Ang crossbeam slide seat ay isang mahalagang bahagi ng machine tool, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang kumplikadong istraktura at iba't ibang uri. Ang bawat interface ng crossbeam slide seat ay direktang tumutugma sa mga crossbeam connection point nito. Gayunpaman, kapag lumilipat mula sa isang five-axis universal slide patungo sa isang five-axis heavy-duty cutting slide, ang mga pagbabago ay nangyayari nang sabay-sabay sa crossbeam slide seat, crossbeam, at guide rail base. Dati, upang matugunan ang mga pangangailangan sa merkado, ang malalaking bahagi ay kailangang muling idisenyo, na nagresulta sa mahabang panahon ng lead, mataas na gastos, at mahinang pagpapalit.
Upang matugunan ang isyung ito, isang bagong istraktura ng crossbeam slide seat ang idinisenyo upang mapanatili ang parehong laki ng panlabas na interface gaya ng pangkalahatang interface. Nagbibigay-daan ito para sa pag-install ng five-axis heavy-duty cutting slide nang hindi nangangailangan ng mga pagbabago sa crossbeam o iba pang malalaking structural na bahagi, habang nakakatugon din sa mga kinakailangan sa rigidity. Bukod pa rito, pinahusay ng mga pagpapahusay sa teknolohiya sa pagpoproseso ang katumpakan ng paggawa ng crossbeam slide seat. Ang ganitong uri ng structural optimization, kasama ang mga nauugnay na pamamaraan ng pagproseso nito, ay inirerekomenda para sa promosyon at aplikasyon sa loob ng industriya.
1. Panimula
Kilalang-kilala na ang laki ng kapangyarihan at metalikang kuwintas ay nakakaapekto sa hugis ng cross-section ng pag-install ng isang limang-axis na ulo. Ang beam slide seat, na nilagyan ng universal five-axis slide, ay maaaring konektado sa universal modular beam sa pamamagitan ng linear rail. Gayunpaman, ang cross-section ng pag-install para sa isang high-power at high-torque na five-axis heavy-duty cutting slide ay higit sa 30% na mas malaki kaysa sa isang conventional universal slide.
Bilang resulta, kailangan ang mga pagpapabuti sa disenyo ng beam slide seat. Ang isang pangunahing pagbabago sa muling pagdidisenyo na ito ay ang kakayahang ibahagi ang parehong sinag sa upuan ng slide ng beam ng unibersal na five-axis slide. Pinapadali ng diskarteng ito ang pagbuo ng isang modular platform. Bukod pa rito, pinahuhusay nito ang pangkalahatang katigasan sa ilang lawak, pinaikli ang ikot ng produksyon, makabuluhang binabawasan ang mga gastos sa pagmamanupaktura, at nagbibigay-daan para sa mas mahusay na pagbagay sa mga pagbabago sa merkado.
Panimula sa istraktura ng maginoo na batch-type beam slide seat
Pangunahing binubuo ang conventional five-axis system ng malalaking bahagi tulad ng workbench, guide rail seat, beam, beam slide seat, at five-axis slide. Nakatuon ang talakayang ito sa pangunahing istraktura ng beam slide seat, gaya ng inilalarawan sa Figure 1. Ang dalawang set ng beam slide seat ay simetriko at binubuo ng upper, middle, at lower support plate, na may kabuuang walong bahagi. Ang mga simetriko na upuan ng slide ng beam na ito ay magkaharap at magkadikit ang mga plato ng suporta, na nagreresulta sa isang hugis "bibig" na upuan ng beam slide na may embracing na istraktura (sumangguni sa tuktok na view sa Figure 1). Ang mga sukat na nakasaad sa pangunahing view ay kumakatawan sa direksyon ng paglalakbay ng beam, habang ang mga dimensyon sa kaliwang view ay kritikal para sa koneksyon sa beam at dapat sumunod sa mga partikular na pagpapaubaya.
Mula sa pananaw ng isang indibidwal na upuan ng slide ng beam, upang mapadali ang pagproseso, ang itaas at ibabang anim na pangkat ng mga ibabaw ng koneksyon ng slider sa "I" shape junction—na nagtatampok ng malawak na tuktok at isang makitid na gitna—ay nakakonsentra sa iisang processing surface. Tinitiyak ng kaayusan na ito na ang iba't ibang dimensional at geometric na katumpakan ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pinong pagproseso. Ang itaas, gitna, at mas mababang mga grupo ng mga plato ng suporta ay nagsisilbi lamang bilang suporta sa istruktura, na ginagawang simple at praktikal ang mga ito. Ang mga cross-sectional na dimensyon ng five-axis slide, na idinisenyo gamit ang nakasanayang enveloping structure, ay kasalukuyang 420 mm × 420 mm. Bukod pa rito, maaaring magkaroon ng mga error sa panahon ng pagproseso at pagpupulong ng five-axis slide. Upang mapaunlakan ang mga panghuling pagsasaayos, ang itaas, gitna, at ibabang mga plato ng suporta ay dapat magpanatili ng mga puwang sa saradong posisyon, na pagkatapos ay punuin ng injection molding upang lumikha ng isang hardened closed-loop na istraktura. Ang mga pagsasaayos na ito ay maaaring magpakilala ng mga error, lalo na sa nakapaloob na crossbeam slide seat, gaya ng inilalarawan sa Figure 1. Ang dalawang partikular na dimensyon na 1050 mm at 750 mm ay mahalaga para sa pagkonekta sa crossbeam.
Ayon sa mga prinsipyo ng modular na disenyo, ang mga sukat na ito ay hindi maaaring baguhin upang mapanatili ang pagiging tugma, na hindi direktang naghihigpit sa pagpapalawak at kakayahang umangkop ng crossbeam slide seat. Bagama't maaaring pansamantalang matugunan ng configuration na ito ang mga pangangailangan ng customer sa ilang partikular na market, hindi ito umaayon sa mabilis na umuusbong na mga pangangailangan ng market ngayon.
Mga kalamangan ng makabagong istraktura at teknolohiya sa pagproseso
3.1 Panimula sa Makabagong Istruktura
Ang pagsulong ng mga aplikasyon sa merkado ay nagbigay sa mga tao ng mas malalim na pag-unawa sa pagproseso ng aerospace. Ang lumalaking pangangailangan para sa mataas na metalikang kuwintas at mataas na kapangyarihan sa mga partikular na bahagi ng pagproseso ay nagdulot ng bagong kalakaran sa industriya. Bilang tugon sa kahilingang ito, binuo ang isang bagong crossbeam slide seat na idinisenyo para sa paggamit ng limang-axis na ulo at nagtatampok ng mas malaking cross-section. Ang pangunahing layunin ng disenyo na ito ay upang tugunan ang mga hamon na nauugnay sa mabibigat na proseso ng pagputol na nangangailangan ng mataas na torque at kapangyarihan.
Ang makabagong istraktura ng bagong crossbeam slide seat na ito ay inilalarawan sa Figure 2. Nakategorya ito ng katulad sa isang universal slide at binubuo ng dalawang set ng simetriko crossbeam slide seat, kasama ang dalawang set ng upper, middle, at lower support plate, lahat ay bumubuo ng isang komprehensibong embracing type structure.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng bagong disenyo at tradisyonal na modelo ay nasa oryentasyon ng crossbeam slide seat at ang mga support plate, na inikot ng 90° kumpara sa mga nakasanayang disenyo. Sa mga tradisyonal na crossbeam slide na upuan, ang mga plato ng suporta ay pangunahing nagsisilbing pansuportang function. Gayunpaman, isinasama ng bagong istraktura ang mga ibabaw ng pag-install ng slider sa parehong upper at lower support plate ng crossbeam slide seat, na lumilikha ng split structure na hindi katulad ng sa conventional model. Ang disenyong ito ay nagbibigay-daan para sa fine-tuning at pagsasaayos ng upper at lower slider connection surface upang matiyak na sila ay coplanar sa slider connection surface sa crossbeam slide seat.
Binubuo na ngayon ang pangunahing istraktura ng dalawang set ng simetriko crossbeam slide seat, na may nakaayos na upper, middle, at lower support plate sa hugis na "T", na nagtatampok ng mas malawak na tuktok at mas makitid na ibaba. Ang mga dimensyon ng 1160mm at 1200mm sa kaliwang bahagi ng Figure 2 ay umaabot sa direksyon ng paglalakbay ng crossbeam, habang ang mga pangunahing nakabahaging dimensyon na 1050mm at 750mm ay nananatiling pare-pareho sa mga karaniwang crossbeam slide seat.
Ang disenyong ito ay nagbibigay-daan sa bagong crossbeam slide seat na ganap na maibahagi ang parehong bukas na crossbeam gaya ng nakasanayang bersyon. Ang patented na proseso na ginamit para sa bagong crossbeam slide seat na ito ay nagsasangkot ng pagpuno at pagpapatigas sa puwang sa pagitan ng support plate at ng crossbeam slide seat gamit ang injection molding, kaya bumubuo ng isang integral embracing structure na kayang tumanggap ng 600mm x 600mm five-axis heavy-duty cutting slide .
Gaya ng ipinahiwatig sa kaliwang view ng Figure 2, ang upper at lower slider na koneksyon ay nasa ibabaw ng crossbeam slide seat na nagse-secure sa five-axis heavy-duty cutting slide na lumikha ng split structure. Dahil sa mga potensyal na error sa pagproseso, ang ibabaw ng pagpoposisyon ng slider at iba pang mga aspeto ng dimensional at geometric na katumpakan ay maaaring hindi nasa parehong pahalang na eroplano, na nagpapalubha sa pagproseso. Dahil dito, ipinatupad ang naaangkop na mga pagpapabuti sa proseso upang matiyak ang katumpakan ng kuwalipikadong pagpupulong para sa split structure na ito.
3.2 Paglalarawan ng Proseso ng Paggiling ng Coplanar
Ang semi-finishing ng isang solong beam slide seat ay kinukumpleto ng isang precision milling machine, na nag-iiwan lamang ng finishing allowance. Kailangan itong ipaliwanag dito, at tanging ang pagtatapos ng paggiling ay ipinaliwanag nang detalyado. Ang tiyak na proseso ng paggiling ay inilarawan bilang mga sumusunod.
1) Ang dalawang simetriko na upuan ng slide beam ay napapailalim sa single-piece reference grinding. Ang tooling ay inilalarawan sa Figure 3. Ang finishing surface, na tinutukoy bilang surface A, ay nagsisilbing positioning surface at naka-clamp sa guide rail grinder. Ang reference bearing surface B at ang process reference surface C ay giniling upang matiyak na ang kanilang dimensional at geometric accuracy ay nakakatugon sa mga kinakailangan na tinukoy sa drawing.
2) Upang matugunan ang hamon ng pagpoproseso ng hindi coplanar na error sa istrukturang binanggit sa itaas, partikular kaming nagdisenyo ng apat na nakapirming suporta na katumbas ng taas na mga tool sa bloke at dalawang pang-ilalim na sumusuporta sa magkaparehong taas na mga tool sa bloke. Ang halaga ng 300 mm ay mahalaga para sa pantay na mga sukat ng taas at dapat iproseso ayon sa mga pagtutukoy na ibinigay sa pagguhit upang matiyak ang pare-parehong taas. Ito ay inilalarawan sa Figure 4.
3) Dalawang set ng simetriko beam slide na upuan ay pinagdikit-dikit nang harapan gamit ang espesyal na tooling (tingnan ang Figure 5). Apat na hanay ng mga nakapirming bloke ng suporta na may pantay na taas ay konektado sa mga upuan ng beam slide sa pamamagitan ng kanilang mga mounting hole. Bukod pa rito, dalawang set ng bottom support blocks na may pantay na taas ay naka-calibrate at naayos kasabay ng reference bearing surface B at ang process reference surface C. Tinitiyak ng setup na ito na ang parehong set ng simetriko beam slide seat ay nakaposisyon sa pantay na taas kumpara sa bearing surface B, habang ang process reference surface C ay ginagamit para i-verify na ang beam slide seat ay maayos na nakahanay.
Matapos makumpleto ang pagpoproseso ng coplanar, ang mga ibabaw ng koneksyon ng slider ng parehong hanay ng mga upuan ng beam slide ay magiging coplanar. Ang pagpoproseso na ito ay nangyayari sa isang solong pass upang magarantiya ang kanilang dimensional at geometric na katumpakan.
Susunod, ang pagpupulong ay binaligtad upang i-clamp at iposisyon ang naunang naprosesong ibabaw, na nagpapahintulot sa paggiling ng iba pang ibabaw ng koneksyon ng slider. Sa panahon ng proseso ng paggiling, ang buong beam slide seat, na sinigurado ng tooling, ay dinudurog sa isang solong pass. Tinitiyak ng diskarteng ito na ang bawat ibabaw ng koneksyon ng slider ay nakakamit ang ninanais na mga katangian ng coplanar.
Paghahambing at pag-verify ng static stiffness analysis data ng beam slide seat
4.1 Dibisyon ng puwersa ng paggiling ng eroplano
Sa pagputol ng metal, angCNC milling latheAng puwersa sa panahon ng paggiling ng eroplano ay maaaring nahahati sa tatlong tangential na bahagi na kumikilos sa tool. Ang mga puwersang bahagi na ito ay mahalagang mga tagapagpahiwatig para sa pagtatasa ng higpit ng pagputol ng mga kagamitan sa makina. Ang teoretikal na pag-verify ng data na ito ay naaayon sa mga pangkalahatang prinsipyo ng static stiffness test. Upang pag-aralan ang mga puwersang kumikilos sa tool sa machining, ginagamit namin ang paraan ng pagsusuri ng finite element, na nagpapahintulot sa amin na baguhin ang mga praktikal na pagsubok sa mga teoretikal na pagtatasa. Ang diskarte na ito ay ginagamit upang suriin kung ang disenyo ng beam slide seat ay angkop.
4.2 Listahan ng mga parameter ng plane heavy cutting
Diametro ng pamutol (d): 50 mm
Bilang ng ngipin (z): 4
Bilis ng spindle (n): 1000 rpm
Bilis ng feed (vc): 1500 mm/min
Lapad ng paggiling (ae): 50 mm
Milling back cutting depth (ap): 5 mm
Feed bawat rebolusyon (ar): 1.5 mm
Feed bawat ngipin (ng): 0.38 mm
Ang tangential milling force (fz) ay maaaring kalkulahin gamit ang formula:
\[ fz = 9.81 \times 825 \times ap^{1.0} \times af^{0.75} \times ae^{1.1} \times d^{-1.3} \times n^{-0.2} \times z^{ 60^{-0.2}} \]
Nagreresulta ito sa puwersa ng \( fz = 3963.15 \, N \).
Isinasaalang-alang ang simetriko at asymmetrical na mga kadahilanan ng paggiling sa panahon ng proseso ng machining, mayroon kaming mga sumusunod na puwersa:
- FPC (puwersa sa direksyon ng X-axis): \( fpc = 0.9 \times fz = 3566.84 \, N \)
- FCF (puwersa sa direksyon ng Z-axis): \( fcf = 0.8 \times fz = 3170.52 \, N \)
- FP (force sa direksyon ng Y-axis): \( fp = 0.9 \times fz = 3566.84 \, N \)
saan:
- Ang FPC ay ang puwersa sa direksyon ng X-axis
- Ang FCF ay ang puwersa sa direksyon ng Z-axis
- Ang FP ay ang puwersa sa direksyon ng Y-axis
4.3 Estatikong pagsusuri ng may hangganan na elemento
Ang dalawang cutting five-axis na slide ay nangangailangan ng modular na konstruksyon at dapat magbahagi ng parehong sinag na may katugmang interface ng pagbubukas. Samakatuwid, ang higpit ng beam slide seat ay mahalaga. Hangga't ang beam slide seat ay hindi nakakaranas ng labis na displacement, maaari itong mahihinuha na ang beam ay unibersal. Upang matiyak ang mga kinakailangan sa static na tigas, kukunin ang nauugnay na data ng pagputol upang magsagawa ng isang finite element comparative analysis sa displacement ng beam slide seat.
Ang pagsusuri na ito ay sabay na magsasagawa ng finite element static analysis sa parehong beam slide seat assemblies. Partikular na nakatuon ang dokumentong ito sa isang detalyadong pagsusuri ng bagong istraktura ng beam slide seat, na inaalis ang mga detalye ng orihinal na pagsusuri ng sliding seat. Mahalagang tandaan na habang hindi kayang hawakan ng unibersal na five-axis machine ang mabigat na pagputol, ang mga fixed-angle na heavy-cutting inspection at high-speed cutting na pagtanggap para sa mga bahagi ng "S" ay madalas na isinasagawa sa panahon ng mga pagsubok sa pagtanggap. Ang cutting torque at cutting force sa mga pagkakataong ito ay maihahambing sa mga nasa heavy cutting.
Batay sa mga taon ng karanasan sa aplikasyon at aktwal na mga kondisyon ng paghahatid, ito ay paniniwala ng may-akda na ang iba pang malalaking bahagi ng unibersal na five-axis na makina ay ganap na nakakatugon sa mga kinakailangan para sa heavy-cutting resistance. Samakatuwid, ang pagsasagawa ng comparative analysis ay parehong lohikal at routine. Sa una, ang bawat bahagi ay pinasimple sa pamamagitan ng pag-alis o pag-compress ng mga sinulid na butas, radii, chamfer, at maliliit na hakbang na maaaring makaapekto sa paghahati ng mesh. Ang mga nauugnay na materyal na katangian ng bawat bahagi ay idinaragdag, at ang modelo ay na-import sa simulation para sa static na pagsusuri.
Sa mga setting ng parameter para sa pagsusuri, ang mahahalagang data lang gaya ng mass at force arm ang pinananatili. Ang integral beam slide seat ay kasama sa pagsusuri ng deformation, habang ang ibang bahagi tulad ng tool, five-axis machining head, at heavy-cutting five-axis slide ay itinuturing na matibay. Nakatuon ang pagsusuri sa relatibong pag-aalis ng beam slide seat sa ilalim ng mga panlabas na puwersa. Ang panlabas na load ay nagsasama ng gravity, at tatlong-dimensional na puwersa ay inilapat sa tooltip nang sabay-sabay. Dapat tukuyin nang maaga ang tooltip bilang ang force loading surface upang gayahin ang haba ng tool sa panahon ng machining, habang tinitiyak na ang slide ay nakaposisyon sa dulo ng machining axis para sa maximum na leverage, malapit na ginagaya ang aktwal na mga kondisyon ng machining.
Angsangkap ng aluminyos ay magkakaugnay gamit ang isang "global contact (-joint-)" na pamamaraan, at ang mga kundisyon sa hangganan ay itinatag sa pamamagitan ng line division. Ang lugar ng koneksyon ng beam ay inilalarawan sa Figure 7, na may grid division na ipinapakita sa Figure 8. Ang maximum na laki ng unit ay 50 mm, ang minimum na laki ng unit ay 10 mm, na nagreresulta sa kabuuang 185,485 unit at 367,989 node. Ang kabuuang displacement cloud diagram ay ipinakita sa Figure 9, habang ang tatlong axial displacements sa X, Y, at Z na direksyon ay inilalarawan sa Figures 10 hanggang 12, ayon sa pagkakabanggit.
Ang dalawang cutting five-axis na slide ay nangangailangan ng modular na konstruksyon at dapat magbahagi ng parehong sinag na may katugmang interface ng pagbubukas. Samakatuwid, ang higpit ng beam slide seat ay mahalaga. Hangga't ang beam slide seat ay hindi nakakaranas ng labis na displacement, maaari itong mahihinuha na ang beam ay unibersal. Upang matiyak ang mga kinakailangan sa static na tigas, kukunin ang nauugnay na data ng pagputol upang magsagawa ng isang finite element comparative analysis sa displacement ng beam slide seat.
Ang pagsusuri na ito ay sabay na magsasagawa ng finite element static analysis sa parehong beam slide seat assemblies. Partikular na nakatuon ang dokumentong ito sa isang detalyadong pagsusuri ng bagong istraktura ng beam slide seat, na inaalis ang mga detalye ng orihinal na pagsusuri ng sliding seat. Mahalagang tandaan na habang hindi kayang hawakan ng unibersal na five-axis machine ang mabigat na pagputol, ang mga fixed-angle na heavy-cutting inspection at high-speed cutting na pagtanggap para sa mga bahagi ng "S" ay madalas na isinasagawa sa panahon ng mga pagsubok sa pagtanggap. Ang cutting torque at cutting force sa mga pagkakataong ito ay maihahambing sa mga nasa heavy cutting.
Batay sa mga taon ng karanasan sa aplikasyon at aktwal na mga kondisyon ng paghahatid, ito ay paniniwala ng may-akda na ang iba pang malalaking bahagi ng unibersal na five-axis na makina ay ganap na nakakatugon sa mga kinakailangan para sa heavy-cutting resistance. Samakatuwid, ang pagsasagawa ng comparative analysis ay parehong lohikal at routine. Sa una, ang bawat bahagi ay pinasimple sa pamamagitan ng pag-alis o pag-compress ng mga sinulid na butas, radii, chamfer, at maliliit na hakbang na maaaring makaapekto sa paghahati ng mesh. Ang mga nauugnay na materyal na katangian ng bawat bahagi ay idinaragdag, at ang modelo ay na-import sa simulation para sa static na pagsusuri.
Sa mga setting ng parameter para sa pagsusuri, ang mahahalagang data lang gaya ng mass at force arm ang pinananatili. Ang integral beam slide seat ay kasama sa pagsusuri ng deformation, habang ang ibang bahagi tulad ng tool, five-axis machining head, at heavy-cutting five-axis slide ay itinuturing na matibay. Nakatuon ang pagsusuri sa relatibong pag-aalis ng beam slide seat sa ilalim ng mga panlabas na puwersa. Ang panlabas na load ay nagsasama ng gravity, at tatlong-dimensional na puwersa ay inilapat sa tooltip nang sabay-sabay. Dapat tukuyin nang maaga ang tooltip bilang ang force loading surface upang gayahin ang haba ng tool sa panahon ng machining, habang tinitiyak na ang slide ay nakaposisyon sa dulo ng machining axis para sa maximum na leverage, malapit na ginagaya ang aktwal na mga kondisyon ng machining.
Angkatumpakan nakabukas na mga bahagiay magkakaugnay gamit ang isang "global contact (-joint-)" na pamamaraan, at ang mga kundisyon sa hangganan ay itinatag sa pamamagitan ng paghahati ng linya. Ang lugar ng koneksyon ng beam ay inilalarawan sa Figure 7, na may grid division na ipinapakita sa Figure 8. Ang maximum na laki ng unit ay 50 mm, ang minimum na laki ng unit ay 10 mm, na nagreresulta sa kabuuang 185,485 unit at 367,989 node. Ang kabuuang displacement cloud diagram ay ipinakita sa Figure 9, habang ang tatlong axial displacements sa X, Y, at Z na direksyon ay inilalarawan sa Figures 10 hanggang 12, ayon sa pagkakabanggit.
Pagkatapos pag-aralan ang data, ang cloud chart ay nai-summarize at inihambing sa Talahanayan 1. Ang lahat ng mga halaga ay nasa loob ng 0.01 mm ng bawat isa. Batay sa data na ito at naunang karanasan, naniniwala kami na ang crossbeam ay hindi makakaranas ng distortion o deformation, na nagbibigay-daan para sa paggamit ng isang karaniwang crossbeam sa produksyon. Kasunod ng teknikal na pagsusuri, ang istrakturang ito ay naaprubahan para sa produksyon at matagumpay na naipasa ang steel test cutting. Ang lahat ng mga pagsusulit sa katumpakan ng mga piraso ng pagsubok na "S" ay natugunan ang mga kinakailangang pamantayan.
Kung gusto mong malaman ang higit pa o pagtatanong, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnayaninfo@anebon.com
China Manufacturer ng China High Precision atkatumpakan ng mga bahagi ng CNC machining, Anebon ay naghahanap ng pagkakataon upang makilala ang lahat ng mga kaibigan mula sa parehong sa bahay at sa ibang bansa para sa isang win-win cooperation. Taos-pusong umaasa ang Anebon na magkaroon ng pangmatagalang pakikipagtulungan sa inyong lahat batay sa pakinabang ng isa't isa at karaniwang pag-unlad.
Oras ng post: Nob-06-2024