El seient de lliscament transversal és un component crucial de la màquina-eina, caracteritzat per una estructura complexa i diversos tipus. Cada interfície del seient corredissa de la travessa correspon directament als seus punts de connexió de la travessa. Tanmateix, quan es fa la transició d'una corredissa universal de cinc eixos a una diapositiva de tall resistent de cinc eixos, els canvis es produeixen simultàniament al seient de la barra transversal, la barra transversal i la base del rail guia. Anteriorment, per satisfer les demandes del mercat, els components grans havien de ser redissenyats, la qual cosa va donar lloc a llargs terminis de lliurament, costos elevats i poca intercanviabilitat.
Per solucionar aquest problema, s'ha dissenyat una nova estructura de seient lliscant transversal per mantenir la mateixa mida de la interfície externa que la interfície universal. Això permet la instal·lació de la corredissa de tall de cinc eixos de gran resistència sense requerir canvis a la travessa o altres components estructurals grans, alhora que compleix els requisits de rigidesa. A més, les millores en la tecnologia de processament han millorat la precisió de la fabricació del seient de llisca transversal. Aquest tipus d'optimització estructural, juntament amb els seus mètodes de processament associats, es recomana per a la seva promoció i aplicació dins la indústria.
1. Introducció
És ben sabut que la mida de la potència i el parell afecten la forma de la secció transversal d'instal·lació d'un capçal de cinc eixos. El seient lliscant del feix, que està equipat amb un lliscant universal de cinc eixos, es pot connectar al feix modular universal mitjançant un carril lineal. Tanmateix, la secció transversal d'instal·lació d'una corredissa de tall de cinc eixos de gran potència i parell elevat és més d'un 30% més gran que la d'una corredissa universal convencional.
Com a resultat, es necessiten millores en el disseny del seient lliscant del feix. Una innovació clau en aquest redisseny és la capacitat de compartir el mateix feix amb el seient de llisca del feix de la llisca universal de cinc eixos. Aquest enfocament facilita la construcció d'una plataforma modular. A més, millora la rigidesa general fins a cert punt, escurça el cicle de producció, redueix significativament els costos de fabricació i permet una millor adaptació als canvis del mercat.
Introducció a l'estructura del seient lliscant de biga de tipus lot convencional
El sistema convencional de cinc eixos consisteix principalment en components grans com ara el banc de treball, el seient del carril de guia, la biga, el seient lliscant de la biga i el tobogan de cinc eixos. Aquesta discussió se centra en l'estructura bàsica del seient de lliscament de biga, tal com s'il·lustra a la figura 1. Els dos conjunts de seients de lliscament de biga són simètrics i consisteixen en plaques de suport superior, mitjana i inferior, que sumen un total de vuit components. Aquests seients lliscants de biga simètrics s'enfronten els uns als altres i subjecten les plaques de suport juntes, donant com a resultat un seient lliscant de bigues en forma de "boca" amb una estructura que abraça (consulteu la vista superior de la figura 1). Les dimensions indicades a la vista principal representen la direcció de desplaçament de la biga, mentre que les dimensions de la vista esquerra són crítiques per a la connexió amb la biga i han de complir toleràncies específiques.
Des del punt de vista d'un seient lliscant de biga individual, per facilitar el processament, els sis grups superiors i inferiors de superfícies de connexió lliscant a la unió en forma de "I", amb una part superior ampla i un mig estret, es concentren en una sola superfície de processament. Aquesta disposició garanteix que es poden aconseguir diverses precisions dimensionals i geomètriques mitjançant un processament fi. Els grups superior, mitjà i inferior de plaques de suport serveixen només com a suport estructural, fent-los senzills i pràctics. Les dimensions de la secció transversal de la diapositiva de cinc eixos, dissenyada amb l'estructura d'envoltant convencional, són actualment de 420 mm × 420 mm. A més, poden sorgir errors durant el processament i el muntatge de la diapositiva de cinc eixos. Per adaptar-se als ajustos finals, les plaques de suport superior, mitjana i inferior han de mantenir buits en posició tancada, que posteriorment s'omplen amb model d'injecció per crear una estructura de bucle tancat endurida. Aquests ajustos poden introduir errors, especialment en el seient lliscant de la travessa envoltant, tal com s'il·lustra a la figura 1. Les dues dimensions específiques de 1050 mm i 750 mm són crucials per connectar amb la travessa.
D'acord amb els principis del disseny modular, aquestes dimensions no es poden alterar per mantenir la compatibilitat, la qual cosa restringeix indirectament l'expansió i l'adaptabilitat del seient de llisca transversal. Tot i que aquesta configuració pot satisfer temporalment les demandes dels clients en determinats mercats, no s'alinea amb les necessitats del mercat en ràpida evolució actual.
Avantatges de l'estructura innovadora i la tecnologia de processament
3.1 Introducció a l'Estructura Innovadora
La promoció d'aplicacions de mercat ha proporcionat a la gent una comprensió més profunda del processament aeroespacial. La creixent demanda d'alt parell i gran potència en peces de processament específiques ha provocat una nova tendència a la indústria. En resposta a aquesta demanda, s'ha desenvolupat un nou seient lliscant transversal dissenyat per al seu ús amb un capçal de cinc eixos i amb una secció transversal més gran. L'objectiu principal d'aquest disseny és abordar els reptes associats als processos de tall pesats que requereixen un gran parell i potència.
L'estructura innovadora d'aquest nou seient corredissa transversal s'il·lustra a la figura 2. Es classifica de manera semblant a una corredissa universal i consta de dos conjunts de seients corredisses transversals simètrics, juntament amb dos jocs de plaques de suport superior, mitjana i inferior, tot formant un Estructura de tipus global que abraça.
Una distinció clau entre el nou disseny i el model tradicional rau en l'orientació del seient corredissa de la barra transversal i les plaques de suport, que s'han girat 90° en comparació amb els dissenys convencionals. En els seients lliscants tradicionals, les plaques de suport tenen principalment una funció de suport. No obstant això, la nova estructura integra superfícies d'instal·lació de corredisses tant a les plaques de suport superior com a la inferior del seient lliscant de la travessa, creant una estructura dividida a diferència de la del model convencional. Aquest disseny permet ajustar i ajustar les superfícies de connexió superior i inferior del control lliscant per assegurar-se que siguin coplanars amb la superfície de connexió del control lliscant del seient de la barra transversal.
L'estructura principal es compon ara de dos conjunts de seients lliscants transversals simètrics, amb les plaques de suport superior, mitjana i inferior disposades en forma de "T", amb una part superior més ample i una part inferior més estreta. Les dimensions de 1160 mm i 1200 mm a la part esquerra de la figura 2 s'estenen en la direcció del recorregut de la travessa, mentre que les dimensions clau compartides de 1050 mm i 750 mm es mantenen coherents amb les del seient lliscant convencional.
Aquest disseny permet que el nou seient lliscant de la barra transversal comparteixi completament la mateixa barra transversal oberta que la versió convencional. El procés patentat que s'utilitza per a aquest nou seient lliscant transversal implica omplir i endurir el buit entre la placa de suport i el seient lliscant transversal mitjançant modelat per injecció, formant així una estructura d'abraçament integral que pot acomodar un tobogan de tall de cinc eixos de 600 mm x 600 mm. .
Tal com s'indica a la vista de l'esquerra de la figura 2, les superfícies de connexió superior i inferior del control lliscant del seient de la barra transversal que assegura la corredissa de tall resistent de cinc eixos creen una estructura dividida. A causa d'errors potencials de processament, la superfície de posicionament del control lliscant i altres aspectes de precisió dimensional i geomètrica poden no estar en el mateix pla horitzontal, cosa que complica el processament. A la llum d'això, s'han implementat millores de processos adequades per garantir una precisió qualificada del muntatge d'aquesta estructura dividida.
3.2 Descripció del procés de mòlta coplanar
El semiacabat d'un seient lliscant d'un sol feix es completa amb una fresadora de precisió, deixant només el marge d'acabat. S'ha d'explicar aquí, i només s'explica detalladament la mòlta d'acabat. El procés de mòlta específic es descriu a continuació.
1) Dos seients lliscants de biga simètrics estan subjectes a la mòlta de referència d'una sola peça. L'utillatge s'il·lustra a la figura 3. La superfície d'acabat, anomenada superfície A, serveix com a superfície de posicionament i s'enganxa a la rectificadora del carril de guia. La superfície de referència B i la superfície de referència del procés C estan rectificades per garantir que la seva precisió dimensional i geomètrica compleixi els requisits especificats al dibuix.
2) Per abordar el repte de processar l'error no coplanar a l'estructura esmentada anteriorment, hem dissenyat específicament quatre eines de bloc d'igual alçada de suport fix i dues eines de bloc d'igual alçada de suport inferior. El valor de 300 mm és crucial per a les mesures d'alçada igual i s'ha de processar segons les especificacions proporcionades al dibuix per garantir una alçada uniforme. Això s'il·lustra a la figura 4.
3) Dos conjunts de seients lliscants de biga simètrics s'uneixen cara a cara mitjançant eines especials (vegeu la figura 5). Quatre jocs de blocs de suport fixos d'igual alçada estan connectats als seients lliscants de la biga a través dels seus forats de muntatge. A més, es calibra i es fixen dos conjunts de blocs de suport inferiors d'alçada igual amb la superfície de suport de referència B i la superfície de referència del procés C. Aquesta configuració garanteix que els dos conjunts de seients de llisca simètrics es col·loquen a una alçada igual respecte a la superfície de referència del procés. la superfície de suport B, mentre que la superfície de referència del procés C s'utilitza per verificar que els seients de lliscament del feix estiguin correctament alineats.
Un cop finalitzat el processament coplanar, les superfícies de connexió lliscant dels dos conjunts de seients lliscants seran coplanars. Aquest processament es produeix en una sola passada per garantir la seva precisió dimensional i geomètrica.
A continuació, es gira el conjunt per subjectar i col·locar la superfície processada prèviament, permetent la mòlta de l'altra superfície de connexió lliscant. Durant el procés de rectificat, tot el seient de llisca de la biga, assegurat per l'eina, es rectifica en una sola passada. Aquest enfocament garanteix que cada superfície de connexió lliscant aconsegueix les característiques coplanars desitjades.
Comparació i verificació de les dades d'anàlisi de rigidesa estàtica del seient de lliscament del feix
4.1 Divisió de la força de fresat pla
En el tall de metalls, elTorn de fresat CNCLa força durant el fresat pla es pot dividir en tres components tangencials que actuen sobre l'eina. Aquestes forces dels components són indicadors crucials per avaluar la rigidesa de tall de les màquines-eina. Aquesta verificació de dades teòriques és coherent amb els principis generals de les proves de rigidesa estàtica. Per analitzar les forces que actuen sobre l'eina de mecanitzat, utilitzem el mètode d'anàlisi d'elements finits, que ens permet transformar les proves pràctiques en avaluacions teòriques. Aquest enfocament s'utilitza per avaluar si el disseny del seient de lliscament de biga és adequat.
4.2 Llista de paràmetres de tall pesat del pla
Diàmetre de tallador (d): 50 mm
Nombre de dents (z): 4
Velocitat del cargol (n): 1000 rpm
Velocitat d'alimentació (vc): 1500 mm/min
Amplada de fresat (ae): 50 mm
Profunditat de tall posterior de fresat (ap): 5 mm
Avance per revolució (ar): 1,5 mm
Avancement per dent (de): 0,38 mm
La força de fresat tangencial (fz) es pot calcular mitjançant la fórmula:
\[ fz = 9,81 \times 825 \times ap^{1,0} \times af^{0,75} \times ae^{1,1} \times d^{-1,3} \times n^{-0,2} \times z^{ 60^{-0,2}} \]
Això resulta en una força de \( fz = 3963,15 \, N \).
Tenint en compte els factors de fresat simètric i asimètric durant el procés de mecanitzat, tenim les forces següents:
- FPC (força en la direcció de l'eix X): \( fpc = 0,9 \times fz = 3566,84 \, N \)
- FCF (força en la direcció de l'eix Z): \( fcf = 0,8 \times fz = 3170,52 \, N \)
- FP (força en la direcció de l'eix Y): \( fp = 0,9 \times fz = 3566,84 \, N \)
On:
- FPC és la força en la direcció de l'eix X
- FCF és la força en la direcció de l'eix Z
- FP és la força en la direcció de l'eix Y
4.3 Anàlisi estàtica d'elements finits
Les dues corredisses de cinc eixos de tall necessiten una construcció modular i han de compartir el mateix feix amb una interfície d'obertura compatible. Per tant, la rigidesa del seient lliscant del feix és crucial. Mentre el seient lliscant del feix no experimenti un desplaçament excessiu, es pot deduir que el feix és universal. Per garantir els requisits de rigidesa estàtica, es recopilaran les dades de tall rellevants per realitzar una anàlisi comparativa d'elements finits sobre el desplaçament del seient de lliscament del feix.
Aquesta anàlisi durà a terme simultàniament una anàlisi estàtica d'elements finits en ambdós conjunts de seients lliscants. Aquest document se centra específicament en una anàlisi detallada de la nova estructura del seient lliscant de biga, ometent les especificitats de l'anàlisi original del seient lliscant. És important tenir en compte que, tot i que la màquina universal de cinc eixos no pot gestionar el tall pesat, les inspeccions de tall pesat d'angle fix i l'acceptació de tall d'alta velocitat per a peces "S" sovint es realitzen durant les proves d'acceptació. El parell de tall i la força de tall en aquests casos poden ser comparables als del tall pesat.
A partir d'anys d'experiència en aplicació i condicions de lliurament reals, l'autor creu que altres components grans de la màquina universal de cinc eixos compleixen plenament els requisits de resistència al tall pesat. Per tant, fer una anàlisi comparativa és alhora lògic i rutinari. Inicialment, cada component es simplifica eliminant o comprimint forats roscats, radis, xamfrans i petits passos que podrien afectar la divisió de la malla. A continuació, s'afegeixen les propietats del material rellevants de cada part i el model s'importa a la simulació per a l'anàlisi estàtica.
A la configuració dels paràmetres per a l'anàlisi, només es conserven les dades essencials, com ara la massa i el braç de força. El seient lliscant del feix integral s'inclou a l'anàlisi de la deformació, mentre que altres peces com l'eina, el capçal de mecanitzat de cinc eixos i la corredissa de cinc eixos de tall pesat es consideren rígides. L'anàlisi se centra en el desplaçament relatiu del seient de lliscament del feix sota forces externes. La càrrega externa incorpora la gravetat i la força tridimensional s'aplica a la informació de l'eina simultàniament. La punta d'eina s'ha de definir per endavant com la superfície de càrrega de força per replicar la longitud de l'eina durant el mecanitzat, alhora que s'assegura que la corredissa es col·loca a l'extrem de l'eix de mecanitzat per obtenir el màxim palanca, simulant de prop les condicions reals de mecanitzat.
Elcomponent d'aluminis estan interconnectats mitjançant un mètode de "contacte global (-joint-)" i les condicions de límit s'estableixen mitjançant la divisió de línies. L'àrea de connexió del feix s'il·lustra a la figura 7, amb la divisió de la quadrícula mostrada a la figura 8. La mida màxima de la unitat és de 50 mm, la mida mínima de la unitat és de 10 mm, donant com a resultat un total de 185.485 unitats i 367.989 nodes. El diagrama del núvol de desplaçament total es presenta a la figura 9, mentre que els tres desplaçaments axials en les direccions X, Y i Z es mostren a les figures 10 a 12, respectivament.
Les dues corredisses de cinc eixos de tall necessiten una construcció modular i han de compartir el mateix feix amb una interfície d'obertura compatible. Per tant, la rigidesa del seient lliscant del feix és crucial. Mentre el seient lliscant del feix no experimenti un desplaçament excessiu, es pot deduir que el feix és universal. Per garantir els requisits de rigidesa estàtica, es recopilaran les dades de tall rellevants per realitzar una anàlisi comparativa d'elements finits sobre el desplaçament del seient de lliscament del feix.
Aquesta anàlisi durà a terme simultàniament una anàlisi estàtica d'elements finits en ambdós conjunts de seients lliscants. Aquest document se centra específicament en una anàlisi detallada de la nova estructura del seient lliscant de biga, ometent les especificitats de l'anàlisi original del seient lliscant. És important tenir en compte que, tot i que la màquina universal de cinc eixos no pot gestionar el tall pesat, les inspeccions de tall pesat d'angle fix i l'acceptació de tall d'alta velocitat per a peces "S" sovint es realitzen durant les proves d'acceptació. El parell de tall i la força de tall en aquests casos poden ser comparables als del tall pesat.
A partir d'anys d'experiència en aplicació i condicions de lliurament reals, l'autor creu que altres components grans de la màquina universal de cinc eixos compleixen plenament els requisits de resistència al tall pesat. Per tant, fer una anàlisi comparativa és alhora lògic i rutinari. Inicialment, cada component es simplifica eliminant o comprimint forats roscats, radis, xamfrans i petits passos que podrien afectar la divisió de la malla. A continuació, s'afegeixen les propietats del material rellevants de cada part i el model s'importa a la simulació per a l'anàlisi estàtica.
A la configuració dels paràmetres per a l'anàlisi, només es conserven les dades essencials, com ara la massa i el braç de força. El seient lliscant del feix integral s'inclou a l'anàlisi de la deformació, mentre que altres peces com l'eina, el capçal de mecanitzat de cinc eixos i la corredissa de cinc eixos de tall pesat es consideren rígides. L'anàlisi se centra en el desplaçament relatiu del seient de lliscament del feix sota forces externes. La càrrega externa incorpora la gravetat i la força tridimensional s'aplica a la informació de l'eina simultàniament. La punta d'eina s'ha de definir per endavant com la superfície de càrrega de força per replicar la longitud de l'eina durant el mecanitzat, alhora que s'assegura que la corredissa es col·loca a l'extrem de l'eix de mecanitzat per obtenir el màxim palanca, simulant de prop les condicions reals de mecanitzat.
Elcomponents tornejats de precisióestan interconnectats mitjançant un mètode de "contacte global (-joint-)" i les condicions de límit s'estableixen mitjançant la divisió de línies. L'àrea de connexió del feix s'il·lustra a la figura 7, amb la divisió de la quadrícula mostrada a la figura 8. La mida màxima de la unitat és de 50 mm, la mida mínima de la unitat és de 10 mm, donant com a resultat un total de 185.485 unitats i 367.989 nodes. El diagrama del núvol de desplaçament total es presenta a la figura 9, mentre que els tres desplaçaments axials en les direccions X, Y i Z es mostren a les figures 10 a 12, respectivament.
Després d'analitzar les dades, el diagrama de núvols s'ha resumit i comparat a la taula 1. Tots els valors es troben a 0,01 mm l'un de l'altre. A partir d'aquestes dades i de l'experiència prèvia, creiem que la travessa no experimentarà distorsió ni deformació, la qual cosa permet l'ús d'una travessa estàndard en producció. Després d'una revisió tècnica, aquesta estructura va ser aprovada per a la producció i va superar amb èxit la prova de tall d'acer. Totes les proves de precisió de les peces de prova "S" complien els estàndards requerits.
Si voleu saber més o fer una consulta, no dubteu a contactarinfo@anebon.com
Fabricant de la Xina de la Xina d'alta precisió ipeces de mecanitzat CNC de precisió, Anebon està buscant l'oportunitat de conèixer tots els amics tant a casa com a l'estranger per a una cooperació guanyadora. Anebon espera sincerament tenir una cooperació a llarg termini amb tots vosaltres sobre la base del benefici mutu i el desenvolupament comú.
Hora de publicació: 06-nov-2024