Tverrbjelkens glidesete er en avgjørende komponent i maskinverktøyet, preget av en kompleks struktur og ulike typer. Hvert grensesnitt til tverrbjelkens glidesete tilsvarer direkte dens tverrbjelkeforbindelsespunkter. Men ved overgang fra en femakset universalsleide til en femakset kraftig kuttesleide, skjer endringer samtidig i tverrbjelkens glidesete, tverrbjelke og styreskinnebasen. Tidligere, for å møte markedets krav, måtte store komponenter redesignes, noe som resulterte i lange ledetider, høye kostnader og dårlig utskiftbarhet.
For å løse dette problemet, er en ny tverrbjelke-glidesetestruktur blitt designet for å opprettholde den samme eksterne grensesnittstørrelsen som det universelle grensesnittet. Dette muliggjør installasjon av den femaksede kraftige skjæresleiden uten å kreve endringer i tverrbjelken eller andre store strukturelle komponenter, samtidig som det tilfredsstiller krav til stivhet. I tillegg har forbedringer i prosesseringsteknologi forbedret nøyaktigheten til produksjonen av tverrbjelkens skyveseter. Denne typen strukturell optimalisering, sammen med tilhørende prosesseringsmetoder, anbefales for promotering og anvendelse innen industrien.
1. Introduksjon
Det er velkjent at størrelsen på kraft og dreiemoment påvirker formen på installasjonstverrsnittet til et femakset hode. Bjelkeslidesetet, som er utstyrt med en universal femakset sleide, kan kobles til den universelle modulbjelken via en lineær skinne. Installasjonstverrsnittet for en femakset, kraftig skjæresleide med høy effekt og høyt dreiemoment er imidlertid over 30 % større enn for en konvensjonell universalsleide.
Som et resultat er det nødvendig med forbedringer i utformingen av bjelkeglidesetet. En nøkkelinnovasjon i denne redesignen er muligheten til å dele den samme bjelken med bjelkeglidesetet til den universelle femaksede sleiden. Denne tilnærmingen letter konstruksjonen av en modulær plattform. I tillegg forbedrer det den generelle stivheten til en viss grad, forkorter produksjonssyklusen, reduserer produksjonskostnadene betydelig og muliggjør bedre tilpasning til markedsendringer.
Introduksjon til strukturen til det konvensjonelle batch-type bjelkesetet
Det konvensjonelle femakse systemet består primært av store komponenter som arbeidsbenk, styreskinnesete, bjelke, bjelkeglidesete og femakset glide. Denne diskusjonen fokuserer på den grunnleggende strukturen til bjelkeglidesetet, som illustrert i figur 1. De to settene med bjelkeglideseter er symmetriske og består av øvre, midtre og nedre støtteplater, som utgjør totalt åtte komponenter. Disse symmetriske bjelkeskyvesetene vender mot hverandre og klemmer støtteplatene sammen, noe som resulterer i et "munn"-formet bjelkesete med en omsluttende struktur (se ovenfra i figur 1). Dimensjonene som er angitt i hovedbildet representerer bjelkens kjøreretning, mens dimensjonene i venstre visning er kritiske for koblingen til bjelken og må overholde spesifikke toleranser.
Fra synspunktet til et individuelt bjelkesete, for å lette behandlingen, er de øvre og nedre seks gruppene av glideforbindelsesflater ved "I"-formkrysset - med en bred topp og en smal midt - konsentrert på en enkelt prosessoverflate. Dette arrangementet sikrer at ulike dimensjonale og geometriske nøyaktigheter kan oppnås gjennom finbehandling. De øvre, midtre og nedre gruppene av støtteplater tjener kun som strukturell støtte, noe som gjør dem enkle og praktiske. Tverrsnittsdimensjonene til den femaksede sleiden, designet med den konvensjonelle omhyllingsstrukturen, er for tiden 420 mm × 420 mm. I tillegg kan det oppstå feil under bearbeiding og montering av den femaksede sleiden. For å imøtekomme endelige justeringer, må de øvre, midtre og nedre støtteplatene opprettholde åpninger i lukket posisjon, som deretter fylles med sprøytestøping for å skape en herdet lukket sløyfestruktur. Disse justeringene kan introdusere feil, spesielt i det omsluttende tverrbjelkens glidesete, som illustrert i figur 1. De to spesifikke dimensjonene 1050 mm og 750 mm er avgjørende for å koble til tverrbjelken.
I henhold til prinsippene for modulær design kan disse dimensjonene ikke endres for å opprettholde kompatibiliteten, noe som indirekte begrenser utvidelsen og tilpasningsevnen til tverrbjelkens glidesete. Selv om denne konfigurasjonen midlertidig kan møte kundenes krav i visse markeder, samsvarer den ikke med de raskt utviklende markedsbehovene i dag.
Fordeler med innovativ struktur og prosesseringsteknologi
3.1 Introduksjon til innovativ struktur
Markedsføringen av markedsapplikasjoner har gitt folk en dypere forståelse av romfartsbehandling. Den økende etterspørselen etter høyt dreiemoment og høy effekt i spesifikke prosesseringsdeler har utløst en ny trend i bransjen. Som svar på dette kravet er det utviklet et nytt tverrbjelkesete designet for bruk med et femakset hode og med et større tverrsnitt. Hovedmålet med dette designet er å møte utfordringene knyttet til tunge skjæreprosesser som krever høyt dreiemoment og kraft.
Den innovative strukturen til dette nye tverrbjelkesetet er illustrert i figur 2. Det kategoriserer på samme måte som en universalsklie og består av to sett med symmetriske tverrbjelkeseter, sammen med to sett med øvre, midtre og nedre støtteplater, som alle danner en omfattende omfavnende type struktur.
Et sentralt skille mellom det nye designet og den tradisjonelle modellen ligger i orienteringen av tverrbjelkens glidesete og støtteplatene, som har blitt rotert 90° sammenlignet med konvensjonelle design. I tradisjonelle tverrbjelkeskyveseter tjener støtteplatene hovedsakelig en støttende funksjon. Den nye strukturen integrerer imidlertid skyveinstallasjonsflater på både øvre og nedre støtteplater på tverrbjelkens glidesete, og skaper en delt struktur i motsetning til den konvensjonelle modellen. Denne utformingen gjør det mulig å finjustere og justere de øvre og nedre glidekoblingsflatene for å sikre at de er i plan med glidekoblingsflaten på skyvesetet på tverrbjelken.
Hovedstrukturen er nå sammensatt av to sett med symmetriske tverrbjelkeseter, med øvre, midtre og nedre støtteplater arrangert i en "T"-form, med en bredere topp og en smalere bunn. Dimensjonene på 1160 mm og 1200 mm på venstre side av figur 2 strekker seg i tverrbjelkens bevegelsesretning, mens de viktigste delte dimensjonene på 1050 mm og 750 mm forblir konsistente med det konvensjonelle tverrbjelkesetet.
Denne utformingen gjør at det nye tverrbjelkeglidesetet kan dele den samme åpne tverrbjelken som den konvensjonelle versjonen. Den patenterte prosessen som brukes for dette nye tverrbjelkeglisetet involverer å fylle og herde gapet mellom støtteplaten og tverrbjelkeglidesetet ved hjelp av sprøytestøping, og danner dermed en integrert omfavnende struktur som kan romme en 600 mm x 600 mm femakset kraftig skjæresleide .
Som indikert i venstre visning av figur 2, danner de øvre og nedre glideforbindelsesflatene på tverrbjelkens glidesete som fester den femaksede, kraftige skjæresleiden en delt struktur. På grunn av potensielle behandlingsfeil kan det hende at glidebryterens posisjoneringsoverflate og andre dimensjonale og geometriske nøyaktighetsaspekter ikke ligger på samme horisontale plan, noe som kompliserer behandlingen. I lys av dette har passende prosessforbedringer blitt implementert for å sikre kvalifisert monteringsnøyaktighet for denne delte strukturen.
3.2 Beskrivelse av koplanar slipeprosess
Halvbearbeidingen av et glidesete med enkelt bjelke fullføres av en presisjonsfresemaskin, og det er bare etterbearbeidingsgodtgjørelsen igjen. Det må forklares her, og bare sluttslipingen er forklart i detalj. Den spesifikke slipeprosessen er beskrevet som følger.
1) To symmetriske bjelkeseter er gjenstand for referansesliping i ett stykke. Verktøyet er illustrert i figur 3. Etterbehandlingsflaten, referert til som overflate A, fungerer som posisjoneringsflate og klemmes fast på styreskinnesliperen. Referansebæreflaten B og prosessreferanseflaten C er slipt for å sikre at deres dimensjonale og geometriske nøyaktighet oppfyller kravene spesifisert på tegningen.
2) For å møte utfordringen med å behandle den ikke-koplanare feilen i strukturen nevnt ovenfor, har vi spesielt designet fire verktøy med fast støtte lik høyde og to bunnstøtte lik høyde blokkverktøy. Verdien på 300 mm er avgjørende for like høydemål og må behandles i henhold til spesifikasjonene på tegningen for å sikre jevn høyde. Dette er illustrert i figur 4.
3) To sett med symmetriske bjelkeseter klemmes sammen ansikt til ansikt ved hjelp av spesialverktøy (se figur 5). Fire sett med faste støtteblokker med lik høyde er koblet til bjelkeskyvesetene gjennom deres monteringshull. I tillegg er to sett med bunnstøtteblokker med lik høyde kalibrert og festet i forbindelse med referanselagerflaten B og prosessreferanseflaten C. Dette oppsettet sikrer at begge settene med symmetriske bjelkeseter er plassert i lik høyde i forhold til bæreflate B, mens prosessreferanseflaten C brukes til å verifisere at bjelkeglidesetene er riktig innrettet.
Etter at den koplanare behandlingen er fullført, vil glideforbindelsesflatene til begge settene med bjelkeseter være koplanare. Denne behandlingen skjer i en enkelt omgang for å garantere deres dimensjonale og geometriske nøyaktighet.
Deretter snus sammenstillingen for å klemme og posisjonere den tidligere behandlede overflaten, slik at sliping av den andre glideforbindelsesoverflaten tillates. Under slipeprosessen slipes hele bjelkesetet, festet av verktøyet, i en enkelt omgang. Denne tilnærmingen sikrer at hver glideforbindelsesoverflate oppnår de ønskede koplanare egenskapene.
Sammenligning og verifisering av statiske stivhetsanalysedata for bjelkesete
4.1 Inndeling av plan fresekraft
Ved skjæring av metallCNC dreiebenkkraft under planfresing kan deles inn i tre tangentielle komponenter som virker på verktøyet. Disse komponentkreftene er avgjørende indikatorer for å vurdere skjærestivheten til maskinverktøy. Denne teoretiske dataverifiseringen er i samsvar med de generelle prinsippene for statiske stivhetstester. For å analysere kreftene som virker på maskineringsverktøyet, bruker vi den endelige elementanalysemetoden, som lar oss transformere praktiske tester til teoretiske vurderinger. Denne tilnærmingen brukes til å evaluere om utformingen av bjelkeglidesetet er hensiktsmessig.
4.2 Liste over skjæreparametere for plan tunge
Kutterdiameter (d): 50 mm
Antall tenner (z): 4
Spindelhastighet (n): 1000 rpm
Matehastighet (vc): 1500 mm/min
Fresebredde (ae): 50 mm
Tilbakefresing skjæredybde (ap): 5 mm
Mating per omdreining (ar): 1,5 mm
Mating per tann (av): 0,38 mm
Den tangentielle fresekraften (fz) kan beregnes ved hjelp av formelen:
\[ fz = 9,81 \times 825 \times ap^{1,0} \times af^{0,75} \times ae^{1,1} \times d^{-1,3} \times n^{-0,2} \times z^{ 60^{-0,2}} \]
Dette resulterer i en kraft på \( fz = 3963,15 \, N \).
Med tanke på de symmetriske og asymmetriske fresefaktorene under bearbeidingsprosessen, har vi følgende krefter:
- FPC (kraft i X-aksens retning): \( fpc = 0,9 \ ganger fz = 3566,84 \, N \)
- FCF (kraft i Z-aksens retning): \( fcf = 0,8 \ ganger fz = 3170,52 \, N \)
- FP (kraft i Y-aksens retning): \( fp = 0,9 \ ganger fz = 3566,84 \, N \)
Hvor:
- FPC er kraften i retning av X-aksen
- FCF er kraften i retning av Z-aksen
- FP er kraften i retning av Y-aksen
4.3 Finite element statisk analyse
De to skjærende fem-akse sleidene trenger en modulær konstruksjon og må dele samme bjelke med et kompatibelt åpningsgrensesnitt. Derfor er stivheten til bjelkeglidesetet avgjørende. Så lenge bjelkeglidesetet ikke opplever for stor forskyvning, kan det utledes at bjelken er universell. For å sikre de statiske stivhetskravene, vil relevante skjæredata samles inn for å utføre en komparativ analyse av endelige elementer på forskyvningen av bjelkesetet.
Denne analysen vil samtidig utføre finite element statisk analyse på begge bjelkeseteenhetene. Dette dokumentet fokuserer spesifikt på en detaljert analyse av den nye strukturen til bjelkesetet, og utelater detaljene til den originale glideseteanalysen. Det er viktig å merke seg at selv om den universelle femakse maskinen ikke kan håndtere tung skjæring, utføres ofte inspeksjoner med fast vinkel og skjæregodkjenning med høy hastighet for "S"-deler under akseptprøver. Kuttemomentet og kuttekraften i disse tilfellene kan sammenlignes med de ved tung kutting.
Basert på mange års brukserfaring og faktiske leveringsforhold, er det forfatterens tro at andre store komponenter i den universelle femakse maskinen fullt ut oppfyller kravene til kraftig skjæremotstand. Derfor er det både logisk og rutinemessig å gjennomføre en komparativ analyse. Til å begynne med forenkles hver komponent ved å fjerne eller komprimere gjengede hull, radier, faser og små trinn som kan påvirke maskedelingen. De relevante materialegenskapene til hver del legges deretter til, og modellen importeres inn i simuleringen for statisk analyse.
I parameterinnstillingene for analysen beholdes kun viktige data som masse og kraftarm. Det integrerte bjelkeglidesetet er inkludert i deformasjonsanalysen, mens andre deler som verktøyet, femakset maskineringshode og tungskjærende femakset lysbilde anses som stive. Analysen fokuserer på den relative forskyvningen av bjelkeglidesetet under ytre krefter. Den ytre belastningen inkorporerer tyngdekraften, og tredimensjonal kraft påføres verktøyspissen samtidig. Verktøyspissen må defineres på forhånd som kraftbelastningsoverflaten for å gjenskape verktøylengden under bearbeiding, samtidig som det sikres at sleiden er plassert ved enden av bearbeidingsaksen for maksimal innflytelse, og simulerer faktiske bearbeidingsforhold.
Dealuminiumskomponents er sammenkoblet ved hjelp av en "global kontakt (-ledd-)" metode, og grensebetingelser etableres gjennom linjedeling. Bjelkeforbindelsesområdet er illustrert i figur 7, med rutenettinndeling vist i figur 8. Maksimal enhetsstørrelse er 50 mm, minste enhetsstørrelse er 10 mm, noe som resulterer i totalt 185 485 enheter og 367 989 noder. Skydiagrammet for total forskyvning er presentert i figur 9, mens de tre aksiale forskyvningene i X-, Y- og Z-retningene er avbildet i henholdsvis figur 10 til 12.
De to skjærende fem-akse sleidene trenger en modulær konstruksjon og må dele samme bjelke med et kompatibelt åpningsgrensesnitt. Derfor er stivheten til bjelkeglidesetet avgjørende. Så lenge bjelkeglidesetet ikke opplever for stor forskyvning, kan det utledes at bjelken er universell. For å sikre de statiske stivhetskravene, vil relevante skjæredata samles inn for å utføre en komparativ analyse av endelige elementer på forskyvningen av bjelkesetet.
Denne analysen vil samtidig utføre finite element statisk analyse på begge bjelkeseteenhetene. Dette dokumentet fokuserer spesifikt på en detaljert analyse av den nye strukturen til bjelkesetet, og utelater detaljene til den originale glideseteanalysen. Det er viktig å merke seg at selv om den universelle femakse maskinen ikke kan håndtere tung skjæring, utføres ofte inspeksjoner med fast vinkel og skjæregodkjenning med høy hastighet for "S"-deler under akseptprøver. Kuttemomentet og kuttekraften i disse tilfellene kan sammenlignes med de ved tung kutting.
Basert på mange års brukserfaring og faktiske leveringsforhold, er det forfatterens tro at andre store komponenter i den universelle femakse maskinen fullt ut oppfyller kravene til kraftig skjæremotstand. Derfor er det både logisk og rutinemessig å gjennomføre en komparativ analyse. Til å begynne med forenkles hver komponent ved å fjerne eller komprimere gjengede hull, radier, faser og små trinn som kan påvirke maskedelingen. De relevante materialegenskapene til hver del legges deretter til, og modellen importeres inn i simuleringen for statisk analyse.
I parameterinnstillingene for analysen beholdes kun viktige data som masse og kraftarm. Det integrerte bjelkeglidesetet er inkludert i deformasjonsanalysen, mens andre deler som verktøyet, femakset maskineringshode og tungskjærende femakset lysbilde anses som stive. Analysen fokuserer på den relative forskyvningen av bjelkeglidesetet under ytre krefter. Den ytre belastningen inkorporerer tyngdekraften, og tredimensjonal kraft påføres verktøyspissen samtidig. Verktøyspissen må defineres på forhånd som kraftbelastningsoverflaten for å gjenskape verktøylengden under bearbeiding, samtidig som det sikres at sleiden er plassert ved enden av bearbeidingsaksen for maksimal innflytelse, og simulerer faktiske bearbeidingsforhold.
Depresisjonsdreide komponenterkobles sammen ved hjelp av en "global kontakt (-ledd-)" metode, og grensebetingelser etableres gjennom linjedeling. Bjelkeforbindelsesområdet er illustrert i figur 7, med rutenettinndeling vist i figur 8. Maksimal enhetsstørrelse er 50 mm, minste enhetsstørrelse er 10 mm, noe som resulterer i totalt 185 485 enheter og 367 989 noder. Skydiagrammet for total forskyvning er presentert i figur 9, mens de tre aksiale forskyvningene i X-, Y- og Z-retningene er avbildet i henholdsvis figur 10 til 12.
Etter å ha analysert dataene er skykartet oppsummert og sammenlignet i tabell 1. Alle verdiene er innenfor 0,01 mm fra hverandre. Basert på disse dataene og tidligere erfaring, tror vi at tverrbjelken ikke vil oppleve forvrengning eller deformasjon, noe som tillater bruk av en standard tverrbjelke i produksjonen. Etter en teknisk gjennomgang ble denne strukturen godkjent for produksjon og besto stålprøveskjæringen. Alle presisjonstester av "S"-prøvestykkene oppfylte de nødvendige standardene.
Hvis du vil vite mer eller spørre, ta gjerne kontaktinfo@anebon.com
Kina Produsent av Kina High Precision ogpresisjons CNC maskineringsdeler, Anebon søker sjansen til å møte alle venner fra både inn- og utland for et vinn-vinn samarbeid. Anebon håper inderlig å ha et langsiktig samarbeid med dere alle på grunnlag av gjensidig nytte og felles utvikling.
Innleggstid: Nov-06-2024