Poikkipalkkiliukuistuin on tärkeä osa työstökonetta, jolle on tunnusomaista monimutkainen rakenne ja erilaiset tyypit. Jokainen poikkipalkin liukuistuimen liitäntä vastaa suoraan sen poikkipalkin liitäntäpisteitä. Kuitenkin siirryttäessä viisiakselisesta yleisluistista viiden akselin raskaaseen leikkuuliukukappaleeseen, muutoksia tapahtuu samanaikaisesti poikkipalkin liukukappaleessa, poikkipalkissa ja ohjauskiskon alustassa. Aiemmin suuret komponentit jouduttiin suunnittelemaan uudelleen markkinoiden vaatimusten täyttämiseksi, mikä johti pitkiin läpimenoaikoihin, korkeisiin kustannuksiin ja huonoon vaihdettavuuteen.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi on suunniteltu uusi poikkipalkki-liukuistuinrakenne, joka säilyttää saman ulkoisen liitännän koon kuin yleiskäyttöliittymä. Tämä mahdollistaa viisiakselisen raskaan leikkausluistin asennuksen ilman, että poikkipalkkia tai muita suuria rakenneosia tarvitsee muuttaa, ja samalla se täyttää jäykkyysvaatimukset. Lisäksi prosessointiteknologian parannukset ovat lisänneet poikkipalkkien liukuistuimen valmistuksen tarkkuutta. Tämän tyyppistä rakenteellista optimointia ja siihen liittyviä prosessointimenetelmiä suositellaan alan edistämiseen ja käyttöön.
1. Johdanto
On tunnettua, että tehon ja vääntömomentin koko vaikuttaa viisiakselisen pään asennuspoikkileikkauksen muotoon. Yleiskäyttöisellä viisiakselisella liukupyörällä varustettu palkkiliukuistuin voidaan liittää yleispalkkiin lineaarikiskolla. Suuritehoisen ja vääntömomentin viisiakselisen raskaan katkaisuliuskan asennuspoikkileikkaus on kuitenkin yli 30 % suurempi kuin tavanomaisen yleisluistin.
Tämän seurauksena palkkien liukuistuimen suunnittelussa tarvitaan parannuksia. Keskeinen innovaatio tässä uudelleensuunnittelussa on mahdollisuus jakaa sama palkki yleisen viisiakselisen liukukappaleen palkkien liukuistuimen kanssa. Tämä lähestymistapa helpottaa modulaarisen alustan rakentamista. Lisäksi se parantaa jossain määrin yleistä jäykkyyttä, lyhentää tuotantosykliä, vähentää merkittävästi valmistuskustannuksia ja mahdollistaa paremman sopeutumisen markkinoiden muutoksiin.
Perinteisen erätyyppisen palkkiliukuistuimen rakenteen esittely
Perinteinen viisiakselinen järjestelmä koostuu pääasiassa suurista osista, kuten työpöydästä, ohjauskiskon istuimesta, palkista, palkin liukuistuimesta ja viiden akselin liukukappaleesta. Tässä keskustelussa keskitytään palkkiliukuistuimen perusrakenteeseen, kuten kuvassa 1 on esitetty. Kaksi palkkiliukuistuinsarjaa ovat symmetrisiä ja koostuvat ylemmistä, keskimmäisistä ja alemmista tukilevyistä, yhteensä kahdeksan komponenttia. Nämä symmetriset palkkiliukuistuimet ovat vastakkain ja kiinnittävät tukilevyt yhteen, jolloin tuloksena on "suun" muotoinen palkkiliukuistuin, jossa on ympäröivä rakenne (katso ylhäältä katsottuna kuvassa 1). Päänäkymässä ilmoitetut mitat edustavat palkin kulkusuuntaa, kun taas vasemman näkymän mitat ovat kriittisiä palkkiin liittämisessä ja niiden on noudatettava tiettyjä toleransseja.
Yksittäisen palkin liukuistuimen näkökulmasta käsittelyn helpottamiseksi kuusi ylempää ja alempaa liukusäätimen liitospintojen ryhmää I-muodon risteyksessä - joissa on leveä yläosa ja kapea keskiosa - on keskittynyt yhdelle käsittelypinnalle. Tällä järjestelyllä varmistetaan, että hienojalostuksen avulla voidaan saavuttaa erilaisia mitta- ja geometrisia tarkkuuksia. Tukilevyjen ylä-, keski- ja alaryhmät toimivat vain rakenteellisena tukena, mikä tekee niistä yksinkertaisia ja käytännöllisiä. Perinteisellä vaipparakenteella suunnitellun viisiakselisen liukumäen poikkileikkausmitat ovat tällä hetkellä 420 mm × 420 mm. Lisäksi virheitä voi syntyä viisiakselisen dian käsittelyn ja asennuksen aikana. Lopullisten säätöjen suorittamiseksi ylemmän, keskimmäisen ja alemman tukilevyn on säilytettävä raot suljetussa asennossa, jotka myöhemmin täytetään ruiskuvalulla, jotta saadaan aikaan karkaistu suljetun silmukan rakenne. Nämä säädöt voivat aiheuttaa virheitä varsinkin peittävässä poikkipalkkiliukuistuimessa, kuten kuvassa 1 on kuvattu. Kaksi erityistä mittaa, 1050 mm ja 750 mm, ovat ratkaisevia poikkipalkkiin liittämisessä.
Modulaarisen suunnittelun periaatteiden mukaan näitä mittoja ei voida muuttaa yhteensopivuuden säilyttämiseksi, mikä epäsuorasti rajoittaa poikkipalkkiliukuistuimen laajenemista ja mukautuvuutta. Vaikka tämä kokoonpano saattaa vastata asiakkaiden vaatimuksiin tietyillä markkinoilla tilapäisesti, se ei vastaa nopeasti kehittyviä markkinoiden tarpeita nykyään.
Innovatiivisen rakenteen ja käsittelytekniikan edut
3.1 Johdatus innovatiiviseen rakenteeseen
Markkinasovellusten edistäminen on antanut ihmisille syvemmän ymmärryksen ilmailu- ja avaruusprosessista. Kasvava kysyntä suurelle vääntömomentille ja suurelle teholle tietyissä prosessointiosissa on synnyttänyt uuden suuntauksen alalla. Vastauksena tähän tarpeeseen on kehitetty uusi poikkipalkkiliukuistuin, joka on suunniteltu käytettäväksi viisiakselisen pään kanssa ja jolla on suurempi poikkileikkaus. Tämän suunnittelun ensisijaisena tavoitteena on vastata haasteisiin, jotka liittyvät raskaisiin leikkausprosesseihin, jotka vaativat suurta vääntömomenttia ja tehoa.
Tämän uuden poikkipalkkiliukuistuimen innovatiivinen rakenne on havainnollistettu kuvassa 2. Se luokitellaan samalla tavalla kuin yleisliukumäki ja koostuu kahdesta sarjasta symmetrisiä poikkipalkkiliukuistuimia sekä kahdesta sarjasta ylä-, keski- ja alatukilevyjä, jotka kaikki muodostavat kattava kattava tyyppirakenne.
Keskeinen ero uuden muotoilun ja perinteisen mallin välillä on poikkipalkkiliukuistuimen ja tukilevyjen asennossa, joita on käännetty 90° perinteisiin malleihin verrattuna. Perinteisissä poikkipalkkiliukuistuimissa tukilevyt palvelevat pääasiassa tukitoimintoa. Uusi rakenne kuitenkin integroi liukuasennuspinnat sekä poikkipalkkiliukuistuimen ylempään että alempaan tukilevyyn, mikä luo jaetun rakenteen, toisin kuin perinteisessä mallissa. Tämä rakenne mahdollistaa ylemmän ja alemman liukuliitospinnan hienosäädön ja säätämisen, jotta ne ovat samassa tasossa poikkipalkin liukuistuimen liukusäätimen liitospinnan kanssa.
Päärakenne koostuu nyt kahdesta sarjasta symmetrisiä poikkipalkkiliukuistuimia, joiden ylä-, keski- ja alatukilevyt on järjestetty T-muotoon, ja niissä on leveämpi yläosa ja kapeampi alaosa. Kuvan 2 vasemmalla puolella olevat mitat 1160 mm ja 1200 mm ulottuvat poikkipalkin kulkusuuntaan, kun taas keskeiset yhteiset mitat 1050 mm ja 750 mm pysyvät yhteneväisinä perinteisen poikkipalkkiliukuistuimen mittojen kanssa.
Tämän rakenteen ansiosta uusi poikkipalkkiliukuistuin jakaa täysin saman avoimen poikkipalkin kuin perinteisessä versiossa. Tässä uudessa poikkipalkkiliukuistuimessa käytetty patentoitu prosessi sisältää tukilevyn ja poikkipalkin liukuistuimen välisen raon täyttämisen ja karkaisemisen ruiskuvalua käyttäen, jolloin muodostuu yhtenäinen ympäröivä rakenne, johon mahtuu 600 mm x 600 mm viisiakselinen raskas leikkausliuku. .
Kuten kuvan 2 vasemmasta kuvasta näkyy, viisiakselisen raskaan leikkausluistin kiinnittävän poikkipalkin liukuistukan ylä- ja alaliukuliitospinnat muodostavat halkeaman rakenteen. Mahdollisista käsittelyvirheistä johtuen liukusäätimen paikannuspinta ja muut mitta- ja geometrinen tarkkuusnäkökohdat eivät välttämättä ole samalla vaakatasolla, mikä vaikeuttaa käsittelyä. Tämän valossa asianmukaisia prosessiparannuksia on toteutettu tämän jaetun rakenteen pätevän kokoonpanotarkkuuden varmistamiseksi.
3.2 Samantasoisen hiontaprosessin kuvaus
Yksipalkin liukuistuimen puoliviimeistely viimeistellään tarkkuusjyrsinkoneella, jolloin jäljelle jää vain viimeistelyvara. Se on selitettävä tässä, ja vain viimeistelyhionta selitetään yksityiskohtaisesti. Erityinen jauhatusprosessi kuvataan seuraavasti.
1) Kahteen symmetriseen palkkiliukuistukkaan tehdään yksiosainen vertailuhionta. Työkalu on havainnollistettu kuvassa 3. Viimeistelypinta, josta käytetään nimitystä pinta A, toimii kohdistuspinnana ja on kiinnitetty ohjauskiskohiomakoneeseen. Vertailulaakeripinta B ja prosessireferenssipinta C on hiottu, jotta niiden mitta- ja geometrinen tarkkuus täyttää piirustuksen vaatimukset.
2) Vastataksemme yllä mainitun rakenteen ei-tasoisen virheen käsittelyyn, olemme erityisesti suunnitelleet neljä kiinteän tuen tasakorkuista lohkotyökalua ja kaksi alatuen samankorkuista lohkotyökalua. Arvo 300 mm on ratkaiseva yhtäläisten korkeusmittojen kannalta, ja se on käsiteltävä piirustuksessa annettujen eritelmien mukaisesti tasaisen korkeuden varmistamiseksi. Tämä on havainnollistettu kuvassa 4.
3) Kaksi sarjaa symmetrisiä palkkiliukuistuimia kiinnitetään kasvot vastakkain erikoistyökaluilla (katso kuva 5). Neljä samankorkuista kiinteitä tukikappaleita on liitetty palkkien liukuistuimiin niiden kiinnitysreikien kautta. Lisäksi kaksi samankorkuista pohjatukilohkoa kalibroidaan ja kiinnitetään vertailulaakeripinnan B ja prosessin vertailupinnan C yhteyteen. Tämä järjestely varmistaa, että molemmat sarjat symmetriset palkkiliukuistuimet on sijoitettu samalle korkeudelle suhteessa laakeripinta B, kun taas prosessin vertailupintaa C käytetään varmistamaan, että palkin liukupesät on kohdistettu oikein.
Kun samantasoinen käsittely on valmis, molempien palkkien liukuistukkasarjojen liukuliitospinnat ovat samassa tasossa. Tämä käsittely tapahtuu yhdellä kertaa niiden mitta- ja geometrisen tarkkuuden takaamiseksi.
Seuraavaksi kokoonpano käännetään kiinni ja asetetaan aiemmin käsitelty pinta, mikä mahdollistaa toisen liukuliitospinnan hiomisen. Hiontaprosessin aikana koko palkin liukuistuin, joka on kiinnitetty työkaluilla, hiotaan yhdellä kertaa. Tämä lähestymistapa varmistaa, että jokainen liukuliitospinta saavuttaa halutut samantasoiset ominaisuudet.
Palkin liukuistuimen staattisen jäykkyyden analyysitietojen vertailu ja todentaminen
4.1 Tasojyrsintävoiman jako
Metallinleikkauksessa,CNC-jyrsintäTasojyrsinnän aikana vaikuttava voima voidaan jakaa kolmeen tangentiaaliseen komponenttiin, jotka vaikuttavat työkaluun. Nämä komponenttivoimat ovat tärkeitä indikaattoreita työstökoneiden leikkausjäykkyyden arvioinnissa. Tämä teoreettinen tietojen todentaminen on yhdenmukainen staattisen jäykkyystestien yleisten periaatteiden kanssa. Työstötyökaluun vaikuttavien voimien analysointiin käytetään elementtianalyysimenetelmää, jonka avulla käytännön kokeet voidaan muuntaa teoreettisiksi arvioinneiksi. Tätä lähestymistapaa käytetään arvioimaan, onko palkkien liukuistuimen suunnittelu sopiva.
4.2 Luettelo raskasleikkausparametreista
Leikkurin halkaisija (d): 50 mm
Hampaiden lukumäärä (z): 4
Karan nopeus (n): 1000 rpm
Syöttönopeus (vc): 1500 mm/min
Jyrsintäleveys (ae): 50 mm
Takajyrsintäsyvyys (ap): 5 mm
Syöttö per kierros (ar): 1,5 mm
Syöttö per hammas (of): 0,38 mm
Tangentiaalinen jyrsintävoima (fz) voidaan laskea kaavalla:
\[ fz = 9.81 \times 825 \times ap^{1.0} \times af^{0.75} \times ae^{1.1} \times d^{-1.3} \times n^{-0.2} \times z^{ 60^{-0.2}} \]
Tämä johtaa voimaan \( fz = 3963,15 \, N \).
Kun otetaan huomioon symmetriset ja epäsymmetriset jyrsintätekijät koneistusprosessin aikana, meillä on seuraavat voimat:
- FPC (voima X-akselin suunnassa): \( fpc = 0,9 \times fz = 3566,84 \, N \)
- FCF (voima Z-akselin suunnassa): \( fcf = 0,8 \times fz = 3170,52 \, N \)
- FP (voima Y-akselin suunnassa): \( fp = 0,9 \ kertaa fz = 3566,84 \, N \)
Jossa:
- FPC on X-akselin suuntainen voima
- FCF on voima Z-akselin suunnassa
- FP on Y-akselin suuntainen voima
4.3 Elementtien staattinen analyysi
Kaksi leikkaavaa viisiakselista luistia tarvitsevat modulaarisen rakenteen, ja niiden on jaettava sama säde yhteensopivan avausrajapinnan kanssa. Siksi palkkien liukuistuimen jäykkyys on ratkaisevan tärkeää. Niin kauan kuin palkkien liukuistuimessa ei esiinny liiallista siirtymää, voidaan päätellä, että palkki on universaali. Staattisten jäykkyysvaatimusten varmistamiseksi kerätään asiaankuuluvat leikkaustiedot, jotta voidaan suorittaa äärellisten elementtien vertailuanalyysi palkin liukuistuimen siirtymisestä.
Tämä analyysi suorittaa samanaikaisesti äärellisten elementtien staattisen analyysin molemmille palkkien liukuistuinkokoonpanoille. Tämä asiakirja keskittyy erityisesti palkkien liukuistuimen uuden rakenteen yksityiskohtaiseen analyysiin jättäen huomiotta alkuperäisen liukuistuimen analyysin yksityiskohdat. On tärkeää huomata, että vaikka universaali viisiakselinen kone ei pysty käsittelemään raskasta leikkausta, kiinteän kulman raskasleikkaustarkastukset ja nopea leikkaus hyväksytään usein "S"-osien hyväksyntätestien aikana. Leikkausmomentti ja leikkausvoima voivat näissä tapauksissa olla verrattavissa raskaan leikkauksen vastaaviin.
Vuosien sovelluskokemuksen ja todellisten toimitusolosuhteiden perusteella kirjoittaja uskoo, että viisiakselisen yleiskoneen muut suuret komponentit täyttävät täysin raskaan leikkauskestävyyden vaatimukset. Siksi vertailevan analyysin tekeminen on sekä loogista että rutiinia. Aluksi jokaista komponenttia yksinkertaistetaan poistamalla tai puristamalla kierrereiät, säteet, viisteet ja pienet askelmat, jotka voivat vaikuttaa verkon jakautumiseen. Kunkin osan asiaankuuluvat materiaaliominaisuudet lisätään sitten ja malli tuodaan simulaatioon staattista analyysiä varten.
Analyysin parametriasetuksissa säilytetään vain olennaiset tiedot, kuten massa ja voimavarsi. Integroitu palkin liukuistuin sisältyy muodonmuutosanalyysiin, kun taas muita osia, kuten työkalua, viisiakselista työstöpäätä ja raskaasti leikkaavaa viisiakselista liukukappaletta, pidetään jäykkinä. Analyysi keskittyy palkin liukuistuimen suhteelliseen siirtymään ulkoisten voimien vaikutuksesta. Ulkoinen kuorma sisältää painovoiman, ja työkalukärkeen kohdistuu samanaikaisesti kolmiulotteinen voima. Työkalun kärki on määriteltävä etukäteen voimakuormituspinnaksi, joka toistaa työkalun pituuden koneistuksen aikana, varmistaen samalla, että luisti on sijoitettu koneistusakselin päähän maksimaalisen vipuvaikutuksen saavuttamiseksi, mikä simuloi tarkasti todellisia työstöolosuhteita.
Thealumiinikomponenttis on kytketty toisiinsa "globaalikontakti (-liitos-)" -menetelmällä, ja rajaehdot määritetään linjajaon kautta. Palkin liitosalue on havainnollistettu kuvassa 7, ruudukkojako kuvassa 8. Suurin yksikön koko on 50 mm, pienin yksikön koko on 10 mm, jolloin saadaan yhteensä 185 485 yksikköä ja 367 989 solmua. Kokonaissiirtymäpilvikaavio on esitetty kuvassa 9, kun taas kolme aksiaalista siirtymää X-, Y- ja Z-suunnassa on kuvattu kuvioissa 10-12.
Kaksi leikkaavaa viisiakselista luistia tarvitsevat modulaarisen rakenteen, ja niiden on jaettava sama säde yhteensopivan avausrajapinnan kanssa. Siksi palkkien liukuistuimen jäykkyys on ratkaisevan tärkeää. Niin kauan kuin palkkien liukuistuimessa ei esiinny liiallista siirtymää, voidaan päätellä, että palkki on universaali. Staattisten jäykkyysvaatimusten varmistamiseksi kerätään asiaankuuluvat leikkaustiedot, jotta voidaan suorittaa äärellisten elementtien vertailuanalyysi palkin liukuistuimen siirtymisestä.
Tämä analyysi suorittaa samanaikaisesti äärellisten elementtien staattisen analyysin molemmille palkkien liukuistuinkokoonpanoille. Tämä asiakirja keskittyy erityisesti palkkien liukuistuimen uuden rakenteen yksityiskohtaiseen analyysiin jättäen huomiotta alkuperäisen liukuistuimen analyysin yksityiskohdat. On tärkeää huomata, että vaikka universaali viisiakselinen kone ei pysty käsittelemään raskasta leikkausta, kiinteän kulman raskasleikkaustarkastukset ja nopea leikkaus hyväksytään usein "S"-osien hyväksyntätestien aikana. Leikkausmomentti ja leikkausvoima voivat näissä tapauksissa olla verrattavissa raskaan leikkauksen vastaaviin.
Vuosien sovelluskokemuksen ja todellisten toimitusolosuhteiden perusteella kirjoittaja uskoo, että viisiakselisen yleiskoneen muut suuret komponentit täyttävät täysin raskaan leikkauskestävyyden vaatimukset. Siksi vertailevan analyysin tekeminen on sekä loogista että rutiinia. Aluksi jokaista komponenttia yksinkertaistetaan poistamalla tai puristamalla kierrereiät, säteet, viisteet ja pienet askelmat, jotka voivat vaikuttaa verkon jakautumiseen. Kunkin osan asiaankuuluvat materiaaliominaisuudet lisätään sitten ja malli tuodaan simulaatioon staattista analyysiä varten.
Analyysin parametriasetuksissa säilytetään vain olennaiset tiedot, kuten massa ja voimavarsi. Integroitu palkin liukuistuin sisältyy muodonmuutosanalyysiin, kun taas muita osia, kuten työkalua, viisiakselista työstöpäätä ja raskaasti leikkaavaa viisiakselista liukukappaletta, pidetään jäykkinä. Analyysi keskittyy palkin liukuistuimen suhteelliseen siirtymään ulkoisten voimien vaikutuksesta. Ulkoinen kuorma sisältää painovoiman, ja työkalukärkeen kohdistuu samanaikaisesti kolmiulotteinen voima. Työkalun kärki on määriteltävä etukäteen voimakuormituspinnaksi, joka toistaa työkalun pituuden koneistuksen aikana, varmistaen samalla, että luisti on sijoitettu koneistusakselin päähän maksimaalisen vipuvaikutuksen saavuttamiseksi, mikä simuloi tarkasti todellisia työstöolosuhteita.
Thetarkkuussorvattuja komponenttejaon kytketty toisiinsa "globaalikontakti (-liitos-)" -menetelmällä, ja rajaehdot määritetään linjajaon kautta. Palkin liitosalue on havainnollistettu kuvassa 7, ruudukkojako kuvassa 8. Suurin yksikön koko on 50 mm, pienin yksikön koko on 10 mm, jolloin saadaan yhteensä 185 485 yksikköä ja 367 989 solmua. Kokonaissiirtymäpilvikaavio on esitetty kuvassa 9, kun taas kolme aksiaalista siirtymää X-, Y- ja Z-suunnassa on kuvattu kuvioissa 10-12.
Aineiston analysoinnin jälkeen pilvikaavio on tiivistetty ja vertailtu taulukossa 1. Kaikki arvot ovat 0,01 mm:n etäisyydellä toisistaan. Näiden tietojen ja aikaisemman kokemuksen perusteella uskomme, että poikkipalkki ei vääristy tai väänny, mikä mahdollistaa standardipoikkipalkkien käytön tuotannossa. Teknisen katsauksen jälkeen tämä rakenne hyväksyttiin tuotantoon ja läpäisi teräksen koeleikkauksen. Kaikki S-koekappaleiden tarkkuustestit täyttivät vaaditut standardit.
Jos haluat tietää lisää tai tiedustella, ota rohkeasti yhteyttäinfo@anebon.com
Kiina Kiinan High Precision andtarkkuus CNC-työstöosat, Anebon etsii mahdollisuutta tavata kaikkia ystäviä sekä kotimaassa että ulkomailla molempien osapuolien hyödyksi. Anebon toivoo vilpittömästi pitkäaikaista yhteistyötä teidän kaikkien kanssa molemminpuolisen hyödyn ja yhteisen kehityksen pohjalta.
Postitusaika: 06.11.2024