ölçüde azaltacak şekilde gösterilen sıvının ısıtılması gibi EP katkılarını sağlar.[Döneticileri veya klorlamaları göz önünde bulundurun[Dönetmeler).

Düzenli Muayene ve Tahminsel Bakım

magnifiers kullanarak broaching araçlarının periyodik inceleme, bir felaket başarısızlığının ortaya çıkmasının ardından araç yedeklenmesini sağlamak için araç kullanımını ve başarısızlık modlarını tespit etmek için ölçüm aracı boyutları.

Dükkan Kat Uygulama için En İyi Uygulamalar

• [FONT:0)Pre ısı aracı: [Dönetici: [Dönetici] ağır karalama operasyonları için, 100-150 °C ısıtılır.
• [FONT:0) Doğru hizalama fikstürlerini kullanın:[Dönetici:[Dönetici:0)İş parçanın güvenli bir şekilde sıkıştırılmasını sağlar ve broach bükmeyi önlemek için tomurcuklanır.
• [FONT=0)Test form:[Döntilmiş çipler iyi kesim gösteriyor; kalın, segmentli cips sinyali aşırı stres veya araç aşınması.
• [FONT:0) Soğuk filtrasyonu seçin:[Dönetici:[Dönetici:0) Temiz bir soğuk tedariki, soğuk deliklerden kaçınmak veya aşınmayı artıran parçacıkları tanıtmak.
• [FONT:0)Tren operatörleri:[Döneticileri aşağıdaki önerilen parametrelerin önemini ve araç stresinin işaretlerini tanımanın öneminin farkındalar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Operasyon sırasında broaching araçlarına uygulanan stres ve gerginlik, karmaşık bir mekanik güç, termal etkiler ve FEA ve gerçek zamanlı izleme gibi geleneksel üretim stresleri elde edebilir - üretim gereksinimlerinden, özellikle de uzay ve otomotiv gibi endüstrilerde, ustaca araç stresi yönetimi gibi daha uzun bir araç ömrüne ulaşabilir ve daha yüksek bir şekilde üretim stresi elde edebilir.