تكنولوجيا السلامة لأدوات القطع

تستخدم تكنولوجيا الطحن عالية السرعة على نطاق واسع في صناعات تصنيع السيارات والطائرات والعفن. حيث أن قوة الطرد المركزي التي يتحملها كل جزء من أداة القطع عندما تدور قاطعة الطحن بسرعة عالية قد تجاوزت بكثير تأثير قوة القطع نفسها وأصبحت الحمل الرئيسي لأداة القطع، وعندما تصل قوة الطرد المركزي إلى مستوى معين سيؤدي ذلك إلى تشوه أداة القطع أو حتى كسرها. ولذلك، فإن البحث في تكنولوجيا السلامة لقواطع الطحن عالية السرعة له أهمية كبيرة في تطوير تكنولوجيا الطحن عالية السرعة.

في أوائل التسعينيات، بدأت ألمانيا في دراسة تكنولوجيا السلامة لقواطع الطحن عالية السرعة وصاغت مسودة معيار DIN6589-1 "متطلبات السلامة لقواطع الطحن عالية السرعة"، الذي ينص على طرق الاختبار ومعايير الفشل لقواطع الطحن عالية السرعة، ويطرح آراء توجيهية من الناحية الفنية حول تصميم وتصنيع واستخدام قواطع الطحن عالية السرعة، وينص على طريقة موحدة لفحص السلامة. لقد أصبحت مسودة المعيار هذه بمثابة وثيقة إرشادية لسلامة ماكينات الطحن عالية السرعة في مختلف البلدان.

1. نماذج فشل السلامة وطرق اختبار قواطع الطحن عالية السرعة

The draft standard stipulates the speed limit of high-speed cutting. After exceeding this speed, the centrifugal force will become the main load of the milling cutter, and safety technology must be adopted. In the relationship diagram between tool diameter and high-speed cutting range, the area above the curve is the high-speed cutting range that the milling cutter must undergo safety inspection as specified in the standard: for single-piece tools (integral or welded tools) with a diameter of d1≤32mm, the cutting speed exceeds 10000m/mm for the high-speed cutting range; for assembled machine-clamped tools with a diameter of d1>32 مم، نطاق القطع عالي السرعة هو المنطقة الواقعة فوق مقطع الخط BC. هناك نوعان من فشل السلامة في قواطع الطحن عالية السرعة: التشوه والتمزق. تختلف أيضًا طرق اختبار السلامة للأنواع المختلفة من قواطع الطحن. بالنسبة لقواطع الطحن القابلة للفهرسة المثبتة بالماكينة، هناك طريقتان لاختبار السلامة: إحدى الطرق هي الاختبار عند 1.6 مرة من سرعة التشغيل القصوى، ولا يتجاوز التشوه الدائم للأداة أو إزاحة الأجزاء 0. 05 ملم؛ الطريقة الأخرى هي الاختبار بمعدل ضعفي سرعة التشغيل القصوى، والأداة لا تنكسر (بما في ذلك قطع البراغي التي تثبت الشفرة، أو التخلص من الشفرة أو مكونات التثبيت الأخرى، أو انفجار جسم القاطع، وما إلى ذلك) .). بالنسبة لقواطع الطحن المتكاملة، يجب اختبارها بضعف سرعة التشغيل القصوى دون الانحناء أو الكسر.

2. نموذج حساب قوة قطع الطحن عالي السرعة

يكمن سر فشل القاطع عالي السرعة تحت تأثير قوة الطرد المركزي في ما إذا كان جسم القاطع قويًا بدرجة كافية وما إذا كانت أجزاء مشبك الماكينة مثبتة بشكل موثوق. عندما يتم استخدام قوة الطرد المركزي كحمل رئيسي لحساب قوة جسم القاطع، نظرًا لتعقيد شكل القاطع، فإن النتيجة المحسوبة بواسطة نظرية الميكانيكا الكلاسيكية بها خطأ كبير وغالبًا ما لا يمكنها تلبية متطلبات تصميم السلامة. من أجل التحليل النوعي والكمي للإجهاد والتشوه لهيكل القاطع تحت تأثير قوة الطرد المركزي أثناء مرحلة تصميم القاطع، يمكن استخدام طريقة العناصر المحدودة لحساب حجم الإجهاد بسرعات مختلفة، ومحاكاة عملية الفشل وتحسين مخطط التصميم. يشتمل نموذج حساب العناصر المحدودة لقاطع الطحن عالي السرعة على جسم القاطع ومقعد جسم القاطع والشفرة ومسمار التثبيت. أولاً، يتم حساب التشوه المرن لجسم القاطع (بما في ذلك كتلة الأجزاء مثل البراغي والشفرات)، ثم يتم تحليل مقعد القاطع المنفصل بالتفصيل. تتم إضافة التشوه المرن الذي تم الحصول عليه لجسم القاطع إلى فصل مقعد القاطع كشرط حدودي؛ ثم يشكل مقعد القطع والشفرة والمسمار وزوج الاحتكاك عديم الكتلة نموذجًا لنظام تثبيت الشفرة، ويتم إجراء تحليل موثوقية التثبيت. يمكن لنموذج العناصر المحدودة محاكاة ميل وانزلاق وتدوير الشفرة في حامل الأداة وتشوه المسمار عند تثبيته، ويمكنه حساب إزاحة الشفرة وقوة المسمار بسرعات مختلفة.