Gultņu nozarē gultņu ārējie gredzeni parasti ir plānsienu daļas. Parasti CNC virpas izmanto pašcentrēšanas vai vairāku spīļu patronas iespīlēšanas metodes, kad cieti griež gultņa ārējos gredzenus. Ņemot vērā deformācijas problēmu, ko izraisa parastās hidrauliskās pašcentrēšanas vai vairāku spīļu patronas iespīlēšana uz cieto virpošanas gultņu ārējā gredzena, tika izstrādāta metode, kā izmantot elektro-permanentās magnētiskās patronas, lai nostiprinātu cieto virpošanas plānsienu gultņu ārējos gredzenus. ierosināts. Tajā pašā laikā, ņemot vērā problēmu, ka plānsienu gultņa ārējā gredzena iekšējā caurumā cietas griešanās laikā rodas pozitīvā konusveida parādība, kas izraisa pārmērīgu iekšējā cauruma apaļumu, tiek ierosināts uzlabot pozitīvā konusveida parādība iekšējā caurumā, mainot griešanas dziļumu un griešanas ceļu, lai nodrošinātu plānsienu gultņu cietu pagriešanos. Gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma apaļums pierāda, ka ir iespējams izmantot elektriski pastāvīgus magnētiskos patronas, lai nostiprinātu cieti virpotu plānsienu gultņu ārējo gredzenu.
01
Priekšvārds
Kā viens no vājākajiem posmiem cietajā virpošanā, gultņu iespīlēšanas un pozicionēšanas metode vienmēr ir bijusi vājā vieta, kas ierobežo cietās virpošanas tehnoloģijas plašo pielietojumu gultņu nozarē. Iespīlēšanas metode un iespīlēšanas precizitāte tieši ietekmē apstrādes precizitāti. Lai sasniegtu slīpēšanas apstrādes precizitāti cietā virpošanas procesā, ir ļoti svarīgi izvēlēties piemērotu iespīlēšanas metodi un to, kā maksimāli palielināt iespīlēšanas precizitāti [1].
Pašcentrējošās vai vairāku žokļu patronas ir kļuvušas par izvēlētu aprīkojumu virpošanas operācijām, pateicoties to plašajai daudzpusībai, iespīlēšanas uzticamībai un centrēšanas precizitātei. Pašcentrējošo vai daudzžokļu patronu iespīlēšanas metodei, mainot žokļu struktūru, uzlabojot žokļu precizitāti un uzlabojot žokļu izvietojumu, var ierobežot gultņa cietās griešanās deformācijas apjomu un iespīlēšanas precizitāti var uzlabot. Ren Minjie et al. [2] uzlaboja CNC virpu hidrauliskās pašcentrējošās patronas spīļu struktūru, kas ievērojami samazināja gultņa cietā pagrieziena ārējā gredzena deformāciju un atrisināja trīs spīļu turētā ārējā gredzena lielas deformācijas problēmu. Dr. Jeongmin Byun [3] no Purdjū universitātes ASV sistemātiski analizēja pašcentrējošās patronas iespīlēšanu. Viņš ne tikai noskaidroja galvenos faktorus, kas ietekmē cieto virpošanas cilindrisko detaļu iespīlēšanas kļūdu, bet arī ierosināja metodi, kā novērst sagataves slīpumu un samazināt iespīlēšanas kļūdu. Metodes, lai pakāpeniski uzlabotu iespīlēšanas precizitāti, ietver dublēšanas saglabāšanu, žokļu apstrādes precizitātes uzlabošanu un žokļu izvietojuma precizitātes uzlabošanu. Pētījuma rezultāti liecina, ka, apstrādājot cilindriskos rullīšu gultņu gredzenus, pamatojoties uz nostiprināšanas precizitātes uzlabošanu, apstrādes precizitāte var sasniegt slīpēšanas apstrādes līmeni, pierādot "slīpēšanas nomaiņas ar virpošanas mašīnām" iespējamību. Pašlaik ir maz gadījumu, kad cieti virpotu gultņu nostiprināšanai tiek izmantotas elektriski pastāvīgās magnētiskās patronas. Šai iespīlēšanas metodei ir acīmredzamas priekšrocības, un tā var izvairīties no plānsienu gultņu deformācijas, ko izraisa spīļu iespīlēšana. Tomēr trūkumi vēl nav skaidri, un tie ir jāpārbauda ar eksperimentiem. JM Džou et al. [4] no Lundas universitātes Zviedrijā atklāja, ka, griežot rites gultņus, pašcentrējošas patronas izmantošana iespīlēšanai var izraisīt līdz 20 μm lielu deformāciju, un ieteica iespīlēšanai izmantot sešžokļu patronu vai elektromagnētisko patronu. Veicot eksperimentālus pētījumus par cieti griežamām 100Cr6 gredzenu daļām ar cietību no 60 līdz 62HRC, viņi atklāja, ka, izmantojot pašcentrējošu patronu iespīlēšanai, gredzena daļu ārpusapaļuma kļūda pārsniedza 10 μm; izmantojot iespīlēšanai sešu spīļu patronu, gredzena daļu apaļuma kļūda pārsniedza 10 μm. Gredzena daļu ārpusapaļuma kļūda ir aptuveni 9 μm; izmantojot elektromagnētisko patronas iespīlēšanu, gredzena daļu ārpusapaļuma kļūda ir mazāka par 4 μm.
Lai gan pašcentrējošās vai vairāku spīļu patronas var uzlabot plānsienu gultņu ārējo gredzenu deformāciju cietās pagriešanas laikā, optimizējot spīles, tās nevar pilnībā atrisināt plānsienu gultņu ārējo gredzenu cietās pagriešanas deformācijas problēmu. Tāpēc elektro-permanentās magnētiskās patronas iespīlēšanas izmantošana ir kļuvusi par labāko metodi plānsienu gultņu ārējo gredzenu cietai pagriešanai. Šajā rakstā pirmo reizi tiek veikti eksperimentāli pētījumi, izmantojot elektriski pastāvīgu magnētisko patronu, lai nostiprinātu cieti virpota plānsienu gultņa ārējo gredzenu. Tas pārbauda elektriski pastāvīgās magnētiskās patronas iespējamību nofiksēt cieti virpota plānsienu gultņa ārējo gredzenu. Tas arī analizē cieti virpota plānsienu gultņa ārējā gredzena iekšējo caurumu. Kad notiek pozitīva konusveida parādība, iekšējā cauruma apaļums ir ārpus pielaides. Tiek ierosināts uzlabot iekšējā urbuma pozitīvo konusveida fenomenu, mainot griešanas dziļumu un griešanas ceļu.
02
Ievads elektro-permanentajā magnētiskajā patronā
Elektro-pastāvīgā magnētiskā patrona ir izgatavota no pastāvīgiem magnētiem, nevis elektromagnētiem, un magnētiski caurlaidīgie bloki parasti ir pastāvīgie magnēti. Kad tas sāk darboties, elektro-permanentais magnētiskais patrona tiek iedarbināta un magnetizēta. Kad tiek sasniegts iestatītais magnētiskais stiprums, jauda tiek automātiski pārtraukta, lai saglabātu magnētisko spēku. Tā kā darba procesā nav nepieciešama nepārtraukta strāvas padeve, tas neradīs siltumu nepārtrauktas darbības laikā, novēršot sagataves deformāciju karstuma ietekmē.
Elektromagnētiskā patrona ir izgatavota, pamatojoties uz elektrības magnētiskās iedarbības principu. Magnētiskais spēks ir atkarīgs no nepārtrauktas elektriskās strāvas. Šāda veida piesūcekņa trūkums ir tāds, ka tad, kad strāva apstājas, tā atbrīvos sagatavi. Ja tas notiek darba laikā, tas izraisīs daļu lidošanas un pakļaus operatoram traumu risku. Tajā pašā laikā pēc tam, kad elektromagnētiskā patrona ir darbojusies kādu laiku, nepārtraukta strāvas plūsma radīs siltumu, izraisot sagataves uzkaršanu un deformāciju, un nevar garantēt apstrādes precizitāti.
Šajā testā tiek izmantota elektriskā pastāvīgā magnēta patrona, modelis X61-500. Kontrollera modelis ir LMSDVPL2VH301, kā parādīts 1. attēlā.
bilde
a) Elektro-pastāvīgā magnētiskā patrona b) Kontrolieris
1. attēls Elektriskā pastāvīgā magnēta patrona un kontrolieris
Elektropastāvīgā magnētiskā patrona var absorbēt un nofiksēt plānsienu gultņu ārējo gredzenu, izmantojot magnētisko spēku. Tam nav radiāla iespīlēšanas spēka uz apstrādājamo priekšmetu un tas novērš iespīlēšanas deformāciju. Šai elektropastāvīgajai magnētiskajai patronai ir kopumā 16 magnētiskā spēka līmeņi, un magnētisko spēku kontrolē, regulējot tā strāvu.
03
Eksperimentējiet ar plānsienu gultņu ārējo gredzenu, kas nostiprināts ar elektriski pastāvīgām magnētiskām patronām
3.1. Darbgaldu aprīkojuma izvēle
Testam tika izvēlēta CNC vertikālā virpa T6-85H, ko neatkarīgi izstrādājusi General Technology Group Shenyang Machine Tool Co., Ltd.. Apstrādājamo priekšmetu saspiež vertikāli tā, lai sagataves smaguma centrs sakristu ar vārpstas smaguma centru, lai izvairītos no apaļuma kļūdām, ko rada gravitācija horizontālās iespīlēšanas laikā, un nodrošinātu sagataves apaļumu [5]. Tajā pašā laikā sagataves pašsvars padara kontaktu ar stiprinājuma nulles punktu precīzu un tuvu, tādējādi iegūstot augstu pozicionēšanas precizitāti un stabilu apstrādes precizitāti.
3.2. Sagataves izvēle
Cietā pagrieziena testā par testa objektu tiek izvēlēts cilindriskā rullīšu gultņa ārējais gredzens. Sienas biezums ir 6,5 mm, kas ir plānsienu gultnis [6]. Materiāls ir GCr15, un cietība pēc rūdīšanas ir 60~64 HRC. Parauga gala virsma un ārējais aplis ir rupjas slīpēšanas virsmas ar labu izmēru konsistenci un virsmas kvalitāti. Tā kā iekšējā cauruma rupjā slīpēšana ir neefektīva un pakļauta apdegumiem, šis tests tikai cieta iekšējo caurumu, izmantojot cieto virpošanu, nevis rupju slīpēšanu. Pēc cietas virpošanas ir arī smalkas slīpēšanas process un superapdares process. Testa detaļai nepieciešams, lai iekšējā cauruma izmērs pēc cietas pagriešanas ir 136,82–136.86mm, iekšējā cauruma apaļums ir 0.011 mm, iekšējā cauruma cilindriskums ir {{19 }}.011 mm, koaksialitāte starp iekšējo caurumu un ārējo apli ir 0,02 mm, vertikāle starp iekšējo caurumu un gala virsmu ir 0,011 mm, un iekšējā cauruma dziļums ir 0,011 mm. Cauruma virsmas raupjuma vērtība Ra=1μm, kā parādīts 2. attēlā.
bilde
a) Raksts
bilde
b) Tukšs
2. attēls Cilindriskā rullīšu gultņa ārējais gredzens
3.3 Procesa plāns
Procesa plāns sastāv no diviem instrumentiem cilindriskā rullīšu gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma cietai pagriešanai. Griešanas parametri ir: griešanās ātrums 250r/min, padeve 0.1mm/r, pirmā instrumenta vienpusējais griešanas dziļums 0.08mm , un otrā instrumenta vienpusējas griešanas dziļums 0,07 mm. Tiek izmantoti CBN ieliktņi, un instrumenta gala rādiuss ir 0,8 mm, kā parādīts 3. attēlā.
bilde
a) Asmens b) Instruments
3. attēls CBN asmeņi un griezējinstrumenti
04
eksperimentāla procedūra
Testā izmantotā elektro-pastāvīgā magnēta patronas nominālais magnētiskais spēks ir 160N/cm2, un aksiālās adsorbcijas spēks uz cilindriskā rullīšu gultņa ārējo gredzenu ir 2432N. Saskaņā ar kontaktvirsmas principu berzes koeficients starp apstrādājamo detaļu un elektro-permanentā magnēta patronas magnētiskās pozicionēšanas bloku ir 0,15, berzes spēks ir 364,8N un galvenā griešanas spēka un radiālā griešanas spēka kopējais spēks. apstrādājamā detaļa cietā virpošanā ir aptuveni 120N. Tāpēc elektriski pastāvīgā magnētiskā patrona var pilnībā pielāgoties stiprās pagriešanas vajadzībām.
Tā kā gultņa ārējais gredzens ir novietots ar magnētisko patronu uz gala virsmas, apkārtmērā nav centrēšanas pasākuma. Patiesībā ir ļoti grūti centrēt ārējo gredzenu ar apkārtmēra mērītāju. Tāpēc uz magnētiskās pozicionēšanas bloka tiek ieslēgts loka pakāpiens ar dziļumu 5 mm, lai solis būtu apļveida. Atstarpei starp loku un gultņa ārējo gredzenu jābūt pēc iespējas mazākai. Atstarpe ir aptuveni 0,01 mm, kā parādīts 4. attēlā. Tajā pašā laikā, pašgriežot pakāpiena virsmu, ir jānodrošina, lai kontaktvirsmas virsmas kvalitāte starp magnētisko vadošo bloku un gultņa ārējais gredzens ir labs. Pēc detaļu apstrādes magnētiskā demontāža būs ļoti ātra. Viegli, detaļu iekraušana un izkraušana aizņem tikai 5 sekundes.
bilde
4. attēls Cilindrisko rullīšu gultņu ārējā gredzena cietas pagriešanas un iespīlēšanas shematiska diagramma
Detaļas Nr. 1 līdz 5 tika cieti virpotas saskaņā ar iepriekš minēto iespīlēšanas metodi un griešanas parametriem. Pēc pagriešanas detaļas tika pārbaudītas ar trīsdimensiju koordinātām, kā parādīts 5. attēlā, un virsmas raupjums tika pārbaudīts ar raupjuma mērītāju, kā parādīts 6. attēlā. Testa rezultāti ir parādīti 1. tabulā, kā arī virsmas raupjums. daļas pēc cietas pagriešanas ir parādītas 7. attēlā.
bilde
5. attēls Trīs koordinātu noteikšana
bilde
6. attēls Virsmas raupjuma noteikšana
1. tabula Cilindriskā rullīšu gultņa (Nr. 1-5) ārējā gredzena iekšējā cauruma pārbaudes rezultāti (vienība: μｍ) attēls
bilde
7. attēls. Stāvoklis pēc cietas pagriešanas
No 1. tabulas datiem redzams, ka pēc tam, kad cilindriskā rullīšu gultņa ārējais gredzens ir saspiests ar elektro-permanento magnētisko patronu un iekšējais caurums ir cieti pagriezts, iekšējā cauruma apaļums, koaksialitāte starp iekšējo. caurums un ārējais aplis, perpendikularitāte starp iekšējo caurumu un gala virsmu un iekšējā cauruma virsmas raupjums Pakāpe var atbilst zīmējuma prasībām, un iekšējā cauruma cilindriskums lielākoties atbilst prasībām, bet tas ir arī tuvu zīmējumā prasītajai robežpielaidei. Neliela citu kļūdu uzkrāšanās pārsniegs pielaidi un izraisīs daļas nekvalificēšanu. Iemesls ir tāds, ka atšķirība starp iekšējā cauruma augšējo un apakšējo apli ir liela, izraisot iekšējā cauruma konusa parādību uz priekšu.
Šīs pozitīvās konusa parādības, kā parādīts 4. attēlā, analīzes iemesls ir tāds, ka elektro-permanentās magnētiskās patronas aksiālās iespīlēšanas laikā, kad pašgriešanās loka pakāpiena augstums var saskarties ar gultņa gredzena ārējo apli, vertikālā virpa sākas no augšas. Plānsienu gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma cietā pagriešanas procesā gultņa ārējā gredzena nepietiekamā stingrība izraisa instrumenta radiālu deformāciju griešanas procesā. Gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma augšējā apļveida daļa griešanas spēka ietekmē tiek pakļauta elastīgai deformācijai, un griešanas apjoms kļūst mazāks, kā rezultātā faktiskais griešanas dziļums neatbilst nominālajam griešanas dziļumam. Iekšējā cauruma apakšējās apļveida daļas deformācija ir neliela magnētiskā bloka apakšējās virsmas, sānu pakāpienu sūkšanas spēka un sānu pakāpienu spiediena dēļ. Griešanas apjoms ir lielāks nekā iekšējā cauruma augšējai apļveida daļai. Gultņa ārējam gredzenam ir pozitīva konusveida parādība iekšējā caurumā.
Teorētiski šo konusveida fenomenu var samazināt vai novērst ar divām metodēm. Pirmais ir mainīt griešanas dziļumu, lai samazinātu radiālo griešanas spēku, piemēram, samazinot griešanas dziļumu, apstrādājot plānsienu gultņa ārējā gredzena iekšējo caurumu; otrs ir mainīt griešanas ceļu, piemēram, pabeidzot plānsienu gultņa ārējā gredzena iekšējo caurumu, atbilstoši pozitīvajam konusa izmēram, izmantojiet noteiktu reverso konusu, lai izgrieztu iekšējo caurumu, lai griešanas apjoms iekšējā cauruma apakšējā apļa daļa. Mazāks vai vienāds ar iekšējā cauruma augšējā apļa griešanas apjomu, samazinot vai novēršot iekšējā cauruma konusveida parādību uz priekšu.
05
Eksperimentāla pārbaude
5.1. Pārbaudiet griešanas dziļuma maiņas ietekmi uz priekšējā konusa fenomenu
Procesa plāns sastāv no trim instrumentiem cilindriskā rullīšu gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma cietai pagriešanai. Griešanas parametri ir: griešanās ātrums 250r/min, padeve 0.1mm/r, pirmā instrumenta vienpusējais griešanas dziļums 0.08mm , un otrā instrumenta vienpusējas griešanas dziļums 0,05 mm, trešā naža griešanas dziļums vienā pusē ir 0,02 mm. Saspīlēšanas metode paliek nemainīga, un cieti virpotās detaļas Nr. 6 līdz 10 tiek pārbaudītas ar trīsdimensiju koordinātu pārbaudi un virsmas raupjuma mērītāju pēc pagriešanas. Testa rezultāti ir parādīti 2. tabulā.
2. tabula Cilindriskā rullīšu gultņa (Nr. 6 līdz Nr. 10) ārējā gredzena iekšējā cauruma pārbaudes rezultāti (vienība: μｍ) attēli
No 2. tabulas datiem redzams, ka, mainot griešanas dziļumu, apdares griešanas apjoms mainījās no 0.07mm uz 0,02mm vienā pusē. Pēc cilindriskā rullīšu gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma cietas pagriešanas tika pārbaudītas visas ģeometriskās pielaides un virsmas raupjums, lai atbilstu rasējumiem. Pieprasīt.
5.2 Pārbaudiet griešanas trajektorijas maiņas ietekmi uz priekšējā konusa fenomenu
Procesa plāns sastāv no diviem instrumentiem cilindriskā rullīšu gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma cietai pagriešanai. Griešanas parametri ir: griešanās ātrums 250r/min, padeve 0.1mm/r, pirmā instrumenta vienpusējais griešanas dziļums 0.08mm un vienpusējs otrā instrumenta griešanas dziļums 0,07 mm. Saskaņā ar 1. tabulas datiem, vidējā atšķirība starp gultņa iekšējās atveres augšējo un apakšējo apli un gultņa platumu, konusa attiecība ir 1:2,6493. Griežot otro instrumentu, griešanas dziļums paliek nemainīgs, tiek veikta konusa kompensācija, un griešanas ceļš ir ceļš, kas atbilst apgrieztā konusa attiecībai. Saspīlēšanas metode paliek nemainīga, un tiek pārbaudītas cieti virpotās detaļas Nr. 11 līdz 15. Pēc pagriešanas detaļas tiek pārbaudītas ar trīsdimensiju koordinātu pārbaudi un virsmas raupjuma mērītāju. Testa rezultāti ir parādīti 3. tabulā.
3. tabula Cilindriskā rullīšu gultņa (Nr. 11-15) ārējā gredzena iekšējā cauruma pārbaudes rezultāti (vienība: μｍ) attēli
No 3. tabulas datiem redzams, ka, mainot griešanas ceļu, konusa attiecība tiek iegūta, pamatojoties uz zināmo uz priekšu konusa fenomenu. Griešanas dziļums griešanas laikā paliek nemainīgs, un griešanas ceļš ir atbilstošā apgrieztā konusa attiecība. Pēc cilindriskā rullīšu gultņa ārējā gredzena iekšējā cauruma stipras pagriešanas pārbaudiet, vai visas ģeometriskās pielaides un virsmas raupjums atbilst rasējuma prasībām.
06
Secinājums
Lai risinātu problēmu, ka pašcentrējošas vai vairāku spīļu patronas izraisīs plānsienu gultņu ārējā gredzena deformāciju, saspiežot cieti virpotus plānsienu gultņus, šajā rakstā ir ierosināts izmantot elektriski pastāvīgus magnētiskos patronas, lai nostiprinātu ārējos. cieti virpotu plānsienu gultņu gredzeni, un pierāda, ka elektriski pastāvīgo magnētisko patronu izmanto, lai nostiprinātu cieti virpotu plānsienu gultņu ārējo gredzenu. Iespēja izmantot magnētisko patronu, lai iespīlētu cieti virpotu plānsienu gultņu ārējo gredzenu -sienas gultņi.
Cieto virpošanas plānsienu gultņu ārējā gredzena konusveida fenomena problēmai tiek piedāvātas divas optimizācijas metodes. Viens ir mainīt griešanas dziļumu, bet otrs ir mainīt griešanas ceļu. Veicot eksperimentālu pārbaudi, ir konstatēts, ka griešanas dziļuma maiņa ir labāka nekā griešanas ceļa maiņa. .
