Салазны папярочнай бэлькі з'яўляюцца найважнейшым кампанентам станка, які адрозніваецца складанай канструкцыяй і рознымі тыпамі. Кожны інтэрфейс сядзення слізгацення папярочнай бэлькі непасрэдна адпавядае кропкам злучэння папярочнай бэлькі. Аднак пры пераходзе ад пяцівосевай універсальнай паўзуна да пяцівосевай звышмоцнай рэжучай карэ адначасова адбываюцца змены ў сядзенні папярочнай бэлькі, папярочнай бэльцы і аснове накіроўвалай рэйкі. Раней, каб задаволіць патрабаванні рынку, буйныя кампаненты павінны былі быць перароблены, што прывяло да працяглых тэрмінаў выканання, высокіх выдаткаў і дрэннай ўзаемазаменнасці.
Каб вырашыць гэтую праблему, была распрацавана новая структура сядзення з папярочнай бэлькай, каб захаваць той жа памер знешняга інтэрфейсу, што і універсальны інтэрфейс. Гэта дазваляе ўсталёўваць пяцівосевы звышмоцны рэжучы шлейф без змены папярочнай бэлькі або іншых буйных канструктыўных кампанентаў, а таксама задавальняе патрабаванням калянасці. Акрамя таго, удасканаленне тэхналогіі апрацоўкі павысіла дакладнасць вытворчасці сядзенняў салазок папярочнай бэлькі. Гэты тып структурнай аптымізацыі разам са звязанымі з ім метадамі апрацоўкі рэкамендуецца для прасоўвання і прымянення ў галіны.
1. Уводзіны
Агульнавядома, што велічыня магутнасці і крутоўнага моманту ўплывае на форму ўстаноўкі папярочнага перасеку пяцівосевай галоўкі. Сядзенне бэлькі салазкі, якое абсталявана універсальнай пяцівосевай салазкай, можа быць злучана з універсальнай модульнай бэлькай з дапамогай лінейнай рэйкі. Тым не менш, папярочны перасек для ўстаноўкі пяцівосевай звышмоцнай рэжучай засаўкі з высокай магутнасцю і вялікім крутоўным момантам больш чым на 30% больш, чым у звычайнай універсальнай засаўкі.
У выніку патрабуюцца ўдасканаленні канструкцыі сядзення балкі. Ключавым новаўвядзеннем у гэтым рэдызайне з'яўляецца магчымасць сумеснага выкарыстання адной бэлькі з сядзеннем бэлькі паўзуноў універсальнай пяцівосевай карэ. Такі падыход палягчае будаўніцтва модульнай платформы. Акрамя таго, гэта ў некаторай ступені павышае агульную жорсткасць, скарачае вытворчы цыкл, значна зніжае вытворчыя выдаткі і дазваляе лепш адаптавацца да змен рынку.
Уводзіны ў канструкцыю звычайнага сядзення салазкі бэлькі пакетнага тыпу
Звычайная пяцівосевая сістэма ў асноўным складаецца з буйных кампанентаў, такіх як варштат, сядзенне накіроўвалай рэйкі, бэлька, сядзенне слізгацення бэлькі і пяцівосевая коўзанка. Гэта абмеркаванне засяроджана на асноўнай канструкцыі сядзення слізгальнай бэлькі, як паказана на малюнку 1. Два наборы сядзенняў слізгальнай бэлькі сіметрычныя і складаюцца з верхняй, сярэдняй і ніжняй апорных пласцін, што складае ў агульнай складанасці восем кампанентаў. Гэтыя сіметрычныя сядзенні бэлькі слізгацення звернуты адзін да аднаго і заціскаюць апорныя пласціны разам, у выніку чаго атрымліваецца сядзенне слізгацення бэлькі ў форме «рота» з ахопліваючай структурай (гл. выгляд зверху на малюнку 1). Памеры, паказаныя на галоўным выглядзе, адлюстроўваюць кірунак ходу бэлькі, у той час як памеры на левым відзе маюць вырашальнае значэнне для злучэння з бэлькай і павінны адпавядаць пэўным допускам.
З пункту гледжання індывідуальнага сядзення слізгацення бэлькі, каб палегчыць апрацоўку, шэсць верхніх і ніжніх груп злучальных паверхняў слізгацення на стыку «I» формы — з шырокай верхняй часткай і вузкай сярэдзінай — сканцэнтраваны на адной апрацоўчай паверхні. Такое размяшчэнне гарантуе, што розныя памерныя і геаметрычныя дакладнасці могуць быць дасягнуты шляхам тонкай апрацоўкі. Верхняя, сярэдняя і ніжняя групы апорных пліт служаць толькі канструктыўнай апорай, што робіць іх простымі і практычнымі. Памеры папярочнага перасеку пяцівосевай горкі, спраектаванай са звычайнай ахінаючай структурай, у цяперашні час складаюць 420 мм × 420 мм. Акрамя таго, могуць узнікнуць памылкі пры апрацоўцы і зборцы пятивосевой паўзуна. Для канчатковай рэгулявання верхняя, сярэдняя і ніжняя апорныя пласціны павінны падтрымліваць зазоры ў закрытым становішчы, якія пасля запаўняюцца ліццём пад ціскам для стварэння зацвярдзелай замкнёнай структуры. Гэтыя рэгуляванні могуць прывесці да памылак, асабліва ў ахопліваючым сядзенні папярочнай бэлькі, як паказана на малюнку 1. Два канкрэтныя памеры 1050 мм і 750 мм маюць вырашальнае значэнне для злучэння з папярочнай бэлькай.
У адпаведнасці з прынцыпамі модульнай канструкцыі, гэтыя памеры не могуць быць зменены для захавання сумяшчальнасці, што ўскосна абмяжоўвае пашырэнне і адаптыўнасць сядзення слізгацення папярочнай бэлькі. Нягледзячы на тое, што гэтая канфігурацыя можа часова задаволіць патрабаванні кліентаў на некаторых рынках, яна не адпавядае патрэбам сучаснага рынку, якія хутка развіваюцца.
Перавагі інавацыйнай структуры і тэхналогіі апрацоўкі
3.1 Уводзіны ў інавацыйную структуру
Прасоўванне рынкавых прыкладанняў дало людзям больш глыбокае разуменне аэракасмічнай апрацоўкі. Рост попыту на высокі крутоўны момант і вялікую магутнасць у пэўных дэталях апрацоўкі выклікаў новую тэндэнцыю ў галіны. У адказ на гэты попыт было распрацавана новае сядзенне з папярочнай бэлькай, прызначанае для выкарыстання з пяцівосевай галоўкай і з большым папярочным перасекам. Асноўная мэта гэтай канструкцыі - вырашыць праблемы, звязаныя з цяжкімі працэсамі рэзкі, якія патрабуюць высокага крутоўнага моманту і магутнасці.
Інавацыйная структура гэтага новага сядзення для слізгацення з папярочнай бэлькай паказана на малюнку 2. Яна класіфікуецца аналагічна універсальнай слізгаценню і складаецца з двух камплектаў сіметрычных сядзенняў для слізгацення з папярочнай бэлькай, а таксама двух камплектаў верхніх, сярэдніх і ніжніх апорных пласцін, якія ўтвараюць комплексная структура ахопліваючага тыпу.
Ключавое адрозненне паміж новым дызайнам і традыцыйнай мадэллю заключаецца ў арыентацыі сядзення папярочнай бэлькі і апорных пласцін, якія былі павернуты на 90° у параўнанні са звычайнымі канструкцыямі. У традыцыйных папярочных сядзеннях апорныя пласціны ў асноўным выконваюць апорную функцыю. Тым не менш, новая структура аб'ядноўвае ўсталявальныя паверхні паўзунка як на верхняй, так і на ніжняй апорных пласцінах сядзення слізгацення папярочнай бэлькі, ствараючы раздзельную структуру, у адрозненне ад звычайнай мадэлі. Гэтая канструкцыя дазваляе выконваць тонкую наладу і рэгуляванне верхняй і ніжняй злучальных паверхняў паўзунка, каб пераканацца, што яны знаходзяцца ў адной плоскасці з паверхняй злучэння паўзунка на сядзенні паўзунка папярочнай бэлькі.
Асноўная канструкцыя цяпер складаецца з двух камплектаў сіметрычных папярочных сядзенняў з верхняй, сярэдняй і ніжняй апорнымі пласцінамі, размешчанымі ў форме «Т», з больш шырокай верхняй і вузкай ніжняй часткай. Памеры 1160 мм і 1200 мм на левым баку малюнка 2 пашыраюцца ў напрамку ходу папярочнай бэлькі, у той час як ключавыя агульныя памеры 1050 мм і 750 мм застаюцца адпаведнымі памерам звычайнага рассоўнага сядзення з папярочнай бэлькай.
Такая канструкцыя дазваляе новаму сядзенню з папярочнай бэлькай цалкам выкарыстоўваць тую ж адкрытую папярочную бэльку, што і звычайная версія. Запатэнтаваны працэс, які выкарыстоўваецца для гэтага новага сядзення для папярочнай бэлькі, прадугледжвае запаўненне і ўмацаванне шчыліны паміж апорнай пласцінай і сядзеннем для папярочнай бэлькі з дапамогай ліцця пад ціскам, утвараючы такім чынам суцэльную канструкцыю, якая можа змясціць пяцівосевы звышмоцны рэжучы слізгаценне 600 мм х 600 мм. .
Як паказана на выглядзе злева на малюнку 2, верхняя і ніжняя паверхні злучэння паўзунка на сядзенні паўзунка папярочнай бэлькі, якое фіксуе пяцівосевы звышмоцны рэжучы паўзун, ствараюць раздзельную структуру. З-за магчымых памылак апрацоўкі паверхня пазіцыянавання паўзунка і іншыя аспекты памераў і геаметрычнай дакладнасці могуць не ляжаць на адной гарызантальнай плоскасці, што ўскладняе апрацоўку. У святле гэтага былі ўкаранёны адпаведныя паляпшэнні працэсу, каб забяспечыць кваліфікаваную дакладнасць зборкі гэтай раздзельнай структуры.
3.2 Апісанне працэсу кампланарнага шліфавання
Паўаздабленне сядзення салазкі з адной бэлькай завяршаецца на прэцызійным фрэзерным станку, пакідаючы толькі прыпуск на аздабленне. Гэта трэба растлумачыць тут, а падрабязна тлумачыцца толькі фінішная шліфоўка. Канкрэтны працэс драбнення апісваецца наступным чынам.
1) Два сіметрычныя сядзенні слізгацення бэлькі падвяргаюцца цэльнай эталоннай шліфоўцы. Інструменты паказаны на малюнку 3. Фінішная паверхня, якую называюць паверхняй A, служыць паверхняй для пазіцыянавання і замацоўваецца на шліфавальнай машынцы накіроўвалай рэйкі. Базавая апорная паверхня B і тэхналагічная эталонная паверхня C шліфуюцца, каб пераканацца, што іх памерная і геаметрычная дакладнасць адпавядаюць патрабаванням, указаным на чарцяжы.
2) Каб вырашыць праблему апрацоўкі некапланарнай памылкі ў структуры, згаданай вышэй, мы спецыяльна распрацавалі чатыры блокавыя інструменты роўнай вышыні з фіксаванай апорай і два блокавыя інструменты з ніжняй апорай роўнай вышыні. Значэнне 300 мм з'яўляецца вырашальным для аднолькавых вымярэнняў вышыні і павінна быць апрацавана ў адпаведнасці са спецыфікацыямі, прадстаўленымі на чарцяжы, каб забяспечыць аднолькавую вышыню. Гэта паказана на малюнку 4.
3) Два камплекты сіметрычных сядзенняў слізгальных бэлек заціскаюцца адзін да аднаго з дапамогай спецыяльнага інструмента (гл. малюнак 5). Чатыры наборы фіксаваных апорных блокаў аднолькавай вышыні злучаны з сядзеннямі слізгацення бэлькі праз іх мантажныя адтуліны. Акрамя таго, два камплекты ніжніх апорных блокаў аднолькавай вышыні адкалібраваны і замацаваны ў спалучэнні з эталоннай апорнай паверхняй B і эталоннай паверхняй працэсу C. Гэтая ўстаноўка гарантуе, што абодва наборы сіметрычных сядзенняў для слізгацення бэлек размешчаны на аднолькавай вышыні адносна апорная паверхня B, у той час як эталонная паверхня працэсу C выкарыстоўваецца для праверкі правільнасці выраўноўвання сядзенняў слізгацення бэлькі.
Пасля завяршэння кампланарнай апрацоўкі злучальныя паверхні паўзункоў абодвух набораў сядзенняў балкі будуць копланарнымі. Гэтая апрацоўка адбываецца за адзін праход, каб гарантаваць іх памерную і геаметрычную дакладнасць.
Затым вузел перагортваецца, каб заціснуць і размясціць папярэдне апрацаваную паверхню, дазваляючы адшліфаваць іншую паверхню злучэння паўзунка. У працэсе шліфавання ўсё сядзенне слізгацення бэлькі, замацаванае інструментамі, шліфуецца за адзін праход. Такі падыход гарантуе, што кожная паверхня злучэння паўзунка дасягае жаданых копланарных характарыстык.
Параўнанне і праверка дадзеных аналізу статычнай калянасці сядзення балкі
4.1 Дзяленне сілы плоскага фрэзеравання
У рэзцы металу, стФрэзерны станок з ЧПУсілу пры плоскасці фрэзеравання можна падзяліць на тры тангенцыйныя кампаненты, якія дзейнічаюць на інструмент. Гэтыя складаючыя сілы з'яўляюцца найважнейшымі паказчыкамі для ацэнкі калянасці рэзання станкоў. Гэтая праверка тэарэтычных дадзеных адпавядае агульным прынцыпам статычных выпрабаванняў на калянасць. Для аналізу сіл, якія дзейнічаюць на апрацоўваючы інструмент, мы выкарыстоўваем метад аналізу канечных элементаў, які дазваляе ператварыць практычныя выпрабаванні ў тэарэтычныя ацэнкі. Гэты падыход выкарыстоўваецца для ацэнкі таго, ці адпавядае канструкцыя сядзення балкі.
4.2 Пералік параметраў плоскасці цяжкага рэзання
Дыяметр фрэзы (d): 50 мм
Колькасць зуб'яў (z): 4
Хуткасць кручэння шпіндзеля (n): 1000 абаротаў у хвіліну
Хуткасць падачы (vc): 1500 мм/мін
Шырыня фрэзеравання (ae): 50 мм
Глыбіня задняга рэзання (ap): 5 мм
Падача на абарот (ар): 1,5 мм
Падача на зуб (з): 0,38 мм
Тангенцыяльную сілу фрэзеравання (fz) можна разлічыць па формуле:
\[ fz = 9,81 \times 825 \times ap^{1,0} \times af^{0,75} \times ae^{1,1} \times d^{-1,3} \times n^{-0,2} \times z^{ 60^{-0,2}} \]
Гэта прыводзіць да сілы \( fz = 3963,15 \, Н \).
Улічваючы фактары сіметрычнага і асіметрычнага фрэзеравання ў працэсе апрацоўкі, мы маем наступныя сілы:
- FPC (сіла ў напрамку восі X): \( fpc = 0,9 \times fz = 3566,84 \, Н \)
- FCF (сіла ў напрамку восі Z): \( fcf = 0,8 \times fz = 3170,52 \, Н \)
- FP (сіла ў напрамку восі Y): \( fp = 0,9 \times fz = 3566,84 \, Н \)
Дзе:
- FPC - гэта сіла ў напрамку восі X
- FCF - гэта сіла ў напрамку восі Z
- FP - гэта сіла ў напрамку восі Y
4.3 Статычны аналіз метадам канечных элементаў
Дзве рэжучыя пяцівосевыя слайды маюць модульную канструкцыю і павінны мець адну і тую ж бэльку з сумяшчальным інтэрфейсам адчынення. Такім чынам, жорсткасць сядзення слізгацення бэлькі мае вырашальнае значэнне. Пакуль сядзенне бэлькі не адчувае празмернага зрушэння, можна зрабіць выснову, што бэлька з'яўляецца універсальнай. Каб забяспечыць патрабаванні да статычнай калянасці, будуць сабраны адпаведныя даныя рэзкі для выканання параўнальнага аналізу метадам канчатковых элементаў зрушэння сядзення слізгацення бэлькі.
Гэты аналіз будзе адначасова праводзіць статычны аналіз канечных элементаў на абедзвюх сядзеннях балкі. Гэты дакумент сканцэнтраваны менавіта на дэталёвым аналізе новай структуры сядзення слізгацення бэлькі, апускаючы спецыфіку першапачатковага аналізу слізгальнага сядзення. Важна адзначыць, што ў той час як універсальны пяцівосевы станок не можа апрацоўваць цяжкую рэзку, падчас прыёма-здатачных выпрабаванняў часта праводзяцца праверкі цяжкіх рэзаў з фіксаваным вуглом і прыёмка высакахуткаснай рэзкі для дэталяў «S». Крутоўны момант і сіла рэзання ў гэтых выпадках могуць быць супастаўныя з такімі пры цяжкім рэзанні.
Грунтуючыся на шматгадовым вопыце прымянення і рэальных умовах пастаўкі, аўтар перакананы, што іншыя буйныя кампаненты універсальнага пяцівосевага станка цалкам адпавядаюць патрабаванням устойлівасці да цяжкіх парэзаў. Таму правядзенне параўнальнага аналізу адначасова лагічна і руцінна. Першапачаткова кожны кампанент спрашчаецца шляхам выдалення або сціскання адтулін з разьбой, радыусаў, фаскі і невялікіх крокаў, якія могуць паўплываць на падзел сеткі. Затым дадаюцца адпаведныя ўласцівасці матэрыялаў кожнай дэталі, і мадэль імпартуецца ў сімуляцыю для статычнага аналізу.
У наладах параметраў для аналізу захоўваюцца толькі важныя даныя, такія як маса і плячо сілы. Інтэгральнае сядзенне бэлькі паўзуна ўключана ў аналіз дэфармацыі, у той час як іншыя часткі, такія як інструмент, пяцівосевая апрацоўчая галоўка і пяцівосевая паўзун лічацца жорсткімі. Аналіз сканцэнтраваны на адноснам зрушэнні сядзення слізгацення бэлькі пад дзеяннем знешніх сіл. Знешняя нагрузка ўключае сілу цяжару, і трохмерная сіла адначасова прыкладваецца да наканечніка. Усплывальная падказка павінна быць вызначана загадзя як паверхня сілавой нагрузкі, каб паўтарыць даўжыню інструмента падчас апрацоўкі, пры гэтым забяспечваючы размяшчэнне слізгацення на канцы восі апрацоўкі для максімальнага рычага, дакладна імітуючы рэальныя ўмовы апрацоўкі.
Theалюмініевы кампанентs злучаюцца паміж сабой з дапамогай метаду «глабальнага кантакту (-joint-)», а межавыя ўмовы ўсталёўваюцца шляхам падзелу ліній. Вобласць злучэння бэлькі паказана на малюнку 7 з падзелам сеткі, паказаным на малюнку 8. Максімальны памер блока складае 50 мм, мінімальны памер блока - 10 мм, у выніку чаго ў агульнай складанасці 185 485 блокаў і 367 989 вузлоў. Дыяграма воблака поўнага зрушэння прадстаўлена на малюнку 9, у той час як тры восевых зрушэння ў напрамках X, Y і Z адлюстраваны на малюнках з 10 па 12 адпаведна.
Дзве рэжучыя пяцівосевыя слайды маюць модульную канструкцыю і павінны мець адну і тую ж бэльку з сумяшчальным інтэрфейсам адчынення. Такім чынам, жорсткасць сядзення слізгацення бэлькі мае вырашальнае значэнне. Пакуль сядзенне бэлькі не адчувае празмернага зрушэння, можна зрабіць выснову, што бэлька з'яўляецца універсальнай. Каб забяспечыць патрабаванні да статычнай калянасці, будуць сабраны адпаведныя даныя рэзкі для выканання параўнальнага аналізу метадам канчатковых элементаў зрушэння сядзення слізгацення бэлькі.
Гэты аналіз будзе адначасова праводзіць статычны аналіз канечных элементаў на абедзвюх сядзеннях балкі. Гэты дакумент сканцэнтраваны менавіта на дэталёвым аналізе новай структуры сядзення слізгацення бэлькі, апускаючы спецыфіку першапачатковага аналізу слізгальнага сядзення. Важна адзначыць, што ў той час як універсальны пяцівосевы станок не можа апрацоўваць цяжкую рэзку, падчас прыёма-здатачных выпрабаванняў часта праводзяцца праверкі цяжкіх рэзаў з фіксаваным вуглом і прыёмка высакахуткаснай рэзкі для дэталяў «S». Крутоўны момант і сіла рэзання ў гэтых выпадках могуць быць супастаўныя з такімі пры цяжкім рэзанні.
Грунтуючыся на шматгадовым вопыце прымянення і рэальных умовах пастаўкі, аўтар перакананы, што іншыя буйныя кампаненты універсальнага пяцівосевага станка цалкам адпавядаюць патрабаванням устойлівасці да цяжкіх парэзаў. Таму правядзенне параўнальнага аналізу адначасова лагічна і руцінна. Першапачаткова кожны кампанент спрашчаецца шляхам выдалення або сціскання адтулін з разьбой, радыусаў, фаскі і невялікіх крокаў, якія могуць паўплываць на падзел сеткі. Затым дадаюцца адпаведныя ўласцівасці матэрыялаў кожнай дэталі, і мадэль імпартуецца ў сімуляцыю для статычнага аналізу.
У наладах параметраў для аналізу захоўваюцца толькі важныя даныя, такія як маса і плячо сілы. Інтэгральнае сядзенне бэлькі паўзуна ўключана ў аналіз дэфармацыі, у той час як іншыя часткі, такія як інструмент, пяцівосевая апрацоўчая галоўка і пяцівосевая паўзун лічацца жорсткімі. Аналіз сканцэнтраваны на адноснам зрушэнні сядзення слізгацення бэлькі пад дзеяннем знешніх сіл. Знешняя нагрузка ўключае сілу цяжару, і трохмерная сіла адначасова прыкладваецца да наканечніка. Усплывальная падказка павінна быць вызначана загадзя як паверхня сілавой нагрузкі, каб паўтарыць даўжыню інструмента падчас апрацоўкі, пры гэтым забяспечваючы размяшчэнне слізгацення на канцы восі апрацоўкі для максімальнага рычага, дакладна імітуючы рэальныя ўмовы апрацоўкі.
Theдакладныя точаныя кампанентызлучаюцца паміж сабой метадам «глабальнага кантакту (-стыку)», а межавыя ўмовы ўстанаўліваюцца шляхам падзелу ліній. Вобласць злучэння бэлькі паказана на малюнку 7 з падзелам сеткі, паказаным на малюнку 8. Максімальны памер блока складае 50 мм, мінімальны памер блока - 10 мм, у выніку чаго ў агульнай складанасці 185 485 блокаў і 367 989 вузлоў. Дыяграма воблака поўнага зрушэння прадстаўлена на малюнку 9, у той час як тры восевых зрушэння ў напрамках X, Y і Z адлюстраваны на малюнках з 10 па 12 адпаведна.
Пасля аналізу дадзеных дыяграма воблакаў была абагулена і параўнана ў табліцы 1. Усе значэнні знаходзяцца ў межах 0,01 мм адно ад аднаго. Грунтуючыся на гэтых дадзеных і папярэднім вопыце, мы лічым, што папярочная бэлька не будзе адчуваць скажэнняў або дэфармацый, што дазваляе выкарыстоўваць стандартную папярочную бэльку ў вытворчасці. Пасля тэхнічнага агляду гэтая канструкцыя была дапушчана да вытворчасці і паспяхова прайшла выпрабавальную рэзку сталі. Усе тэсты на дакладнасць тэставых узораў "S" адпавядалі неабходным стандартам.
Калі вы хочаце даведацца больш ці запытацца, не саромейцеся звяртаццаinfo@anebon.com
Кітайскі вытворца China High Precision ідакладнасць апрацоўкі дэталяў з ЧПУ, Anebon шукае магчымасць сустрэцца з усімі сябрамі як дома, так і за мяжой для ўзаемавыгаднага супрацоўніцтва. Anebon шчыра спадзяецца на доўгатэрміновае супрацоўніцтва з усімі вамі на аснове ўзаемнай выгады і сумеснага развіцця.
Час публікацыі: 6 лістапада 2024 г