Na základě použití indexovací hlavy příslušenství obráběcího stroje a závěsného zařízení na běžné frézce se svislým zvedacím stolem, přičemž jako příklad vezmeme válec části námořního vysokovýkonného nízkootáčkového dieselového motoru, je vodicí plocha vačky pístové roviny mletý. V podmínkách stávajícího vybavení obráběcích strojů v dílně analyzujte strukturu profilu vačky válce pístu a parametry vedení, kombinujte vzorec pro výpočet převodového poměru a aplikační funkci indexovací hlavy a analyzujte obráběcí stroje, frézy, indexování zapojené hlavy a ozubená kola. Příslušné technické parametry jsou vypočteny a pečlivě uspořádány. Po nácviku obrábění a otestování funkce pohybu pístových dílů po jejich instalaci do vzduchového válce výfukového ventilu dieselového motoru je shrnut soubor stabilních kvalitních a levných obráběcích řešení.
#01
obrázek
Předmluva
obrázek
Pro přesné obrábění plochých vačkových profilů je nejideálnějším procesním řešením CNC obráběcí frézování, zejména CNC obráběcí centra s CNC rotačními osami (osa A nebo osa B). Díly vysoce výkonných lodních nízkootáčkových dieselových motorů jsou všechny v malých sériích a různých typů. Kapitálové investice do zařízení NC obráběcích center jsou poměrně velké. Poměr vstupů a výstupů nového NC obráběcího stroje s funkcí víceosého obrábění jen pro tuto součást není ideální. Běžné vertikální zvedací stolní frézky jsou standardním výrobním zařízením ve většině tradičních mechanických zpracovatelských dílen. Cílem procesního výzkumu dílenských techniků je plně využít procesní funkce stávajícího vybavení obráběcích strojů a vytvořit nízkonákladový vstup a vysoce účinný výstup. Vačka roviny pístu je vodicí plocha pohybu vodicí tyče a má vysokou přesnost. Proces frézování zahrnuje zpracování spojení, ve kterém jsou lineární osa a osa rotace v určitém poměru. Frézování na jiných než CNC obráběcích strojích je obtížné. Stoupání vačky roviny pístu je malé, to znamená, že pro vytvoření velkého úhlu rotace v krátké lineární vzdálenosti je nutné použít funkce běžné vertikální frézky k vyvinutí nové a vyspělé lineární osy a schéma technologie zpracování rotační osy [1]. Prozkoumejte technologii zpracování dílů rovinných vaček a technologii aplikace ozubených kol, abyste zajistili kvalitu zpracování dílů.
#02
obrázek
Aplikace frézky a doprovodného ozubeného kola indexovací hlavy
obrázek
Aplikace běžné vertikální frézky a indexovací hlavy se zpracováním závěsného ozubeného kola je znázorněna na obrázku 1. Jak je znázorněno na obrázku 1a, běžná stolní frézka X53K s vertikálním zdvihem má stoupání šroubu podélného posuvu P=6mm. Univerzální indexovací hlava FW250 má pevný počet 40 a je vybavena standardně dostupnou knihovnou ozubených kol. Volitelné zuby ozubeného kola z jsou 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 a 100[2]. Hlavní hnací kolo je instalováno na jednom konci podélného šroubového hřídele vertikální frézky a hnané kolo je instalováno na zadní straně indexovací hlavy. Mezi hlavní hnací kolo a hnané kolo je zavěšeno soukolí s odpovídajícím převodovým poměrem. Sada ozubených kol je nastavena na odpovídající záběr. Po vyčištění mezery ji upevněte pomocí konzoly zajištěné na stranách indexovací hlavy a ocasu. Po dokončení instalace podélný šroub vertikální frézky pohání pracovní stůl k podélnému posuvu. Současně hlavní hnací kolo integrované s podélným šroubem přenáší odpovídající rotační pohyb na indexovací hlavu přes ozubené soukolí s odpovídajícím převodovým poměrem. Otáčení upínání indexovací hlavy Součásti se odpovídajícím způsobem otáčí, aby bylo realizováno synchronní zpracování vazby lineární osy a rotační osy.
obrázek
a) Vertikální frézka X53K
obrázek
b) Indexovací hlava je vybavena závěsným zařízením
obrázek
c) Rovinné vačkové frézování
Obrázek 1: Schéma použití běžné vertikální frézky a indexovací hlavy vybavené zpracováním závěsného ozubeného kola
#03
obrázek
Plochý povrch vedení vačky pístové části
obrázek
Píst válce v dutině vzduchového válce sestavy výfukového ventilu námořního vysokovýkonného nízkootáčkového dieselového motoru je přesná pohyblivá část. Píst se otáčí nahoru nebo dolů působením tlaku válce. Vodicí plocha vačky na čelní straně pístu pohání pohyb vodicí tyče, která je s pístem v kontaktu. Otáčení pístu Přesnost úhlu a vzdálenosti pohybu nahoru a dolů je rozhodující pro funkce, jako je časování výfuku. Požadavky na velikost zpracování pro povrch náběhu (0 stupně ~144,3 stupně) ploché vačky pístu jsou znázorněny na obrázku 2. Plochá vačka je ve formě nálitku koncového kroužku s vnitřním kruhem R6{{ 10} mm a vnější kruh R70 mm. Točí se spirálovitě nahoru ve směru hodinových ručiček od 0 stupňů (rozšířeno na obvodu R65 mm, úhel stoupání 1,75 stupně). Když dosáhne 144,3 stupně, skončí na povrchu zadní vačky s výškou 5 mm. , hodnota drsnosti povrchu vačky Ra=3.2μm. Materiál dílů je QT400.
obrázek
a) Pohled shora na píst
obrázek
b) Pohled v řezu na píst
obrázek
c) Diagram roztažnosti olověného povrchu
obrázek
d) Izometrický výkres pístu
Obrázek 2 Rozměry povrchu vačky roviny pístu určitého modelu
#04
obrázek
Obrábění povrchu vačkového vedení
obrázek
4.1 Příprava procesu
Rozměrové požadavky procesu soustružení před procesem frézování povrchu vačky pístu jsou znázorněny na obrázku 3. Proces soustružení není v tomto článku představen.
obrázek
Obrázek 3 Rozměrové požadavky na proces soustružení před procesem frézování povrchu vačky pístu
4.2 Výpočet výběru odpovídajících ozubených kol
(1) Výpočet stoupání vačky L: Výšková vzdálenost odpovídající axiálnímu stoupání spirály povrchu vačky o 360 stupňů je stoupání vačky L. Podle rozměrů diagramu rozšíření vodící plochy na obrázku 2c povrch vačky stoupá h=5mm z 0 stupňů na 144,3 stupně a na základě toho se vypočítá převýšení vačky L. Z 5/L=144.3/360 můžeme získat L=12,474 (mm).
(2) Výpočet převodového poměru i Vzorec pro výpočet převodového poměru [2] je
i＝40t/L (1)
Ve vzorci je i převodový poměr; 40 je pevné číslo indexovací hlavy; t je podélné stoupání šroubu obráběcího stroje (mm) a t vertikální frézky X53K je obecně 6 mm; L je vedení vačky (mm).
Podle vzorce (1) výpočet ukazuje, že i=40×6/12,474≈19,24.
(3) Počet zubů ozubeného kola se vypočítá na základě počtu volitelných zubů ozubených kol vybavených indexovací hlavou FW250 a požadavků na převodový poměr. Podle konvenčních 2 sad (jedna sada hlavních a hnaných ozubených kol související s přímým převodem) 4 konfigurace převodů Nelze splnit požadavek převodového poměru 19,24. Podle instalačního prostoru a podmínek upevnění konzoly se volí a konfigurují 3 skupiny po 6 převodech. Vzorec pro výpočet převodového poměru [3] je
I＝z1z3z5/(z2z4z6) (2)
Ve vzorci je I převodový poměr; z1, z3 a z5 jsou zuby každého aktivního závěsného ozubeného kola v tomto pořadí a priorita je dána výběru ze standardních ozubených kol indexovací hlavy; z2, z4 a z6 jsou v tomto pořadí počet zubů každého hnaného závěsného kola a priorita je dána výběru z Indexovací hlava je standardně dodávána s počtem zubů ozubeného kola, ze kterých si můžete vybrat.
Podle vzorce (2) lze získat převodovku se 3 skupinami po 6 zubech ozubení
Poměr I=90×80×70/(35×30×25)=19.2, který se blíží převodovému poměru i (19,24) vypočítanému z vývodu vačky.
4.3 Ověření chyb
Převodový poměr I{{0}}.2 je navržen na základě výběru podmínek počtu zubů ozubeného kola. Předpokládaný předstih L=40×6/19.2=12.5 (mm) se vypočítá pomocí rovnice (1). Potom podle úhlu náběhu vačky dílu 144,3 stupně, inverzně. Předpokládá se, že výška h=144.3×12.5/360=5.01 (mm) směrem k vypočítanému povrchu náběhu vačky a chyba 5 mm od velikosti požadované na výkresu je 0,01 mm, což splňuje přípustné požadavky na toleranci velikosti součásti.
4.4 Praktické použití
Když je vačkové frézování v rovině pístu upnuto na indexovací hlavě, indexovací hlava upne procesní vřeteno pomocí samostředícího sklíčidla a nastaví chybu soustřednosti otáčení vřetena na menší nebo rovnou 0,01 mm. Umístěte píst s vnitřním otvorem pístu a procesním vřetenem a pomocí šroubů spojovací tyče a podložek přítlačné desky upněte a utáhněte píst v otvoru se závitem na konci procesního vřetena a použijte číselník ke kontrole rotace házení pístu. Frézovací ozubené kolo vačky pístu je znázorněno na obrázku 4. Hlavní hnací ozubená kola Z1 a Z2 jsou namontována na podélném šroubovém konci obráběcího stroje na pevné konzole. Z2 je hnané ozubené kolo Z1. Z3 a Z2 jsou koaxiální synchronní ozubená kola. Z3 pohony Z4 a Z2. Z5 a Z4 jsou koaxiální synchronní ozubená kola. Z5 pohání ozubené kolo Z6, které je zavěšeno na zadní straně indexovací hlavy (tj. pohání hřídel závěsného kola indexovací hlavy), které nakonec tvoří vedení pro rotační pohyb dílů držených indexovací hlavou a podélný posuv pohybu obráběcího stroje. Vztah mezi zdvihovým poměrem je takový, že vzdálenost podélného pohybu obráběcího stroje je 12,5 mm a píst se otáčí synchronně o 360 stupňů; vzdálenost podélného pohybu obráběcího stroje je 5,01 mm a píst se otáčí synchronně o 144,3 stupně.
Frézovacím nástrojem je stopková fréza φ20mm z rychlořezné oceli. Řezné parametry jsou řezná rychlost vc=23.55m/min, otáčky vřetena n=375r/min a posuv f=0.1mm/r. Zarovnejte osu stopkové frézy tak, aby se shodovala se středovou osou pístu. Použijte boční hranu stopkové frézy tak, aby byla na spodní straně vodicí plochy vačky (-5 mm), a otočte podélnou podávací tyč obráběcího stroje doprava, to znamená, že spusťte vačku roviny pístu. Lineární osa a rotační osa frézování jsou zpracovávány současně. Proces se dělí na hrubé obrábění, polodokončování a dokončovací práce. Počáteční bod stopkové frézy je 0 stupňů v radiálním směru vodicí plochy a axiální poloha vodicí plochy je plánována na -3,5 mm (s okrajem 1,5 mm ), -4,8 mm (ponechte okraj 0,2 mm) a -5 mm, celkem 3 kroky frézování. Po dokončení frézování každého pracovního kroku se fréza axiálně stáhne do bezpečné polohy a podélný posuv obráběcího stroje se obrátí zpět do výchozí polohy předchozího pracovního kroku. S ohledem na chybu zpětného chodu vůle převodu každý návrat zpět přesahuje výchozí polohu. Přibližně po 1 otočení výchozí polohy se vraťte do výchozí polohy směrem vpřed a vytáhněte kolébkový čep indexovací hlavy (rotační pohyb indexovací hlavy se uvolní z omezení odpovídajícího ozubeného kola, to znamená, že se uvolní z podélného posuvu stolu obráběcího stroje. Omezení táhla), poté, co je obráběcí stroj podélně ručně zalomený, aby se podávalo odpovídající množství řezu, se vloží omezující ozubené kolo čepového táhla. Poté, co je nástroj spuštěn do příslušné polohy, proces zpracování spojovacího článku z předchozího kroku se opakuje, dokud není povrch vačkového vedení zpracován na konečnou velikost.
#05
obrázek
Závěr
obrázek
Zpracovací aplikace běžné vertikální zvedací stolní frézky a indexovací hlavy vybavené závěsným ozubeným frézovacím pístovým vačkovým povrchem úspěšně vyřešila problém zpracování patentovaného hlavního motoru MAN ES, jako je 420 mm, 460 mm a další průměr vrtání námořní nízkorychlostní vysokovýkonná nafta motor výfukový ventil válec píst rovina vačka, plné využití zpracovatelských schopností stávajících běžných obráběcích strojů v dílně, snížení nákladů na výrobní zařízení, zvýšení flexibility organizace výroby dílny a dosažení dobré kvality výrobků a vysoké výstupní účinnosti, při použití běžných fréz na podobné díly poskytuje referenci pro rychlé opracování se závěsnými převody.
