Die dwarsbalk-skuifsitplek is 'n belangrike komponent van die masjiengereedskap, gekenmerk deur 'n komplekse struktuur en verskillende tipes. Elke koppelvlak van die dwarsbalk-skuifsitplek stem direk ooreen met sy dwarsbalkverbindingspunte. Wanneer daar egter oorgeskakel word van 'n vyf-as universele gly na 'n vyf-as swaardiens sny gly, vind veranderinge gelyktydig plaas in die dwarsbalk gly sitplek, dwarsbalk, en leispoor basis. Voorheen, om aan markvereistes te voldoen, moes groot komponente herontwerp word, wat gelei het tot lang deurlooptye, hoë koste en swak uitruilbaarheid.
Om hierdie probleem aan te spreek, is 'n nuwe dwarsbalk-skuifsitplekstruktuur ontwerp om dieselfde eksterne koppelvlakgrootte as die universele koppelvlak te handhaaf. Dit maak voorsiening vir die installering van die vyf-as swaardiens-snyglybaan sonder dat veranderinge aan die dwarsbalk of ander groot strukturele komponente nodig is, terwyl dit ook aan rigiditeitvereistes voldoen. Boonop het verbeterings in verwerkingstegnologie die akkuraatheid van die vervaardiging van die dwarsbalk-skuifsitplek verbeter. Hierdie tipe strukturele optimalisering, tesame met die gepaardgaande verwerkingsmetodes, word aanbeveel vir bevordering en toepassing binne die bedryf.
1. Inleiding
Dit is welbekend dat die grootte van krag en wringkrag die vorm van die installasie-dwarssnit van 'n vyf-as kop beïnvloed. Die balkgly-sitplek, wat toegerus is met 'n universele vyf-as gly, kan via 'n lineêre spoor aan die universele modulêre balk gekoppel word. Die installasie-dwarssnit vir 'n hoë-krag en hoë wringkrag vyf-assige swaardiens snyglybaan is egter meer as 30% groter as dié van 'n konvensionele universele skyfie.
As gevolg hiervan is verbeterings nodig in die ontwerp van die balkskuifsitplek. 'n Sleutel innovasie in hierdie herontwerp is die vermoë om dieselfde balk te deel met die balkgly-sitplek van die universele vyf-as gly. Hierdie benadering vergemaklik die konstruksie van 'n modulêre platform. Boonop verhoog dit algehele rigiditeit tot 'n mate, verkort die produksiesiklus, verminder vervaardigingskoste aansienlik en maak voorsiening vir beter aanpassing by markveranderinge.
Inleiding tot die struktuur van die konvensionele bondeltipe balkglystoeltjie
Die konvensionele vyf-as-stelsel bestaan hoofsaaklik uit groot komponente soos die werkbank, leirail-sitplek, balk, balk-gly-sitplek en die vyf-as-gly. Hierdie bespreking fokus op die basiese struktuur van die balkgly-sitplek, soos geïllustreer in Figuur 1. Die twee stelle balkgly-sitplekke is simmetries en bestaan uit boonste, middelste en onderste steunplate, wat 'n totaal van agt komponente beloop. Hierdie simmetriese balkgly-sitplekke wys na mekaar en klem die steunplate saam, wat lei tot 'n "mond"-vormige balkgly-sitplek met 'n omhelsende struktuur (verwys na die boaansig in Figuur 1). Die afmetings wat in die hoofaansig aangedui word, verteenwoordig die reisrigting van die balk, terwyl die afmetings in die linkeraansig krities is vir die verbinding met die balk en moet voldoen aan spesifieke toleransies.
Vanuit die oogpunt van 'n individuele balkgly-sitplek, om verwerking te vergemaklik, is die boonste en onderste ses groepe skuifverbindingsoppervlaktes by die "I"-vorm-aansluiting - met 'n wye bokant en 'n smal middel - op 'n enkele verwerkingsoppervlak gekonsentreer. Hierdie rangskikking verseker dat verskeie dimensionele en geometriese akkuraathede deur fyn verwerking bereik kan word. Die boonste, middelste en onderste groepe steunplate dien bloot as strukturele ondersteuning, wat hulle eenvoudig en prakties maak. Die deursnee-afmetings van die vyf-as-glybaan, ontwerp met die konvensionele omhulstruktuur, is tans 420 mm × 420 mm. Daarbenewens kan foute ontstaan tydens die verwerking en samestelling van die vyf-as skyfie. Om finale aanpassings te akkommodeer, moet die boonste, middelste en onderste steunplate gapings in die geslote posisie handhaaf, wat daarna met spuitgietwerk gevul word om 'n verharde geslote lusstruktuur te skep. Hierdie verstellings kan foute aanbring, veral in die omhullende dwarsbalk-skuifsitplek, soos geïllustreer in Figuur 1. Die twee spesifieke afmetings van 1050 mm en 750 mm is van kardinale belang om met die dwarsbalk te verbind.
Volgens die beginsels van modulêre ontwerp kan hierdie afmetings nie verander word om versoenbaarheid te handhaaf nie, wat indirek die uitbreiding en aanpasbaarheid van die dwarsbalk-skuifsitplek beperk. Alhoewel hierdie konfigurasie tydelik aan klante se behoeftes in sekere markte kan voldoen, strook dit nie met die vinnig ontwikkelende markbehoeftes vandag nie.
Voordele van innoverende struktuur en verwerkingstegnologie
3.1 Inleiding tot innoverende struktuur
Die bevordering van marktoepassings het mense 'n dieper begrip van lugvaartverwerking verskaf. Die groeiende vraag na hoë wringkrag en hoë krag in spesifieke verwerkingsonderdele het 'n nuwe neiging in die bedryf ontketen. In reaksie op hierdie vraag is 'n nuwe dwarsbalk-gly-sitplek ontwikkel wat ontwerp is vir gebruik met 'n vyf-as kop en met 'n groter deursnee. Die primêre doel van hierdie ontwerp is om die uitdagings aan te spreek wat verband hou met swaar snyprosesse wat hoë wringkrag en krag vereis.
Die innoverende struktuur van hierdie nuwe dwarsbalk-gly-sitplek word in Figuur 2 geïllustreer. Dit kategoriseer soortgelyk aan 'n universele gly en bestaan uit twee stelle simmetriese dwarsbalk-gly-sitplekke, tesame met twee stelle boonste, middelste en onderste steunplate, wat almal 'n omvattende omhelsende tipe struktuur.
’n Sleutelonderskeid tussen die nuwe ontwerp en die tradisionele model lê in die oriëntasie van die dwarsbalk-skuifsitplek en die steunplate, wat met 90° gedraai is in vergelyking met konvensionele ontwerpe. In tradisionele dwarsbalkgly-sitplekke dien die steunplate hoofsaaklik 'n ondersteunende funksie. Die nuwe struktuur integreer egter skuif-installasie-oppervlaktes op beide die boonste en onderste steunplate van die dwarsbalk-gly-sitplek, wat 'n gesplete struktuur skep anders as dié van die konvensionele model. Hierdie ontwerp maak voorsiening vir fyninstelling en verstelling van die boonste en onderste skuifverbindingsoppervlaktes om te verseker dat hulle gelykvormig is met die skuifverbindingsoppervlak op die dwarsbalk-skuifsitplek.
Die hoofstruktuur is nou saamgestel uit twee stelle simmetriese dwarsbalk-skuifsitplekke, met die boonste, middelste en onderste steunplate wat in 'n "T"-vorm gerangskik is, met 'n breër bokant en 'n smaller onderkant. Die afmetings van 1160mm en 1200mm aan die linkerkant van Figuur 2 strek in die rigting van dwarsbalk-beweging, terwyl die sleutel-gedeelde afmetings van 1050mm en 750mm in ooreenstemming bly met dié van die konvensionele dwarsbalk-skuifsitplek.
Hierdie ontwerp laat die nuwe dwarsbalk-skuifsitplek toe om heeltemal dieselfde oop dwarsbalk as die konvensionele weergawe te deel. Die gepatenteerde proses wat vir hierdie nuwe dwarsbalk-gly-sitplek gebruik word, behels die vul en verharding van die gaping tussen die steunplaat en die dwarsbalk-gly-sitplek deur spuitgietwerk te gebruik, en vorm dus 'n integrale omhelsende struktuur wat 'n 600 mm x 600 mm vyf-assige swaardiens-snyglybaan kan akkommodeer .
Soos aangedui in die linkeraansig van Figuur 2, skep die boonste en onderste skuifverbindingsoppervlaktes op die dwarsbalk-gly-sitplek wat die vyf-as swaardiens-snyskyfie vasmaak 'n gesplete struktuur. As gevolg van potensiële verwerkingsfoute, sal die skuifposisioneringsoppervlak en ander dimensionele en meetkundige akkuraatheidsaspekte moontlik nie op dieselfde horisontale vlak lê nie, wat die verwerking bemoeilik. In die lig hiervan is toepaslike prosesverbeterings geïmplementeer om gekwalifiseerde samestelling akkuraatheid vir hierdie gesplete struktuur te verseker.
3.2 Koplanêre maalprosesbeskrywing
Die semi-afwerking van 'n enkelbalk-gly-sitplek word voltooi deur 'n presisie freesmasjien, wat net die afwerkingtoelaag oorlaat. Dit moet hier verduidelik word, en slegs die afwerkingslyp word in detail verduidelik. Die spesifieke slypproses word soos volg beskryf.
1) Twee simmetriese balkgly-sitplekke is onderhewig aan enkelstuk verwysingsslyp. Die gereedskap word in Figuur 3 geïllustreer. Die afwerkingsoppervlak, waarna verwys word as oppervlak A, dien as die posisioneringsoppervlak en word op die leispoorslyper vasgeklem. Die verwysingsdraende oppervlak B en die prosesverwysingsoppervlak C word gemaal om te verseker dat hul dimensionele en geometriese akkuraatheid voldoen aan die vereistes gespesifiseer in die tekening.
2) Om die uitdaging van die verwerking van die nie-koplanêre fout in die struktuur hierbo genoem aan te spreek, het ons spesifiek vier vaste ondersteuning gelyke hoogte blok gereedskap en twee onderste ondersteuning gelyke hoogte blok gereedskap ontwerp. Die waarde van 300 mm is deurslaggewend vir die gelyke hoogtemetings en moet verwerk word volgens die spesifikasies wat in die tekening verskaf word om eenvormige hoogte te verseker. Dit word in Figuur 4 geïllustreer.
3) Twee stelle simmetriese balkgly-sitplekke word van aangesig tot aangesig saamgeklem met spesiale gereedskap (sien Figuur 5). Vier stelle vaste steunblokke van gelyke hoogte word deur hul monteergate aan die balkglysitplekke gekoppel. Bykomend word twee stelle onderste steunblokke van gelyke hoogte gekalibreer en vasgemaak in samewerking met die verwysingdraende oppervlak B en die prosesverwysingsoppervlak C. Hierdie opstelling verseker dat beide stelle simmetriese balkgly-sitplekke op 'n gelyke hoogte relatief tot die draagoppervlak B, terwyl die prosesverwysingsoppervlak C gebruik word om te verifieer dat die balkskuifsitplekke behoorlik in lyn is.
Nadat die koplanêre verwerking voltooi is, sal die skuifverbindingsoppervlaktes van beide stelle balkglysitplekke koplanêr wees. Hierdie verwerking vind in 'n enkele pas plaas om hul dimensionele en meetkundige akkuraatheid te waarborg.
Vervolgens word die samestelling omgekeer om die voorheen verwerkte oppervlak vas te klem en te posisioneer, wat die maal van die ander skuifverbindingsoppervlak moontlik maak. Tydens die slypproses word die hele balkgly-sitplek, vasgemaak deur die gereedskap, in 'n enkele pas gemaal. Hierdie benadering verseker dat elke skuifverbindingsoppervlak die gewenste koplanêre eienskappe bereik.
Vergelyking en verifikasie van statiese styfheid analise data van balk gly sitplek
4.1 Verdeling van vlakfreeskrag
In metaal sny, dieCNC frees draaibankkrag tydens vlakfrees kan verdeel word in drie tangensiële komponente wat op die werktuig inwerk. Hierdie komponentkragte is deurslaggewende aanwysers vir die beoordeling van die snystyfheid van masjiengereedskap. Hierdie teoretiese dataverifikasie stem ooreen met die algemene beginsels van statiese styfheidstoetse. Om die kragte wat op die bewerkingsgereedskap inwerk, te ontleed, gebruik ons die eindige element-ontledingsmetode, wat ons in staat stel om praktiese toetse in teoretiese assesserings te transformeer. Hierdie benadering word gebruik om te evalueer of die ontwerp van die balkskuifsitplek gepas is.
4.2 Lys van vlakswaar sny parameters
Snyer deursnee (d): 50 mm
Aantal tande (z): 4
Spilspoed (n): 1000 rpm
Voerspoed (vc): 1500 mm/min
Freeswydte (ae): 50 mm
Terugfrees snydiepte (ap): 5 mm
Voer per omwenteling (ar): 1,5 mm
Voer per tand (van): 0,38 mm
Die tangensiële freeskrag (fz) kan met die formule bereken word:
\[ fz = 9.81 \times 825 \times ap^{1.0} \times af^{0.75} \times ae^{1.1} \times d^{-1.3} \times n^{-0.2} \times z^{ 60^{-0,2}} \]
Dit lei tot 'n krag van \( fz = 3963.15 \, N \).
Met inagneming van die simmetriese en asimmetriese freesfaktore tydens die bewerkingsproses, het ons die volgende kragte:
- FPC (krag in die X-as rigting): \( fpc = 0.9 \ maal fz = 3566.84 \, N \)
- FCF (krag in die Z-as rigting): \( fcf = 0.8 \ maal fz = 3170.52 \, N \)
- FP (krag in die Y-as rigting): \( fp = 0.9 \ maal fz = 3566.84 \, N \)
Waar:
- FPC is die krag in die rigting van die X-as
- FCF is die krag in die rigting van die Z-as
- FP is die krag in die rigting van die Y-as
4.3 Eindige element statiese analise
Die twee snyende vyf-as-skyfies benodig 'n modulêre konstruksie en moet dieselfde balk deel met 'n versoenbare openingskoppelvlak. Daarom is die styfheid van die balkgly-sitplek van kardinale belang. Solank die balkskuifsitplek nie oormatige verplasing ervaar nie, kan afgelei word dat die balk universeel is. Om die statiese rigiditeitsvereistes te verseker, sal relevante snydata ingesamel word om 'n eindige element vergelykende analise uit te voer op die verplasing van die balkglysitplek.
Hierdie analise sal gelyktydig eindige-element statiese analise op beide balkgly-sitpleksamestellings uitvoer. Hierdie dokument fokus spesifiek op 'n gedetailleerde ontleding van die nuwe struktuur van die balkskuifsitplek, en laat die besonderhede van die oorspronklike skuifsitplekontleding weg. Dit is belangrik om daarop te let dat terwyl die universele vyf-as masjien nie swaar snywerk kan hanteer nie, vastehoek swaar sny inspeksies en hoëspoed sny aanvaarding vir "S" dele dikwels tydens aanvaardingstoetse uitgevoer word. Die snywringkrag en snykrag in hierdie gevalle kan vergelykbaar wees met dié in swaar sny.
Gebaseer op jare se toepassingservaring en werklike afleweringstoestande, is dit die skrywer se oortuiging dat ander groot komponente van die universele vyf-assige masjien ten volle aan die vereistes vir swaar snyweerstand voldoen. Daarom is die uitvoer van 'n vergelykende analise beide logies en roetine. Aanvanklik word elke komponent vereenvoudig deur skroefdraadgate, radiusse, afkantings en klein treë wat gaasverdeling kan beïnvloed, te verwyder of saam te druk. Die relevante materiaal eienskappe van elke deel word dan bygevoeg, en die model word in die simulasie ingevoer vir statiese analise.
In die parameterinstellings vir die analise word slegs noodsaaklike data soos massa en kragarm behou. Die integrale balkglysitplek is ingesluit by die vervormingsanalise, terwyl ander dele soos die werktuig, vyf-as bewerkingskop en swaarsnyende vyf-as gly as styf beskou word. Die analise fokus op die relatiewe verplasing van die balkglysitplek onder eksterne kragte. Die eksterne las sluit swaartekrag in, en driedimensionele krag word gelyktydig op die gereedskappunt toegepas. Die gereedskappunt moet vooraf gedefinieer word as die kraglaai-oppervlak om die gereedskaplengte tydens bewerking te herhaal, terwyl verseker word dat die skuif aan die einde van die bewerking-as geposisioneer is vir maksimum hefboomwerking, wat werklike bewerkingstoestande noukeurig simuleer.
Diealuminium komponents word met mekaar verbind deur 'n "globale kontak (-gewrig-)" metode, en grenstoestande word deur lynverdeling vasgestel. Die balkverbindingsarea word in Figuur 7 geïllustreer, met roosterverdeling in Figuur 8. Die maksimum eenheidgrootte is 50 mm, die minimum eenheidgrootte is 10 mm, wat 'n totaal van 185 485 eenhede en 367 989 nodusse tot gevolg het. Die totale verplasingswolkdiagram word in Figuur 9 aangebied, terwyl die drie aksiale verplasings in die X-, Y- en Z-rigtings onderskeidelik in Figure 10 tot 12 uitgebeeld word.
Die twee snyende vyf-as-skyfies benodig 'n modulêre konstruksie en moet dieselfde balk deel met 'n versoenbare openingskoppelvlak. Daarom is die styfheid van die balkgly-sitplek van kardinale belang. Solank die balkskuifsitplek nie oormatige verplasing ervaar nie, kan afgelei word dat die balk universeel is. Om die statiese rigiditeitsvereistes te verseker, sal relevante snydata ingesamel word om 'n eindige element vergelykende analise uit te voer op die verplasing van die balkglysitplek.
Hierdie analise sal gelyktydig eindige-element statiese analise op beide balkgly-sitpleksamestellings uitvoer. Hierdie dokument fokus spesifiek op 'n gedetailleerde ontleding van die nuwe struktuur van die balkskuifsitplek, en laat die besonderhede van die oorspronklike skuifsitplekontleding weg. Dit is belangrik om daarop te let dat terwyl die universele vyf-as masjien nie swaar snywerk kan hanteer nie, vastehoek swaar sny inspeksies en hoëspoed sny aanvaarding vir "S" dele dikwels tydens aanvaardingstoetse uitgevoer word. Die snywringkrag en snykrag in hierdie gevalle kan vergelykbaar wees met dié in swaar sny.
Gebaseer op jare se toepassingservaring en werklike afleweringstoestande, is dit die skrywer se oortuiging dat ander groot komponente van die universele vyf-assige masjien ten volle aan die vereistes vir swaar snyweerstand voldoen. Daarom is die uitvoer van 'n vergelykende analise beide logies en roetine. Aanvanklik word elke komponent vereenvoudig deur skroefdraadgate, radiusse, afkantings en klein treë wat gaasverdeling kan beïnvloed, te verwyder of saam te druk. Die relevante materiaal eienskappe van elke deel word dan bygevoeg, en die model word in die simulasie ingevoer vir statiese analise.
In die parameterinstellings vir die analise word slegs noodsaaklike data soos massa en kragarm behou. Die integrale balkglysitplek is ingesluit by die vervormingsanalise, terwyl ander dele soos die werktuig, vyf-as bewerkingskop en swaarsnyende vyf-as gly as styf beskou word. Die analise fokus op die relatiewe verplasing van die balkglysitplek onder eksterne kragte. Die eksterne las sluit swaartekrag in, en driedimensionele krag word gelyktydig op die gereedskappunt toegepas. Die gereedskappunt moet vooraf gedefinieer word as die kraglaai-oppervlak om die gereedskaplengte tydens bewerking te herhaal, terwyl verseker word dat die skuif aan die einde van die bewerking-as geposisioneer is vir maksimum hefboomwerking, wat werklike bewerkingstoestande noukeurig simuleer.
Diepresisie gedraaide komponenteword onderling verbind deur gebruik te maak van 'n "globale kontak (-gewrig-)" metode, en grenstoestande word vasgestel deur lynverdeling. Die balkverbindingsarea word in Figuur 7 geïllustreer, met roosterverdeling in Figuur 8. Die maksimum eenheidgrootte is 50 mm, die minimum eenheidgrootte is 10 mm, wat 'n totaal van 185 485 eenhede en 367 989 nodusse tot gevolg het. Die totale verplasingswolkdiagram word in Figuur 9 aangebied, terwyl die drie aksiale verplasings in die X-, Y- en Z-rigtings onderskeidelik in Figure 10 tot 12 uitgebeeld word.
Nadat die data ontleed is, is die wolkkaart opgesom en vergelyk in Tabel 1. Al die waardes is binne 0,01 mm van mekaar. Op grond van hierdie data en vorige ondervinding glo ons dat die dwarsbalk nie vervorming of vervorming sal ervaar nie, wat die gebruik van 'n standaard dwarsbalk in produksie moontlik maak. Na 'n tegniese hersiening is hierdie struktuur vir produksie goedgekeur en het die staaltoetssnywerk suksesvol geslaag. Alle presisietoetse van die “S”-toetsstukke het aan die vereiste standaarde voldoen.
As jy meer wil weet of navrae wil hê, kontak gerusinfo@anebon.com
China Vervaardiger van China High Precision enpresisie CNC-bewerkingsonderdele, Anebon soek die kans om al die vriende van beide tuis en oorsee te ontmoet vir 'n wen-wen samewerking. Anebon hoop opreg om langtermyn samewerking met julle almal te hê op grond van wedersydse voordeel en gemeenskaplike ontwikkeling.
Postyd: Nov-06-2024