Опора траверсы является важнейшим компонентом станка, отличающимся сложной конструкцией и различными типами. Каждый интерфейс сиденья салазок поперечины напрямую соответствует точкам соединения поперечины. Однако при переходе от пятиосных универсальных суппортов к пятиосным усиленным режущим суппортам изменения происходят одновременно в посадочном месте траверсы, траверсе и основании направляющей. Раньше для удовлетворения потребностей рынка приходилось перепроектировать крупные компоненты, что приводило к длительным срокам поставки, высоким затратам и плохой взаимозаменяемости.
Для решения этой проблемы была разработана новая конструкция скользящего сиденья с поперечной балкой, обеспечивающая тот же размер внешнего интерфейса, что и универсальный интерфейс. Это позволяет установить пятиосные сверхмощные режущие направляющие без необходимости внесения изменений в поперечину или другие крупные элементы конструкции, а также удовлетворить требования к жесткости. Кроме того, усовершенствования в технологии обработки повысили точность изготовления седла направляющей поперечины. Этот тип структурной оптимизации, а также связанные с ним методы обработки рекомендуется для продвижения и применения в отрасли.
1. Введение
Известно, что величина мощности и крутящего момента влияет на форму установочного сечения пятиосной головки. Сиденье балки, оснащенное универсальными пятиосными направляющими, можно соединить с универсальной модульной балкой через линейную направляющую. Однако установочное сечение пятиосных режущих кареток для тяжелых условий эксплуатации с высокой мощностью и высоким крутящим моментом более чем на 30% больше, чем у обычных универсальных кареток.
В результате необходимы усовершенствования конструкции посадочного места балки. Ключевым нововведением в этой модернизации является возможность использовать одну балку с гнездом направляющей балки универсальных пятиосных направляющих. Такой подход облегчает построение модульной платформы. Кроме того, это в некоторой степени повышает общую жесткость, сокращает производственный цикл, значительно снижает производственные затраты и позволяет лучше адаптироваться к изменениям рынка.
Знакомство с конструкцией обычного седла балки пакетного типа.
Обычная пятиосная система в основном состоит из крупных компонентов, таких как верстак, гнездо направляющей, балка, гнездо направляющей балки и пятиосная направляющая. В данном обсуждении основное внимание уделяется базовой конструкции опоры направляющей балки, как показано на рисунке 1. Два набора опор направляющей балки симметричны и состоят из верхней, средней и нижней опорных пластин, что в общей сложности составляет восемь компонентов. Эти симметричные седла направляющих балки обращены друг к другу и сжимают опорные пластины вместе, в результате чего образуется седло направляющей балки в форме «рота» с охватывающей конструкцией (см. вид сверху на рис. 1). Размеры, указанные на основном виде, представляют направление движения балки, тогда как размеры на виде слева имеют решающее значение для соединения с балкой и должны соответствовать определенным допускам.
С точки зрения посадочного места отдельной балки, для облегчения обработки, шесть верхних и нижних групп соединительных поверхностей ползуна на стыке I-образной формы, имеющих широкую вершину и узкую середину, сосредоточены на одной обрабатываемой поверхности. Такое расположение гарантирует, что за счет точной обработки можно достичь различной размерной и геометрической точности. Верхняя, средняя и нижняя группы опорных пластин служат лишь опорой конструкции, что делает их простыми и практичными. Размеры поперечного сечения пятиосного суппорта, спроектированного с использованием традиционной огибающей конструкции, в настоящее время составляют 420 мм × 420 мм. Дополнительно могут возникнуть ошибки при обработке и сборке пятиосного суппорта. Для окончательной регулировки верхняя, средняя и нижняя опорные пластины должны сохранять зазоры в закрытом положении, которые впоследствии заполняются методом литья под давлением для создания закаленной конструкции с замкнутым контуром. Эти регулировки могут привести к ошибкам, особенно в области охватывающего посадочного места перекладины, как показано на рисунке 1. Два конкретных размера — 1050 мм и 750 мм — имеют решающее значение для соединения с перекладиной.
В соответствии с принципами модульной конструкции эти размеры не могут быть изменены для обеспечения совместимости, что косвенно ограничивает расширение и адаптируемость направляющего сиденья поперечины. Хотя эта конфигурация может временно удовлетворить потребности клиентов на определенных рынках, она не соответствует быстро развивающимся потребностям рынка сегодня.
Преимущества инновационной структуры и технологии обработки
3.1 Введение в инновационную структуру
Продвижение рыночных приложений дало людям более глубокое понимание процессов аэрокосмической промышленности. Растущий спрос на высокий крутящий момент и высокую мощность в конкретных обрабатываемых деталях породил новую тенденцию в отрасли. В ответ на этот спрос было разработано новое скользящее сиденье с поперечной балкой, предназначенное для использования с пятиосной головкой и имеющее большее поперечное сечение. Основная цель этой конструкции — решить проблемы, связанные с тяжелыми процессами резания, требующими высокого крутящего момента и мощности.
Инновационная конструкция этого нового салазок с перекладиной показана на рис. 2. Оно относится к категории универсальных салазок и состоит из двух наборов симметричных салазок с перекладиной, а также двух наборов верхних, средних и нижних опорных пластин, образующих единую конструкцию. комплексная охватывающая типовая структура.
Ключевое отличие новой конструкции от традиционной модели заключается в ориентации направляющей перекладины и опорных пластин, которые повернуты на 90° по сравнению с традиционными конструкциями. В традиционных сиденьях с перекладиной опорные пластины в основном выполняют вспомогательную функцию. Однако новая конструкция объединяет установочные поверхности ползуна как на верхней, так и на нижней опорной пластине сиденья салазок поперечины, создавая разделенную конструкцию, в отличие от конструкции традиционной модели. Такая конструкция позволяет выполнять точную настройку и регулировку соединительных поверхностей верхней и нижней ползунов, чтобы обеспечить их копланарность с поверхностью соединения ползунов на гнезде направляющей траверсы.
Основная конструкция теперь состоит из двух наборов симметричных направляющих поперечин, причем верхняя, средняя и нижняя опорные пластины расположены в форме буквы «Т» с более широким верхом и более узким низом. Размеры 1160 мм и 1200 мм на левой стороне рисунка 2 простираются в направлении движения поперечины, в то время как основные общие размеры 1050 мм и 750 мм остаются такими же, как у обычного сдвижного сиденья поперечины.
Такая конструкция позволяет новому скользящему сиденью с перекладиной полностью использовать ту же открытую перекладину, что и в традиционной версии. Запатентованный процесс, используемый для этого нового седла салазок поперечины, включает заполнение и упрочнение зазора между опорной пластиной и седлом салазок поперечины с помощью литья под давлением, образуя таким образом целостную охватывающую конструкцию, которая может вместить пятиосные режущие салазки для тяжелых условий эксплуатации размером 600 x 600 мм. .
Как показано на рисунке 2 слева, верхняя и нижняя соединительные поверхности ползуна на гнезде ползуна поперечины, фиксирующем пятиосные сверхмощные режущие салазки, образуют разделенную структуру. Из-за потенциальных ошибок обработки поверхность позиционирования ползуна и другие аспекты размерной и геометрической точности могут не лежать в одной горизонтальной плоскости, что усложняет обработку. В свете этого были реализованы соответствующие усовершенствования процесса, чтобы обеспечить квалифицированную точность сборки этой разъемной конструкции.
3.2 Описание процесса копланарного шлифования
Получистовая обработка посадочного места однобалочной направляющей выполняется на прецизионном фрезерном станке, оставляя только чистовой припуск. Здесь это необходимо объяснить, а подробно объясняется только чистовая шлифовка. Конкретный процесс измельчения описывается следующим образом.
1) Два седла салазок симметричной балки подлежат цельному эталонному шлифованию. Инструмент показан на рисунке 3. Чистовая поверхность, называемая поверхностью А, служит позиционирующей поверхностью и закрепляется на направляющей шлифовальной машины. Базовая опорная поверхность B и технологическая базовая поверхность C шлифуются, чтобы обеспечить соответствие их размеров и геометрической точности требованиям, указанным на чертеже.
2) Чтобы решить проблему обработки некомпланарной ошибки в упомянутой выше конструкции, мы специально разработали четыре инструмента для блоков одинаковой высоты с фиксированной опорой и два инструмента для блоков одинаковой высоты с нижней опорой. Значение 300 мм имеет решающее значение для измерения одинаковой высоты и должно быть обработано в соответствии со спецификациями, указанными на чертеже, чтобы обеспечить одинаковую высоту. Это показано на рисунке 4.
3) Два комплекта седел салазок с симметричной балкой скрепляются друг с другом с помощью специального инструмента (см. Рисунок 5). Четыре комплекта фиксированных опорных блоков одинаковой высоты соединены с седлами направляющих балки через их монтажные отверстия. Кроме того, два набора нижних опорных блоков одинаковой высоты калибруются и фиксируются вместе с эталонной опорной поверхностью B и эталонной поверхностью процесса C. Такая установка гарантирует, что оба комплекта симметричных салазок балки расположены на одинаковой высоте относительно опорной поверхности. опорная поверхность B, а эталонная поверхность процесса C используется для проверки правильности выравнивания посадочных мест направляющих балки.
После завершения копланарной обработки поверхности соединения ползунков обоих комплектов посадочных мест балки будут копланарными. Эта обработка происходит за один проход, чтобы гарантировать их размерную и геометрическую точность.
Затем сборку переворачивают, чтобы зажать и позиционировать ранее обработанную поверхность, позволяя шлифовать другую поверхность соединения ползуна. В процессе шлифования вся опора балки, закрепленная оснасткой, шлифуется за один проход. Такой подход гарантирует, что каждая поверхность соединения ползуна достигает желаемых копланарных характеристик.
Сравнение и проверка данных анализа статической жесткости посадочного места балки.
4.1 Разделение силы плоского фрезерования
При резке металла,фрезерный станок с ЧПУСилу при плоском фрезеровании можно разделить на три тангенциальные составляющие, действующие на инструмент. Эти составляющие силы являются важными показателями для оценки жесткости резания станков. Эта проверка теоретических данных соответствует общим принципам испытаний на статическую жесткость. Для анализа сил, действующих на обрабатывающий инструмент, мы используем метод конечных элементов, который позволяет нам преобразовать практические испытания в теоретические оценки. Этот подход используется для оценки того, подходит ли конструкция седла направляющей балки.
4.2 Список параметров плоской тяжелой резки
Диаметр фрезы (d): 50 мм
Количество зубьев (z): 4
Скорость шпинделя (n): 1000 об/мин
Скорость подачи (vc): 1500 мм/мин.
Ширина фрезерования (ae): 50 мм
Глубина обратного фрезерования (ap): 5 мм
Подача на оборот (ар): 1,5 мм
Подача на зуб (из): 0,38 мм
Тангенциальную силу фрезерования (fz) можно рассчитать по формуле:
\[ fz = 9,81 \times 825 \times ap^{1,0} \times af^{0,75} \times ae^{1,1} \times d^{-1,3} \times n^{-0,2} \times z^{ 60^{-0,2}} \]
В результате получается сила \( fz = 3963,15 \, Н \).
Учитывая факторы симметричного и несимметричного фрезерования в процессе обработки, имеем следующие силы:
- FPC (сила в направлении оси X): \( fpc = 0,9 \times fz = 3566,84 \, Н \)
- FCF (сила в направлении оси Z): \( fcf = 0,8 \times fz = 3170,52 \, Н \)
- FP (сила в направлении оси Y): \( fp = 0,9 \times fz = 3566,84 \, Н \)
Где:
- FPC — сила, направленная по оси X.
- FCF — сила, действующая в направлении оси Z.
- FP — сила в направлении оси Y.
4.3 Статический анализ методом конечных элементов
Две режущие пятиосные направляющие должны иметь модульную конструкцию и иметь одну балку с совместимым интерфейсом открывания. Поэтому жесткость посадочного места балки имеет решающее значение. Поскольку опора балки не испытывает чрезмерного смещения, можно сделать вывод, что балка универсальна. Чтобы обеспечить требования к статической жесткости, будут собраны соответствующие данные резки для проведения сравнительного анализа методом конечных элементов смещения посадочного места балки.
В ходе этого анализа одновременно будет проведен статический анализ методом конечных элементов на обоих узлах седла направляющих балки. В этом документе основное внимание уделяется подробному анализу новой конструкции седла балки, опуская особенности исходного анализа сдвижного седла. Важно отметить, что, хотя универсальный пятиосевой станок не может справиться с тяжелой резкой, во время приемочных испытаний часто проводятся проверки тяжелой резки под фиксированным углом и приемка высокоскоростной резки для деталей типа «S». Крутящий момент и сила резания в этих случаях могут быть сопоставимы с таковыми при тяжелой резке.
Основываясь на многолетнем опыте применения и реальных условиях поставки, автор убежден, что другие крупные компоненты универсального пятиосного станка полностью соответствуют требованиям по стойкости к сильному резанию. Поэтому проведение сравнительного анализа является одновременно логичным и рутинным. Первоначально каждый компонент упрощается за счет удаления или сжатия резьбовых отверстий, радиусов, фасок и небольших шагов, которые могут повлиять на разделение сетки. Затем добавляются соответствующие свойства материала каждой детали, и модель импортируется в моделирование для статического анализа.
В настройках параметров анализа сохраняются только важные данные, такие как масса и плечо силы. Встроенное гнездо салазок балки учитывается при анализе деформации, в то время как другие детали, такие как инструмент, пятиосевая обрабатывающая головка и пятиосная салазка для тяжелого резания, считаются жесткими. Анализ сосредоточен на относительном смещении посадочного места балки под действием внешних сил. Внешняя нагрузка включает в себя силу тяжести, и одновременно к кончику инструмента прикладывается трехмерная сила. Кончик инструмента должен быть определен заранее как поверхность силовой нагрузки, чтобы повторять длину инструмента во время обработки, обеспечивая при этом расположение ползуна в конце оси обработки для максимального рычага, точно моделируя фактические условия обработки.
алюминиевый компонентМежду собой они соединяются методом «глобального контакта (-joint-)», а граничные условия устанавливаются посредством разделения линий. Область соединения балок показана на рисунке 7, а разделение сетки показано на рисунке 8. Максимальный размер блока составляет 50 мм, минимальный размер блока — 10 мм, в результате всего получается 185 485 блоков и 367 989 узлов. Диаграмма облака полного смещения представлена на рисунке 9, а три осевых смещения в направлениях X, Y и Z изображены на рисунках с 10 по 12 соответственно.
Две режущие пятиосные направляющие должны иметь модульную конструкцию и иметь одну балку с совместимым интерфейсом открывания. Поэтому жесткость посадочного места балки имеет решающее значение. Поскольку опора балки не испытывает чрезмерного смещения, можно сделать вывод, что балка универсальна. Чтобы обеспечить требования к статической жесткости, будут собраны соответствующие данные резки для проведения сравнительного анализа методом конечных элементов смещения посадочного места балки.
В ходе этого анализа одновременно будет проведен статический анализ методом конечных элементов на обоих узлах седла направляющих балки. В этом документе основное внимание уделяется подробному анализу новой конструкции седла балки, опуская особенности исходного анализа сдвижного седла. Важно отметить, что, хотя универсальный пятиосевой станок не может справиться с тяжелой резкой, во время приемочных испытаний часто проводятся проверки тяжелой резки под фиксированным углом и приемка высокоскоростной резки для деталей типа «S». Крутящий момент и сила резания в этих случаях могут быть сопоставимы с таковыми при тяжелой резке.
Основываясь на многолетнем опыте применения и реальных условиях поставки, автор убежден, что другие крупные компоненты универсального пятиосного станка полностью соответствуют требованиям по стойкости к сильному резанию. Поэтому проведение сравнительного анализа является одновременно логичным и рутинным. Первоначально каждый компонент упрощается за счет удаления или сжатия резьбовых отверстий, радиусов, фасок и небольших шагов, которые могут повлиять на разделение сетки. Затем добавляются соответствующие свойства материала каждой детали, и модель импортируется в моделирование для статического анализа.
В настройках параметров анализа сохраняются только важные данные, такие как масса и плечо силы. Встроенное гнездо салазок балки учитывается при анализе деформации, в то время как другие детали, такие как инструмент, пятиосевая обрабатывающая головка и пятиосная салазка для тяжелого резания, считаются жесткими. Анализ сосредоточен на относительном смещении посадочного места балки под действием внешних сил. Внешняя нагрузка включает в себя силу тяжести, и одновременно к кончику инструмента прикладывается трехмерная сила. Кончик инструмента должен быть определен заранее как поверхность силовой нагрузки, чтобы повторять длину инструмента во время обработки, обеспечивая при этом расположение ползуна в конце оси обработки для максимального рычага, точно моделируя фактические условия обработки.
прецизионные токарные деталисоединены между собой методом «глобального контакта (-joint-)», а граничные условия устанавливаются посредством разделения линий. Область соединения балок показана на рисунке 7, а разделение сетки показано на рисунке 8. Максимальный размер блока составляет 50 мм, минимальный размер блока — 10 мм, в результате всего получается 185 485 блоков и 367 989 узлов. Диаграмма облака полного смещения представлена на рисунке 9, а три осевых смещения в направлениях X, Y и Z изображены на рисунках с 10 по 12 соответственно.
После анализа данных диаграмма облаков была суммирована и сопоставлена в таблице 1. Все значения находятся в пределах 0,01 мм друг от друга. Основываясь на этих данных и предыдущем опыте, мы считаем, что перекладина не будет испытывать искажений или деформаций, что позволяет использовать в производстве стандартную перекладину. После технической экспертизы данная конструкция была одобрена к производству и успешно прошла испытания по резке стали. Все прецизионные испытания образцов «S» соответствовали требуемым стандартам.
Если вы хотите узнать больше или запрос, пожалуйста, свяжитесь с намиinfo@anebon.com
Китайский производитель высокоточных и высокоточныхпрецизионные детали для обработки с ЧПУ, Анебон ищет возможность встретиться со всеми друзьями как дома, так и за рубежом для взаимовыгодного сотрудничества. Анебон искренне надеется на долгосрочное сотрудничество со всеми вами на основе взаимной выгоды и общего развития.
Время публикации: 6 ноября 2024 г.