Çapraz kiriş kızak yuvası, karmaşık bir yapı ve çeşitli tiplerle karakterize edilen, takım tezgahının önemli bir bileşenidir. Çapraz kiriş kaydırma koltuğunun her bir arayüzü doğrudan çapraz kiriş bağlantı noktalarına karşılık gelir. Bununla birlikte, beş eksenli üniversal kızaktan beş eksenli ağır hizmet tipi kesme kızağına geçiş sırasında, çapraz kiriş kızağı yuvasında, çapraz kirişte ve kılavuz ray tabanında eş zamanlı olarak değişiklikler meydana gelir. Daha önce, pazar taleplerini karşılamak için büyük bileşenlerin yeniden tasarlanması gerekiyordu; bu da uzun teslim sürelerine, yüksek maliyetlere ve zayıf değiştirilebilirliğe neden oluyordu.
Bu sorunu çözmek için, evrensel arayüzle aynı harici arayüz boyutunu koruyacak şekilde yeni bir çapraz kirişli kayar koltuk yapısı tasarlandı. Bu, beş eksenli ağır hizmet kesme kızağının çapraz kirişte veya diğer büyük yapısal bileşenlerde değişiklik gerektirmeden kurulumuna olanak tanırken aynı zamanda sertlik gereksinimlerini de karşılar. Ek olarak, işleme teknolojisindeki gelişmeler çapraz kirişli kayar koltuk imalatının doğruluğunu arttırdı. Bu tür yapısal optimizasyon, ilgili işleme yöntemleriyle birlikte endüstride tanıtım ve uygulama için tavsiye edilir.
1. Giriş
Güç ve tork boyutunun, beş eksenli bir kafanın kurulum kesitinin şeklini etkilediği iyi bilinmektedir. Evrensel beş eksenli kızakla donatılmış kiriş kaydırma koltuğu, evrensel modüler kirişe doğrusal bir ray aracılığıyla bağlanabilir. Bununla birlikte, yüksek güçlü ve yüksek torklu beş eksenli ağır hizmet tipi kesme kızağının kurulum kesiti, geleneksel bir evrensel kızağınkinden %30'un üzerinde daha büyüktür.
Sonuç olarak kiriş kaydırma koltuğunun tasarımında iyileştirmelere ihtiyaç vardır. Bu yeniden tasarımdaki önemli bir yenilik, aynı ışının evrensel beş eksenli kızağın ışın kaydırma yuvasıyla paylaşılabilmesidir. Bu yaklaşım modüler bir platformun inşasını kolaylaştırır. Ek olarak, genel sağlamlığı bir dereceye kadar artırır, üretim döngüsünü kısaltır, üretim maliyetlerini önemli ölçüde azaltır ve pazar değişikliklerine daha iyi uyum sağlamaya olanak tanır.
Geleneksel toplu tip kiriş kayar koltuğunun yapısına giriş
Geleneksel beş eksenli sistem öncelikle çalışma tezgahı, kılavuz ray yuvası, kiriş, kiriş kaydırma yuvası ve beş eksenli kızak gibi büyük bileşenlerden oluşur. Bu tartışma, Şekil 1'de gösterildiği gibi kiriş kaydırma koltuğunun temel yapısına odaklanmaktadır. Kiriş kaydırma koltuğunun iki seti simetriktir ve toplam sekiz bileşene karşılık gelen üst, orta ve alt destek plakalarından oluşur. Bu simetrik kiriş kaydırmalı koltuklar birbirine bakar ve destek plakalarını birbirine kenetler, böylece kucaklayıcı bir yapıya sahip "ağız" şeklinde kiriş kaydırmalı koltuk elde edilir (Şekil 1'deki üstten görünüme bakın). Ana görünümde belirtilen boyutlar kirişin hareket yönünü temsil ederken, sol görünümdeki boyutlar kirişe bağlantı için kritik öneme sahiptir ve belirli toleranslara uyulmalıdır.
Bireysel kiriş kaydırma yuvası açısından bakıldığında, işlemeyi kolaylaştırmak için, "I" şeklindeki bağlantı noktasındaki üst ve alt altı grup kaydırıcı bağlantı yüzeyi (geniş bir üst ve dar bir orta kısım) tek bir işleme yüzeyinde yoğunlaşmıştır. Bu düzenleme, ince işleme yoluyla çeşitli boyutsal ve geometrik doğrulukların elde edilebilmesini sağlar. Destek plakalarının üst, orta ve alt grupları yalnızca yapısal destek görevi görerek onları basit ve pratik hale getirir. Geleneksel sarmalayıcı yapıyla tasarlanan beş eksenli kızağın kesit boyutları şu anda 420 mm × 420 mm'dir. Ayrıca beş eksenli kızağın işlenmesi ve montajı sırasında hatalar ortaya çıkabilir. Son ayarlamalara uyum sağlamak için üst, orta ve alt destek plakalarının, sertleştirilmiş bir kapalı döngü yapısı oluşturmak üzere daha sonra enjeksiyon kalıplama ile doldurulan boşlukları kapalı konumda tutması gerekir. Bu ayarlamalar, Şekil 1'de gösterildiği gibi, özellikle sarmalayıcı kiriş kaydırma yuvasında hatalara neden olabilir. 1050 mm ve 750 mm'lik iki özel boyut, kirişe bağlantı için çok önemlidir.
Modüler tasarım ilkelerine göre bu boyutlar uyumluluğu korumak amacıyla değiştirilemez, bu da çapraz kiriş kayar koltuğunun genişlemesini ve uyarlanabilirliğini dolaylı olarak kısıtlar. Bu yapılandırma, belirli pazarlardaki müşteri taleplerini geçici olarak karşılasa da, günümüzde hızla gelişen pazar ihtiyaçlarıyla uyumlu değildir.
Yenilikçi yapı ve işleme teknolojisinin avantajları
3.1 Yenilikçi Yapıya Giriş
Piyasa uygulamalarının teşvik edilmesi, insanlara havacılık ve uzay işleme konusunda daha derin bir anlayış sağlamıştır. Belirli işleme parçalarında yüksek tork ve yüksek güce yönelik artan talep, sektörde yeni bir trendi ateşledi. Bu talebe yanıt olarak beş eksenli başlıkla kullanılmak üzere tasarlanmış ve daha geniş kesite sahip yeni bir çapraz kirişli kayar koltuk geliştirildi. Bu tasarımın temel amacı, yüksek tork ve güç gerektiren ağır kesme işlemleriyle ilgili zorlukların üstesinden gelmektir.
Bu yeni çapraz kirişli kayar koltuğun yenilikçi yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir. Evrensel bir kızağa benzer şekilde kategorize edilir ve iki takım simetrik çapraz kirişli kayar koltukların yanı sıra iki set üst, orta ve alt destek plakasından oluşur; Kapsamlı kucaklayıcı tip yapısı.
Yeni tasarım ile geleneksel model arasındaki temel ayrım, geleneksel tasarımlarla karşılaştırıldığında 90° döndürülmüş olan çapraz kiriş kayar koltuğunun ve destek plakalarının yöneliminde yatmaktadır. Geleneksel çapraz kirişli kayar koltuklarda destek plakaları esas olarak destekleyici bir işlev görür. Ancak yeni yapı, sürgü montaj yüzeylerini çapraz kiriş kayar koltuğunun hem üst hem de alt destek plakalarına entegre ederek geleneksel modelden farklı olarak bölünmüş bir yapı yaratıyor. Bu tasarım, üst ve alt kaydırıcı bağlantı yüzeylerinin çapraz kiriş kaydırma yuvasındaki kaydırıcı bağlantı yüzeyi ile aynı düzlemde olmasını sağlamak için ince ayar yapılmasına ve ayarlanmasına olanak tanır.
Ana yapı artık iki takım simetrik çapraz kirişli kayar koltuklardan oluşuyor; üst, orta ve alt destek plakaları "T" şeklinde düzenlenmiş olup üst kısmı daha geniş ve alt kısmı daha dardır. Şekil 2'nin sol tarafındaki 1160 mm ve 1200 mm'lik boyutlar çapraz kiriş hareketi yönünde uzanırken, 1050 mm ve 750 mm'lik temel paylaşılan boyutlar geleneksel çapraz kiriş kayar koltuğunun boyutlarıyla tutarlı kalır.
Bu tasarım, yeni çapraz kiriş kayar koltuğunun geleneksel versiyonla aynı açık kirişi tamamen paylaşmasına olanak tanır. Bu yeni çapraz kirişli kayar koltuk için kullanılan patentli işlem, destek plakası ile çapraz kirişli kayar koltuk arasındaki boşluğun enjeksiyonlu kalıplama kullanılarak doldurulmasını ve sertleştirilmesini, böylece 600 mm x 600 mm'lik beş eksenli ağır hizmet tipi kesme kızağını barındırabilecek entegre bir kucaklayıcı yapı oluşturulmasını içerir. .
Şekil 2'nin sol görünümünde belirtildiği gibi, beş eksenli ağır hizmet kesme kızağını sabitleyen çapraz kiriş kızak yuvası üzerindeki üst ve alt kaydırıcı bağlantı yüzeyleri bölünmüş bir yapı oluşturur. Potansiyel işleme hataları nedeniyle, kaydırıcı konumlandırma yüzeyi ve diğer boyutsal ve geometrik doğruluk unsurları aynı yatay düzlemde yer almayabilir, bu da işlemeyi karmaşık hale getirir. Bunun ışığında, bu bölünmüş yapı için nitelikli montaj doğruluğunu sağlamak amacıyla uygun süreç iyileştirmeleri uygulandı.
3.2 Eş Düzlemli Öğütme İşleminin Açıklaması
Tek kirişli kayar koltuğun yarı ince işlemesi, hassas bir freze makinesiyle tamamlanır ve yalnızca son işlem payı bırakılır. Burada anlatılması gerekiyor ve sadece finiş taşlama detaylı olarak anlatılıyor. Spesifik öğütme işlemi aşağıda açıklanmaktadır.
1) İki simetrik kiriş kaydırma yuvası tek parça referans taşlamaya tabi tutulur. Aletler Şekil 3'te gösterilmektedir. A yüzeyi olarak adlandırılan sonlandırma yüzeyi, konumlandırma yüzeyi olarak hizmet eder ve kılavuz raylı taşlama makinesine kenetlenir. Referans dayanma yüzeyi B ve proses referans yüzeyi C, boyutsal ve geometrik doğruluklarının çizimde belirtilen gereksinimleri karşıladığından emin olmak için taşlanmıştır.
2) Yukarıda belirtilen yapıdaki eş düzlemli olmayan hatayı işleme zorluğunu çözmek için, özel olarak dört adet sabit destekli eşit yükseklikte blok aracı ve iki adet alttan destek eşit yükseklikte blok aracı tasarladık. Eşit yükseklik ölçüleri için 300 mm değeri çok önemlidir ve düzgün yüksekliğin sağlanması için çizimde verilen spesifikasyonlara göre işlenmesi gerekir. Bu, Şekil 4'te gösterilmektedir.
3) İki takım simetrik kiriş kaydırma yuvası, özel aletler kullanılarak yüz yüze birbirine kenetlenir (bkz. Şekil 5). Eşit yükseklikte dört set sabit destek bloğu, montaj delikleri aracılığıyla kiriş kaydırma yuvalarına bağlanır. Ek olarak, eşit yükseklikteki iki set alt destek bloğu, referans dayanma yüzeyi B ve proses referans yüzeyi C ile birlikte kalibre edilir ve sabitlenir. Bu kurulum, her iki simetrik kiriş kaydırma yuvası setinin, referans dayanma yüzeyi B'ye göre eşit yükseklikte konumlandırılmasını sağlar. dayanma yüzeyi B, proses referans yüzeyi C ise kiriş kaydırma yuvalarının düzgün şekilde hizalandığını doğrulamak için kullanılır.
Eş düzlemli işlem tamamlandıktan sonra, her iki kiriş kaydırma yuvası setinin kaydırıcı bağlantı yüzeyleri eş düzlemli olacaktır. Bu işlem, boyutsal ve geometrik doğruluğu garanti etmek için tek geçişte gerçekleşir.
Daha sonra, önceden işlenmiş yüzeyin kelepçelenmesi ve konumlandırılması için düzenek ters çevrilir, böylece diğer kaydırıcı bağlantı yüzeyinin taşlanması sağlanır. Taşlama işlemi sırasında, aletlerle sabitlenen kiriş kaydırma yuvasının tamamı tek geçişte taşlanır. Bu yaklaşım, her kaydırıcı bağlantı yüzeyinin istenen eş düzlemli özelliklere ulaşmasını sağlar.
Kiriş kayar koltuğunun statik sertlik analizi verilerinin karşılaştırılması ve doğrulanması
4.1 Düzlem frezeleme kuvvetinin bölünmesi
Metal kesmede,CNC freze tezgahıDüzlemsel frezeleme sırasındaki kuvvet, takıma etki eden üç teğetsel bileşene bölünebilir. Bu bileşen kuvvetleri, takım tezgahlarının kesme sertliğini değerlendirmek için çok önemli göstergelerdir. Bu teorik veri doğrulaması, statik sertlik testlerinin genel prensipleriyle tutarlıdır. İşleme takımına etki eden kuvvetleri analiz etmek için, pratik testleri teorik değerlendirmelere dönüştürmemize olanak tanıyan sonlu elemanlar analiz yöntemini kullanıyoruz. Bu yaklaşım, kiriş kaydırma koltuğunun tasarımının uygun olup olmadığını değerlendirmek için kullanılır.
4.2 Düzlemsel ağır kesme parametrelerinin listesi
Kesici çapı (d): 50 mm
Diş sayısı (z): 4
Mil hızı (n): 1000 rpm
İlerleme hızı (vc): 1500 mm/dak
Freze genişliği (ae): 50 mm
Geriye frezeleme kesme derinliği (ap): 5 mm
Devir başına ilerleme (ar): 1,5 mm
Diş başına ilerleme (of): 0,38 mm
Teğetsel frezeleme kuvveti (fz) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
\[ fz = 9,81 \times 825 \times ap^{1,0} \times af^{0,75} \times ae^{1,1} \times d^{-1,3} \times n^{-0,2} \times z^{ 60^{-0,2}} \]
Bunun sonucunda \( fz = 3963,15 \, N \) kuvveti elde edilir.
İşleme işlemi sırasında simetrik ve asimetrik frezeleme faktörleri göz önüne alındığında aşağıdaki kuvvetlere sahibiz:
- FPC (X ekseni yönündeki kuvvet): \( fpc = 0,9 \times fz = 3566,84 \, N \)
- FCF (Z ekseni yönündeki kuvvet): \( fcf = 0,8 \times fz = 3170,52 \, N \)
- FP (Y ekseni yönündeki kuvvet): \( fp = 0,9 \times fz = 3566,84 \, N \)
Nerede:
- FPC, X ekseni yönündeki kuvvettir
- FCF, Z ekseni yönündeki kuvvettir
- FP, Y ekseni yönündeki kuvvettir
4.3 Sonlu elemanlar statik analizi
İki adet beş eksenli kesici kızağın modüler bir yapıya ihtiyacı vardır ve uyumlu bir açılma arayüzü ile aynı kirişi paylaşmalıdır. Bu nedenle kiriş kaydırma koltuğunun sağlamlığı çok önemlidir. Kiriş kaydırma koltuğu aşırı yer değiştirmeye maruz kalmadığı sürece kirişin evrensel olduğu sonucuna varılabilir. Statik sağlamlık gerekliliklerini sağlamak amacıyla, kiriş kayma yuvasının yer değiştirmesi üzerinde sonlu elemanlar karşılaştırmalı analizi gerçekleştirmek üzere ilgili kesme verileri toplanacaktır.
Bu analiz aynı anda her iki kiriş kaydırma yuvası düzeneğinde sonlu eleman statik analizini gerçekleştirecektir. Bu belge, orijinal kayar koltuk analizinin özelliklerini atlayarak, özellikle kiriş kayar koltuğunun yeni yapısının ayrıntılı bir analizine odaklanmaktadır. Üniversal beş eksenli makinenin ağır kesmeyi kaldıramamasına rağmen, sabit açılı ağır kesme muayenelerinin ve "S" parçaları için yüksek hızlı kesme kabulünün genellikle kabul testleri sırasında gerçekleştirildiğini unutmamak önemlidir. Bu durumlardaki kesme torku ve kesme kuvveti, ağır kesmedekilerle karşılaştırılabilir olabilir.
Uzun yıllara dayanan uygulama deneyimine ve fiili teslimat koşullarına dayanarak, yazarın üniversal beş eksenli makinenin diğer büyük bileşenlerinin ağır kesme direnci gereksinimlerini tam olarak karşıladığı kanaatindeyiz. Bu nedenle karşılaştırmalı bir analiz yapmak hem mantıklı hem de rutindir. Başlangıçta her bir bileşen, dişli deliklerin, yarıçapların, pahların ve ağ bölünmesini etkileyebilecek küçük adımların kaldırılması veya sıkıştırılmasıyla basitleştirilir. Daha sonra her parçanın ilgili malzeme özellikleri eklenir ve model, statik analiz için simülasyona aktarılır.
Analizin parametre ayarlarında yalnızca kütle ve kuvvet kolu gibi temel veriler korunur. Entegre kiriş kızak yuvası deformasyon analizine dahil edilirken takım, beş eksenli işleme kafası ve ağır kesici beş eksenli kızak gibi diğer parçalar rijit olarak kabul edilir. Analiz, kiriş kaydırma koltuğunun dış kuvvetler altında göreceli yer değiştirmesine odaklanmaktadır. Dış yük yerçekimini içerir ve aynı anda araç ucuna üç boyutlu kuvvet uygulanır. Araç ipucu, işleme sırasında takım uzunluğunun aynısını yapmak için kuvvet yükleme yüzeyi olarak önceden tanımlanmalı, aynı zamanda gerçek işleme koşullarını yakından simüle ederek maksimum kaldıraç için kızağın işleme ekseninin sonunda konumlandırılmasını sağlamalıdır.
alüminyum bileşen“küresel temas (-eklem-)” yöntemi kullanılarak birbirine bağlanır ve sınır koşulları hat bölünmesiyle oluşturulur. Kiriş bağlantı alanı Şekil 7'de, ızgara bölümü ise Şekil 8'de gösterilmiştir. Maksimum ünite boyutu 50 mm, minimum ünite boyutu 10 mm olup toplamda 185.485 ünite ve 367.989 düğüm elde edilir. Toplam yer değiştirme bulut diyagramı Şekil 9'da sunulurken, X, Y ve Z yönlerindeki üç eksenel yer değiştirme sırasıyla Şekil 10 ila 12'de gösterilmektedir.
İki adet beş eksenli kesici kızağın modüler bir yapıya ihtiyacı vardır ve uyumlu bir açılma arayüzü ile aynı kirişi paylaşmalıdır. Bu nedenle kiriş kaydırma koltuğunun sağlamlığı çok önemlidir. Kiriş kaydırma koltuğu aşırı yer değiştirmeye maruz kalmadığı sürece kirişin evrensel olduğu sonucuna varılabilir. Statik sağlamlık gerekliliklerini sağlamak amacıyla, kiriş kayma yuvasının yer değiştirmesi üzerinde sonlu elemanlar karşılaştırmalı analizi gerçekleştirmek üzere ilgili kesme verileri toplanacaktır.
Bu analiz aynı anda her iki kiriş kaydırma yuvası düzeneğinde sonlu eleman statik analizini gerçekleştirecektir. Bu belge, orijinal kayar koltuk analizinin özelliklerini atlayarak, özellikle kiriş kayar koltuğunun yeni yapısının ayrıntılı bir analizine odaklanmaktadır. Üniversal beş eksenli makinenin ağır kesmeyi kaldıramamasına rağmen, sabit açılı ağır kesme muayenelerinin ve "S" parçaları için yüksek hızlı kesme kabulünün genellikle kabul testleri sırasında gerçekleştirildiğini unutmamak önemlidir. Bu durumlardaki kesme torku ve kesme kuvveti, ağır kesmedekilerle karşılaştırılabilir olabilir.
Uzun yıllara dayanan uygulama deneyimine ve fiili teslimat koşullarına dayanarak, yazarın üniversal beş eksenli makinenin diğer büyük bileşenlerinin ağır kesme direnci gereksinimlerini tam olarak karşıladığı kanaatindeyiz. Bu nedenle karşılaştırmalı bir analiz yapmak hem mantıklı hem de rutindir. Başlangıçta her bir bileşen, dişli deliklerin, yarıçapların, pahların ve ağ bölünmesini etkileyebilecek küçük adımların kaldırılması veya sıkıştırılmasıyla basitleştirilir. Daha sonra her parçanın ilgili malzeme özellikleri eklenir ve model, statik analiz için simülasyona aktarılır.
Analizin parametre ayarlarında yalnızca kütle ve kuvvet kolu gibi temel veriler korunur. Entegre kiriş kızak yuvası deformasyon analizine dahil edilirken takım, beş eksenli işleme kafası ve ağır kesici beş eksenli kızak gibi diğer parçalar rijit olarak kabul edilir. Analiz, kiriş kaydırma koltuğunun dış kuvvetler altında göreceli yer değiştirmesine odaklanmaktadır. Dış yük yerçekimini içerir ve aynı anda araç ucuna üç boyutlu kuvvet uygulanır. Araç ipucu, işleme sırasında takım uzunluğunun aynısını yapmak için kuvvet yükleme yüzeyi olarak önceden tanımlanmalı, aynı zamanda gerçek işleme koşullarını yakından simüle ederek maksimum kaldıraç için kızağın işleme ekseninin sonunda konumlandırılmasını sağlamalıdır.
hassas tornalanmış bileşenler“küresel temas (-eklem-)” yöntemi kullanılarak birbirine bağlanır ve sınır koşulları hat bölünmesi yoluyla oluşturulur. Kiriş bağlantı alanı Şekil 7'de, ızgara bölümü ise Şekil 8'de gösterilmiştir. Maksimum ünite boyutu 50 mm, minimum ünite boyutu 10 mm olup toplamda 185.485 ünite ve 367.989 düğüm elde edilir. Toplam yer değiştirme bulut diyagramı Şekil 9'da sunulurken, X, Y ve Z yönlerindeki üç eksenel yer değiştirme sırasıyla Şekil 10 ila 12'de gösterilmektedir.
Veriler analiz edildikten sonra bulut grafiği Tablo 1'de özetlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Tüm değerler birbirinden 0,01 mm'dir. Bu verilere ve önceki deneyimlere dayanarak, kirişin bozulma veya deformasyona maruz kalmayacağına ve üretimde standart bir kirişin kullanılmasına olanak sağlayacağına inanıyoruz. Teknik incelemenin ardından bu yapının üretime uygunluğu onaylandı ve çelik test kesiminden başarıyla geçti. “S” test parçalarının tüm hassasiyet testleri gerekli standartları karşıladı.
Daha fazla bilgi edinmek veya soruşturma yapmak istiyorsanız, lütfen iletişime geçmekten çekinmeyininfo@anebon.com
Çin Yüksek Hassasiyetli ve Çin Üreticisihassas CNC işleme parçalarıAnebon, kazan-kazan işbirliği için hem yurt içi hem de yurt dışındaki tüm dostlarıyla bir araya gelme şansı arıyor. Anebon, hepinizle karşılıklı yarar ve ortak kalkınma temelinde uzun vadeli bir işbirliği yapmayı içtenlikle umuyor.
Gönderim zamanı: Kasım-06-2024