Klizno sjedište poprečne grede je ključna komponenta alatne mašine, koju karakterizira složena struktura i različiti tipovi. Svako sučelje kliznog sjedišta poprečne grede direktno odgovara svojim spojnim točkama poprečne grede. Međutim, pri prelasku sa univerzalnog klizača s pet osa na klizač za rezanje za teške uvjete rada s pet osa, promjene se događaju istovremeno u sjedištu klizača poprečne grede, poprečnoj gredi i bazi šine vodilice. Ranije, kako bi se zadovoljile zahtjeve tržišta, velike komponente su morale biti redizajnirane, što je rezultiralo dugim rokovima isporuke, visokim troškovima i lošom zamjenjivosti.
Kako bi se riješio ovaj problem, dizajnirana je nova struktura kliznog sjedala s poprečnim nosačima da zadrži istu veličinu vanjskog sučelja kao univerzalni interfejs. Ovo omogućava ugradnju klizača za sečenje s pet osa za teške uslove rada bez potrebe za izmjenom poprečne grede ili drugih velikih strukturnih komponenti, a istovremeno zadovoljava zahtjeve za krutost. Dodatno, poboljšanja u tehnologiji obrade poboljšala su tačnost proizvodnje kliznih sjedala s poprečnom gredom. Ova vrsta optimizacije konstrukcije, zajedno sa pripadajućim metodama obrade, preporučuje se za promociju i primjenu u industriji.
1. Uvod
Poznato je da veličina snage i momenta utječe na oblik ugradnog poprečnog presjeka petoosne glave. Klizno sjedalo za gredu, koje je opremljeno univerzalnim petoosnim klizačem, može se povezati na univerzalnu modularnu gredu putem linearne šine. Međutim, instalacijski poprečni presjek za klizač za rezanje velike snage i velikog obrtnog momenta s pet osa za teške uvjete rada je preko 30% veći od uobičajenog univerzalnog klizača.
Kao rezultat toga, potrebna su poboljšanja u dizajnu kliznog sjedišta. Ključna inovacija u ovom redizajniru je mogućnost dijeljenja iste grede sa sjedištem klizača za gredu univerzalnog klizača s pet osa. Ovaj pristup olakšava izgradnju modularne platforme. Osim toga, u određenoj mjeri povećava ukupnu krutost, skraćuje proizvodni ciklus, značajno smanjuje troškove proizvodnje i omogućava bolju prilagodbu promjenama na tržištu.
Uvod u strukturu konvencionalnog serijskog kliznog sjedala
Konvencionalni petoosni sistem se prvenstveno sastoji od velikih komponenti kao što su radni sto, sjedalo za šinu vodilicu, greda, klizač za gredu i klizač s pet osa. Ova rasprava se fokusira na osnovnu strukturu kliznog sjedišta grede, kao što je ilustrovano na slici 1. Dva seta kliznih sjedišta greda su simetrična i sastoje se od gornje, srednje i donje potporne ploče, što ukupno čini osam komponenti. Ova simetrična klizna sjedišta za gredu okrenuta su jedno prema drugom i spajaju potporne ploče, što rezultira kliznim sjedištem grede u obliku „usta“ sa strukturom koja obuhvata (pogledajte pogled odozgo na slici 1). Dimenzije prikazane na glavnom prikazu predstavljaju smjer kretanja grede, dok su dimenzije u lijevom pogledu kritične za spajanje na gredu i moraju se pridržavati specifičnih tolerancija.
Sa stanovišta individualnog kliznog sjedišta za gredu, da bi se olakšala obrada, gornjih i donjih šest grupa kliznih spojnih površina na spoju oblika „I“ – sa širokim vrhom i uskom sredinom – koncentrisane su na jednu površinu za obradu. Ovaj raspored osigurava da se različite dimenzionalne i geometrijske tačnosti mogu postići finom obradom. Gornja, srednja i donja grupa potpornih ploča služe samo kao strukturalni oslonac, što ih čini jednostavnim i praktičnim. Dimenzije poprečnog presjeka petoosnog tobogana, dizajniranog sa konvencionalnom omotačkom strukturom, trenutno su 420 mm × 420 mm. Osim toga, greške mogu nastati tokom obrade i montaže klizača s pet osa. Da bi se prilagodile konačna podešavanja, gornja, srednja i donja potporna ploča moraju održavati praznine u zatvorenom položaju, koje se naknadno popunjavaju injekcijskim prešanjem kako bi se stvorila očvrsnuta struktura zatvorene petlje. Ova podešavanja mogu dovesti do grešaka, posebno u kliznom sjedalu poprečne grede, kao što je prikazano na slici 1. Dvije specifične dimenzije od 1050 mm i 750 mm su ključne za povezivanje s poprečnom gredom.
Prema principima modularnog dizajna, ove dimenzije se ne mogu mijenjati kako bi se održala kompatibilnost, što indirektno ograničava proširenje i prilagodljivost kliznog sjedišta poprečne grede. Iako ova konfiguracija može privremeno zadovoljiti zahtjeve kupaca na određenim tržištima, ona nije u skladu s potrebama tržišta koje se brzo razvija.
Prednosti inovativne strukture i tehnologije obrade
3.1 Uvod u inovativnu strukturu
Promocija tržišnih aplikacija omogućila je ljudima dublje razumijevanje obrade u vazduhoplovstvu. Rastuća potražnja za velikim okretnim momentom i velikom snagom u specifičnim dijelovima za obradu pokrenula je novi trend u industriji. Kao odgovor na ovu potražnju, razvijeno je novo klizno sjedalo s poprečnom gredom dizajnirano za korištenje s petoosnom glavom i sa većim poprečnim presjekom. Primarni cilj ovog dizajna je rješavanje izazova povezanih s teškim procesima rezanja koji zahtijevaju veliki obrtni moment i snagu.
Inovativna struktura ovog novog kliznog sjedala s poprečnom gredom ilustrovana je na slici 2. Kategorizira se slično kao univerzalni tobogan i sastoji se od dva seta simetričnih kliznih sjedala s poprečnim gredama, zajedno s dva seta gornjih, srednjih i donjih potpornih ploča, a sve čine sveobuhvatna struktura obuhvatajućeg tipa.
Ključna razlika između novog dizajna i tradicionalnog modela leži u orijentaciji kliznog sjedišta poprečne grede i potpornih ploča, koje su rotirane za 90° u odnosu na konvencionalne dizajne. U tradicionalnim kliznim sjedalima s poprečnom gredom, potporne ploče uglavnom služe potpornoj funkciji. Međutim, nova struktura integriše površine za ugradnju klizača i na gornju i na donju potpornu ploču kliznog sjedišta poprečne grede, stvarajući podijeljenu strukturu za razliku od konvencionalnog modela. Ovaj dizajn omogućava fino podešavanje i podešavanje gornje i donje spojne površine klizača kako bi se osiguralo da su koplanarne s površinom za spajanje klizača na sjedištu klizača poprečne grede.
Glavna struktura je sada sastavljena od dva seta simetričnih kliznih sedišta sa poprečnim gredama, sa gornjim, srednjim i donjim potpornim pločama raspoređenim u obliku slova „T“, sa širim gornjim i užim donjem. Dimenzije od 1160 mm i 1200 mm na lijevoj strani slike 2 protežu se u smjeru kretanja poprečne grede, dok ključne zajedničke dimenzije od 1050 mm i 750 mm ostaju u skladu s onima kod konvencionalnog kliznog sjedišta poprečne grede.
Ovaj dizajn omogućava novom kliznom sjedalu s poprečnom gredom da u potpunosti dijeli istu otvorenu poprečnu gredu kao i konvencionalna verzija. Patentirani proces koji se koristi za ovo novo klizno sjedalo s poprečnom gredom uključuje popunjavanje i očvršćavanje praznine između potporne ploče i kliznog sjedišta poprečne grede pomoću brizganja, čime se formira integralna struktura koja obuhvata 600 mm x 600 mm petoosni klizač za rezanje teških opterećenja. .
Kao što je prikazano na lijevom prikazu slike 2, gornja i donja spojna površina klizača na sjedištu klizača poprečne grede koja osigurava petoosni klizač za teška opterećenja stvaraju podijeljenu strukturu. Zbog potencijalnih grešaka u obradi, površina za pozicioniranje klizača i drugi aspekti dimenzionalne i geometrijske tačnosti možda neće ležati na istoj horizontalnoj ravni, što otežava obradu. U svjetlu ovoga, implementirana su odgovarajuća poboljšanja procesa kako bi se osigurala kvalifikovana tačnost montaže za ovu podijeljenu strukturu.
3.2 Opis procesa koplanarnog mljevenja
Polu-završna obrada kliznog sjedišta s jednom gredom je završena preciznom glodalicom, ostavljajući samo završnu obradu. Ovdje je potrebno objasniti, a detaljno je objašnjeno samo završno brušenje. Specifičan proces mljevenja opisan je kako slijedi.
1) Dva simetrična klizna sedišta sa gredom podležu jednodelnom referentnom brušenju. Alat je ilustrovan na slici 3. Završna površina, koja se naziva površina A, služi kao površina za pozicioniranje i pričvršćena je na brusilicu za šinu vodilice. Referentna nosiva površina B i referentna površina procesa C su brušene kako bi se osiguralo da njihova dimenzionalna i geometrijska tačnost ispunjava zahtjeve navedene na crtežu.
2) Kako bismo odgovorili na izazov obrade nekoplanarne greške u gore spomenutoj strukturi, posebno smo dizajnirali četiri alata za blokove jednake visine fiksne podrške i dva alata za blokove jednake visine za donju podršku. Vrijednost od 300 mm je ključna za jednaka mjerenja visine i mora se obraditi u skladu sa specifikacijama datim na crtežu kako bi se osigurala ujednačena visina. Ovo je ilustrovano na slici 4.
3) Dva seta kliznih sjedišta simetrične grede su pričvršćena licem u lice pomoću posebnog alata (vidi sliku 5). Četiri seta fiksnih potpornih blokova jednake visine povezana su sa kliznim sjedištima greda kroz njihove rupe za montažu. Dodatno, dva seta donjih potpornih blokova jednake visine su kalibrirana i fiksirana u kombinaciji s referentnom nosivom površinom B i referentnom površinom procesa C. Ova postavka osigurava da su oba seta simetričnih kliznih sjedišta grede pozicionirana na jednakoj visini u odnosu na noseća površina B, dok se referentna površina procesa C koristi za provjeru da su klizišta grede pravilno poravnata.
Nakon što je komplanarna obrada završena, spojne površine klizača oba seta kliznih sjedišta greda će biti koplanarne. Ova obrada se odvija u jednom prolazu kako bi se zajamčila njihova dimenzija i geometrijska tačnost.
Zatim se sklop okreće kako bi stegao i pozicionirao prethodno obrađenu površinu, omogućavajući brušenje druge površine za spajanje klizača. Tokom procesa brušenja, cijelo sjedište klizača grede, osigurano alatom, brušeno je u jednom prolazu. Ovaj pristup osigurava da svaka spojna površina klizača postigne željene komplanarne karakteristike.
Poređenje i provjera podataka analize statičke krutosti kliznog sjedišta grede
4.1 Podjela sile glodanja u ravni
U rezanju metala,CNC strug za glodanjesila pri ravnom glodanju može se podijeliti na tri tangencijalne komponente koje djeluju na alat. Ove sile komponenti su ključni pokazatelji za procjenu krutosti rezanja alatnih mašina. Ova teorijska provjera podataka je u skladu s općim principima ispitivanja statičke krutosti. Za analizu sila koje djeluju na alat za obradu koristimo metodu analize konačnih elemenata, koja nam omogućava da transformišemo praktična ispitivanja u teorijske procjene. Ovaj pristup se koristi za procjenu da li je dizajn kliznog sjedišta za gredu odgovarajući.
4.2 Lista parametara rezanja u ravnini
Prečnik rezača (d): 50 mm
Broj zubaca (z): 4
Brzina vretena (n): 1000 o/min
Brzina uvlačenja (vc): 1500 mm/min
Širina glodanja (ae): 50 mm
Dubina reza (ap): 5 mm
Pomak po obrtaju (ar): 1,5 mm
Količina hrane po zubu (od): 0,38 mm
Tangencijalna sila glodanja (fz) može se izračunati pomoću formule:
\[ fz = 9,81 \ puta 825 \ puta ap^{1,0} \ puta af^{0,75} \ puta ae^{1,1} \ puta d^{-1,3} \ puta n^{-0,2} \ puta z^{ 60^{-0.2}} \]
Ovo rezultira silom od \( fz = 3963,15 \, N \).
Uzimajući u obzir simetrične i asimetrične faktore glodanja tokom procesa obrade, imamo sljedeće sile:
- FPC (sila u smjeru X-ose): \( fpc = 0,9 \ puta fz = 3566,84 \, N \)
- FCF (sila u smjeru Z-ose): \( fcf = 0,8 \ puta fz = 3170,52 \, N \)
- FP (sila u smjeru Y-ose): \( fp = 0,9 \ puta fz = 3566,84 \, N \)
gdje:
- FPC je sila u smjeru X-ose
- FCF je sila u smjeru Z-ose
- FP je sila u smjeru Y-ose
4.3 Statička analiza konačnih elemenata
Dva klizača sa pet osa za rezanje trebaju modularnu konstrukciju i moraju dijeliti istu gredu sa kompatibilnim interfejsom za otvaranje. Stoga je krutost kliznog sjedišta za gredu ključna. Sve dok klizač za gredu ne doživi preveliki pomak, može se zaključiti da je greda univerzalna. Kako bi se osigurali zahtjevi za statičku krutost, bit će prikupljeni relevantni podaci o rezanju kako bi se izvršila komparativna analiza konačnih elemenata o pomaku kliznog sjedišta grede.
Ova analiza će istovremeno provesti statičku analizu konačnih elemenata na oba sklopa kliznog sjedišta grede. Ovaj dokument se posebno fokusira na detaljnu analizu nove strukture kliznog sjedišta s gredom, izostavljajući specifičnosti originalne analize kliznog sjedišta. Važno je napomenuti da iako univerzalna mašina s pet osa ne može podnijeti teško sečenje, inspekcije teškog rezanja pod fiksnim uglom i prihvatanje sečenja velikom brzinom za “S” dijelove često se provode tokom testova prihvatljivosti. Moment rezanja i sila rezanja u ovim slučajevima mogu biti uporedivi sa onima kod teškog rezanja.
Na osnovu višegodišnjeg iskustva u primeni i stvarnih uslova isporuke, autorovo je uverenje da druge velike komponente univerzalne petoosne mašine u potpunosti ispunjavaju zahteve za otpornost na teško sečenje. Stoga je provođenje komparativne analize i logično i rutinsko. U početku je svaka komponenta pojednostavljena uklanjanjem ili sabijanjem rupa s navojem, radijusima, ivicama i malim koracima koji mogu utjecati na podelu mreže. Zatim se dodaju relevantna svojstva materijala svakog dijela, a model se uvozi u simulaciju za statičku analizu.
U postavkama parametara za analizu, zadržavaju se samo bitni podaci kao što su masa i sila sile. U analizu deformacije uključeno je sjedište kliznog elementa s integralnom gredom, dok se ostali dijelovi kao što su alat, petoosna obradna glava i petoosni klizač za teško sečenje smatraju krutim. Analiza se fokusira na relativni pomak kliznog sjedišta grede pod vanjskim silama. Vanjsko opterećenje uključuje gravitaciju, a trodimenzionalna sila se istovremeno primjenjuje na opis alata. Oznaka alata mora biti unaprijed definirana kao površina za opterećenje sile kako bi se ponovila dužina alata tokom obrade, dok se osigurava da je klizač pozicioniran na kraju ose obrade za maksimalnu polugu, blisko simulirajući stvarne uvjete obrade.
Thealuminijumska komponentas su međusobno povezani metodom “globalnog kontakta (-joint-)”, a granični uslovi se uspostavljaju podjelom linija. Područje povezivanja snopa ilustrovano je na slici 7, s podjelom mreže prikazanom na slici 8. Maksimalna veličina jedinice je 50 mm, minimalna veličina jedinice je 10 mm, što rezultira ukupno 185.485 jedinica i 367.989 čvorova. Dijagram oblaka ukupnog pomaka prikazan je na slici 9, dok su tri aksijalna pomaka u smjeru X, Y i Z prikazana na slikama 10 do 12, respektivno.
Dva klizača sa pet osa za rezanje trebaju modularnu konstrukciju i moraju dijeliti istu gredu sa kompatibilnim interfejsom za otvaranje. Stoga je krutost kliznog sjedišta za gredu ključna. Sve dok klizač za gredu ne doživi preveliki pomak, može se zaključiti da je greda univerzalna. Kako bi se osigurali zahtjevi za statičku krutost, bit će prikupljeni relevantni podaci o rezanju kako bi se izvršila komparativna analiza konačnih elemenata o pomaku kliznog sjedišta grede.
Ova analiza će istovremeno provesti statičku analizu konačnih elemenata na oba sklopa kliznog sjedišta grede. Ovaj dokument se posebno fokusira na detaljnu analizu nove strukture kliznog sjedišta s gredom, izostavljajući specifičnosti originalne analize kliznog sjedišta. Važno je napomenuti da iako univerzalna mašina s pet osa ne može podnijeti teško sečenje, inspekcije teškog rezanja pod fiksnim uglom i prihvatanje sečenja velikom brzinom za “S” dijelove često se provode tokom testova prihvatljivosti. Moment rezanja i sila rezanja u ovim slučajevima mogu biti uporedivi sa onima kod teškog rezanja.
Na osnovu višegodišnjeg iskustva u primeni i stvarnih uslova isporuke, autorovo je uverenje da druge velike komponente univerzalne petoosne mašine u potpunosti ispunjavaju zahteve za otpornost na teško sečenje. Stoga je provođenje komparativne analize i logično i rutinsko. U početku je svaka komponenta pojednostavljena uklanjanjem ili sabijanjem rupa s navojem, radijusima, ivicama i malim koracima koji mogu utjecati na podelu mreže. Zatim se dodaju relevantna svojstva materijala svakog dijela, a model se uvozi u simulaciju za statičku analizu.
U postavkama parametara za analizu, zadržavaju se samo bitni podaci kao što su masa i sila sile. U analizu deformacije uključeno je sjedište kliznog elementa s integralnom gredom, dok se ostali dijelovi kao što su alat, petoosna obradna glava i petoosni klizač za teško sečenje smatraju krutim. Analiza se fokusira na relativni pomak kliznog sjedišta grede pod vanjskim silama. Vanjsko opterećenje uključuje gravitaciju, a trodimenzionalna sila se istovremeno primjenjuje na opis alata. Oznaka alata mora biti unaprijed definirana kao površina za opterećenje sile kako bi se ponovila dužina alata tokom obrade, dok se osigurava da je klizač pozicioniran na kraju ose obrade za maksimalnu polugu, blisko simulirajući stvarne uvjete obrade.
Theprecizno tokovane komponentesu međusobno povezani metodom “globalnog kontakta (-joint-)”, a granični uslovi se uspostavljaju podjelom linija. Područje povezivanja snopa ilustrovano je na slici 7, s podjelom mreže prikazanom na slici 8. Maksimalna veličina jedinice je 50 mm, minimalna veličina jedinice je 10 mm, što rezultira ukupno 185.485 jedinica i 367.989 čvorova. Dijagram oblaka ukupnog pomaka prikazan je na slici 9, dok su tri aksijalna pomaka u smjeru X, Y i Z prikazana na slikama 10 do 12, respektivno.
Nakon analize podataka, grafikon oblaka je sažet i upoređen u tabeli 1. Sve vrijednosti su unutar 0,01 mm jedna od druge. Na osnovu ovih podataka i prethodnog iskustva, vjerujemo da poprečna greda neće doživjeti izobličenje ili deformaciju, što će omogućiti korištenje standardne poprečne grede u proizvodnji. Nakon tehničkog pregleda, ova konstrukcija je odobrena za proizvodnju i uspješno je prošla test rezanja čelika. Svi testovi preciznosti “S” ispitnih komada ispunjavali su tražene standarde.
Ako želite znati više ili upit, slobodno kontaktirajteinfo@anebon.com
Kina Proizvođač Kine visoke preciznosti iPrecizni CNC obradni dijelovi, Anebon traži priliku da upozna sve prijatelje iz zemlje i inozemstva radi win-win saradnje. Anebon se iskreno nada dugoročnoj saradnji sa svima vama na bazi obostrane koristi i zajedničkog razvoja.
Vrijeme objave: Nov-06-2024