Tika veikta procesa analīze par Z- formas līdzsvara elkoņa neregulāro ekscentrisko struktūru, kā arī apstrādes grūtībām, kas saistītas ar tā lielo izmēru, augstu precizitāti un nespēju saspiest. Tika piedāvāta standartizēta apstrādes shēma. Tika izstrādāts speciāls virpas armatūra, kas piemērota vairāku modeļu un lielu produktu partiju apstrādei, risinot Z- formas līdzsvara elkoņa augstās apstrādes grūtības, nestabilas kvalitātes un zemas apstrādes efektivitātes problēmas.
01
Ievads
Līdzsvara elkonis ir kāpurķēžu speciālo transportlīdzekļu piekares sistēmas galvenā sastāvdaļa. Tas darbojas kopā ar elastīgiem elementiem, piemēram, vērpes vārpstu un amortizatoru, lai nodrošinātu elastīgu atbalstu transportlīdzekļa virsbūvei un ceļa ritenim [1]. Līdzsvara elkonis var pārnest lielu daudzumu trieciena enerģijas, ko rada ceļa riteņa kustība uz augšu-un-uz vērpes vārpstu, bufera un absorbēt vibrācijas enerģiju, samazināt trieciena spēku uz transportlīdzekļa virsbūvi, uzlabot pasažieru komfortu, samazināt detaļu bojājumus un nodrošināt transportlīdzekļa stabilitāti un manevrētspēju, braucot pa nelīdzeniem ceļiem [2]. Vispārējā līdzsvara elkoņa komplektā ietilpst šķautņu vārpsta, balansēšanas elkonis un ceļa riteņa vārpsta. Z-formas līdzsvara elkonis ir integrēts līdzsvara elkonis, kas apvieno visas trīs sastāvdaļas. Integrētajam līdzsvara elkonim ir augsta manevrēšanas spēja, augsta uzticamība un viegls svars, un to plaši izmanto mūsdienu speciālajos transportlīdzekļos [3]. 02
Z-formas līdzsvara elkoņa struktūras un apstrādes izaicinājumu analīze
Z-formas līdzsvara elkoņa struktūra, kā parādīts 1. attēlā, ir neregulāras formas ekscentriska struktūra. Tam ir lieli izmēri un smags svars, tādēļ ir nepieciešams augsts materiāla noņemšanas ātrums, augsta izmēru un pozicionēšanas precizitāte, kā arī ilgs apstrādes cikls ar daudziem procesiem. Tas ietver dažādas iekārtas un amatus, tostarp horizontālās urbšanas mašīnas, CNC virpas, apstrādes centrus, caururbšanas iekārtas un stiepļu EDM iekārtas. Iepriekšējā ražošanā katrā procesa posmā tika atklātas daudzas problēmas, piemēram,-no-vārpstas ārējā apļa tolerances izmēriem, novirze starp šķautnes atveri un ārējo apli, ne{7}}paralēlitāte starp lielās vārpstas asīm (sprainvārpsta) un mazo vārpstu (nopietna slodzes riteņa vārpstas) asīm, nestandarta cikliskuma efektivitāte, zems virsmas raupjums un virsmas raupjums. kas ietekmē produktu kvalitāti un piegādes grafiku.
03
Procesa shēma
Z-formas līdzsvara elkoņa apstrādes process: Gala virsmas un iekšējās atveres rupja urbšana → Lielas vārpstas rupja virpošana → Mazas vārpstas rupja virpošana → Gala virsmas un iekšējās urbuma pabeigšana → Lielā vārpstas virpošanas pabeigšana → Mazās vārpstas pabeigšana → Ārējās formas frēzēšana un urbšana → EDM līnija. Izstrādājuma sagatave ir kalšana. Apstrādājot un apstrādājot lielos un mazos vārpstus, nepieciešams īpašs virpas armatūra ar pretsvariem. Šis armatūra līdzsvaro centrbēdzes spēku, kas rodas sagataves rotācijas laikā, tādējādi samazinot vibrāciju un palielinot vārpstas ātrumu, efektīvi uzlabojot izstrādājuma apstrādes precizitāti un griešanas ātrumu.
04
Apstrādes process
(1) Gala virsmu un iekšējo caurumu raupja urbšana: tiek izmantota CNC horizontālā urbšanas iekārta. Katrā pusē ir atstāta 2 mm atstarpe gan gala virsmām, gan iekšējiem caurumiem. Šī procesa galvenā funkcija ir ātri noņemt lielu daudzumu materiāla un izveidot procesa centra caurumus lielo un mazo vārpstu neapstrādātiem-apstrādātiem ārējiem diametriem. CNC horizontālajai urbšanas iekārtai ir 360 grādu rotējošs darba galds, kas ļauj veikt universālu apstrādi XOY plaknē vienā iestatījumā. Tas var vienlaikus apstrādāt četras gala virsmas un iekšējos caurumus, nodrošinot, ka procesa centra caurumi abos lielo un mazo vārpstu galos ir koaksiāli un ka lielās un mazās vārpstas centra līnijas ir paralēlas. Gala virsmu un iekšējo caurumu raupja urbšana ir parādīta 2. attēlā, kur bieza nepārtraukta līnija apzīmē apstrādāto virsmu.
2. attēls. Gala virsmas un iekšējā cauruma raupja urbšana
(2) Lielā vārpstas rupja virpošana: apstrāde tiek veikta ar CNC virpu ar 1,5 mm pielaidi katrā ārējā diametra pusē. Šī procesa galvenā funkcija ir ātri noņemt lielu daudzumu materiāla un izveidot procesa atsauci gala virsmas un iekšējā cauruma apdarei. Tā kā Z-formas līdzsvara elkoņa smaguma centrs virpošanas laikā nobīdās no rotācijas centra, ir nepieciešams īpašs virpas armatūra ar pretsvariem, lai līdzsvarotu centrbēdzes spēku, samazinātu vibrāciju un palielinātu vārpstas ātrumu. Lielās vārpstas raupja pagriešana ir parādīta 3. attēlā.
3. attēls. Lielās vārpstas rupja pagriešana
(3) Mazās vārpstas rupja virpošana: apstrāde tiek veikta ar CNC virpu ar 1,5 mm pielaidi katrā ārējā diametra un gala virsmas pusē. Šī procesa galvenā funkcija ir ātri noņemt lielu daudzumu materiāla un atbrīvot mehānisko spriegumu. Mazās vārpstas raupja virpošana ir parādīta 4. attēlā. Pēc rupjas virpošanas lielajām un mazajām vārpstām ir regulārs ārējais diametrs. AV-formas skava tiek izmantota stabilākai apdarei apdares urbšanas laikā.
4. attēls. Mazās vārpstas rupja pagriešana
(4) Gala virsmas un iekšējā cauruma urbšanas pabeigšana: to veic, izmantojot CNC horizontālo urbšanas iekārtu, lielās vārpstas ārējā diametra rupji pagriežot kā procesa atskaites punktu un iespīlēšanas atskaites punktu. Šī procesa galvenā funkcija ir apstrādāt izstrādājuma četras gala virsmas un iekšējo caurumu līdz gatavajam izmēram, nodrošinot izmēru precizitāti un virsmas raupjumu, vienlaikus radot noslīpējumu lielo un mazo vārpstu ārējo diametru apdarei. Gala virsmas un iekšējā cauruma apdares urbums ir parādīts 5. attēlā, kur bieza nepārtraukta līnija apzīmē šajā procesā apstrādāto virsmu.
5. attēls. Pabeidziet gala virsmas un iekšējā cauruma urbšanu
(5) Lielā vārpstas apgriešana: to veic, izmantojot CNC virpu, apstrādājot ārējo diametru līdz gatavajam izmēram, nodrošinot izmēru precizitāti, ģeometrisko precizitāti un virsmas raupjumu. Šajā procesā kā iespīlēšanas atskaites punkts tiek izmantota iekšējā urbuma apdares urbšanas laikā izveidotā slīpa, nodrošinot lielās vārpstas ārējā diametra un iekšējā cauruma koaksialitāti. Lielās vārpstas apdares pagriešana parādīta 6. attēlā.
6. attēls. Galvenās vārpstas precīza pagriešana
(6) Mazās vārpstas precīza virpošana: izmantojot CNC virpu, ārējais diametrs tiek apstrādāts līdz gatavajam izmēram, nodrošinot izmēru precizitāti, ģeometrisko precizitāti un virsmas raupjumu. Šajā procesā kā iespīlēšanas un pozicionēšanas atskaite tiek izmantota iekšējā cauruma precīzās urbšanas laikā izveidotā nošķelne, nodrošinot mazās vārpstas un iekšējā cauruma ārējā diametra koaksialitāti, kā arī mazās vārpstas un galvenās vārpstas centra līniju paralēlismu. Mazās vārpstas precizitāte ir parādīta 7. attēlā.
7. attēls. Mazās vārpstas precīza pagriešana
(7) Ārējās formas frēzēšana un urbšana: izmantojot vertikālu apstrādes centru, izstrādājuma ārējā forma tiek apstrādāta vēlamajā pozīcijā un tiek izurbti dībeļu caurumi. Ārējās formas frēzēšana un urbšana ir parādīta 8. attēlā, kur biezas nepārtrauktas līnijas attēlo šajā procesā apstrādātās virsmas.
8. attēls. Ārējās formas frēzēšana un urbšana
(8) Stieples urbšana (stiepļu EDM spline): ja produkta partija ir liela, šo procesu parasti veic, izmantojot caururbšanas iekārtu ar caururbšanas instrumentu, nodrošinot ražošanas efektivitāti un šķautņu caurumu izmēru konsekvenci. Ja atvere nav pieejama un partijas lielums ir mazs, šo procesu var veikt, izmantojot stiepļu EDM iekārtu. Galvenās vārpstas ārējais diametrs kalpo kā saspiešanas un pozicionēšanas atskaite, nodrošinot šķautņa cauruma koaksialitāti ar galvenās vārpstas ārējo diametru. Atbrīvotais splains (stieples -EDM spline) ir parādīts 9. attēlā, kur bieza nepārtraukta līnija apzīmē šajā procesā apstrādāto virsmu.
9. attēls: izvērsta spline (vadu-EDM spline)
Šobrīd Z-formas līdzsvara elkoņa izstrādājums ir pabeidzis visus apstrādes procesus. Turpmākie procesi ietver defektu noteikšanu un virsmas apstrādi.
05
Īpašs virpas stiprinājums
Speciālajam virpas stiprinājumam ir tādas sastāvdaļas kā atloks, šasija, atbalsta korpuss, centrs, pretsvars un stiprinājuma skrūves [4, 5].
Atloka kalpo kā savienojošā sastāvdaļa starp virpu un armatūru. Parasti izmanto standarta atloku. Viens gals savienojas ar CNC virpas vārpstu caur konusveida caurumu, bet otrs gals savienojas ar šasiju caur atrašanās vietas izciļņu, nodrošinot, ka virpas armatūras rotācijas centrs ir saskaņots ar virpas vārpstu.
Šasijai, kas kalpo kā virpas stiprinājuma pamatne, ir iegarena rieva. Tam ir piestiprināts atbalsta korpuss un divi pretsvari, un šis trīs-punktu masas sadalījums nodrošina vienmērīgāku sagataves rotāciju apstrādes laikā, samazinot vibrāciju un uzlabojot izstrādājuma ārējo cilindrisko precizitāti un virsmas kvalitāti.
Atbalsta korpusam, kas piemetināts pie šasijas, ir arī iegarena rieva, kuras izmēri atbilst šasijas rievas izmēriem. Šai rievai ir divi mērķi: samazināt virpas armatūras kopējo svaru un novērst traucējumus starp Z- formas līdzsvara elkoņa neapstrādājamo asi un virpas armatūru. Vairāki stiprinājuma skrūvju komplekti atrodas abos rievas galos, lai nostiprinātu Z- formas līdzsvara elkoņa neapstrādājamo asi. Iegarenas apļveida rievas dizains ļauj apstrādāt dažāda izmēra un modeļu Z-formas līdzsvara līkumus, izmantojot šo virpas armatūru, tādējādi nodrošinot daudzfunkcionālu{8}}funkcionalitāti.
Centrs un atbalsta korpusa pozicionēšanas pietura ir savienoti kopā un piemetināti pie atbalsta korpusa. Apstrādes laikā centrs un virpas astes centrs attiecīgi atbalsta divus Z-formas līdzsvara elkoņa apstrādes ass galus, panākot dubultu-centra iespīlēšanas konfigurāciju. Lai nodrošinātu, ka centra pozicionēšanas konusa virsma ir koaksiāla ar virpas vārpstu, centra pozicionēšanas konusa virsmai jābūt precīzi{4}}apstrādātai ar virpu pēc tam, kad virpas armatūra ir sametināta kopā. Pretsvars sastāv no vairākām vēdekļ{6}}formas pretsvara plāksnēm. Pretsvara plākšņu skaitu var regulēt, lai līdzsvarotu centrbēdzes spēku, kas rodas dažādu modeļu Z- formas līdzsvara elkoņu apstrādes laikā. Abi pretsvari ir vienmērīgi sadalīti 120 grādu leņķī pret atbalsta smaguma centru, tādējādi labāk nodrošinot dinamisku līdzsvaru izstrādājuma apstrādes laikā.
Lai varētu apstrādāt dažāda izmēra Z-formas līdzsvara līkumus, abās balsta korpusa garās ovālās rievas pusēs ir uzstādīti vairāki stiprinājuma skrūvju komplekti. Stiprinājuma skrūvju iespīlēšanas pozīcijas ir parādītas 10. attēlā. Katras stiprinājuma skrūvju komplekta viduslīnija ir augstāka par attālumu H starp Z- formas līdzsvara elkoņa neapstrādātās -apļa ass ārējo apļa centru. Šī iespīlēšanas metode nodrošina, ka Z- formas līdzsvara elkoņa fiksācijas skrūvju savilkšanas spēks ir pretējs centrbēdzes spēkam, tādējādi efektīvi samazinot centrbēdzes spēku, kas rodas, sagatavei griežoties. Saspiedes stāvokļi mazu vārpstu un lielu vārpstu apstrādei ir parādīti attiecīgi 11. un 12. attēlā.
10. attēls. Stiprinājuma skrūvju iespīlēšanas stāvokļa shematiskā diagramma
11. attēls. Saspīlēšanas stāvoklis, apstrādājot mazo vārpstu
12. attēls. Saspīlēšanas stāvoklis, apstrādājot lielo vārpstu
06
Apstrādes rezultātu pārbaude
Pašlaik šis Z-formas līdzsvara elkoņa apstrādes process un īpašais virpas armatūra tiek izmantota ražošanas līnijā vairāk nekā gadu. Izmantojot šo procesu, tiek apstrādāti vairāki modeļi un lielas Z- formas līdzsvara elkoņu produktu partijas, kā rezultātā tiek nodrošināta stabila un uzticama produkta kvalitāte un ievērojami uzlabota apstrādes efektivitāte. Tas pilnībā pārbauda procesa iespējamību un efektivitāti un speciālo virpas stiprinājumu. Z-formas līdzsvara elkoņa dažu apstrādes posmu fotogrāfija ir parādīta 13. attēlā.
a) Neapstrādāts gala virsmas un iekšējā cauruma urbums
b) Galvenās vārpstas rupja pagriešana
c) Pabeidziet gala virsmas un iekšējā cauruma urbšanu
13. attēls: Z-formas līdzsvara elkoņa apstrādes procesa faktiskie fotoattēli
07
Secinājums
Šajā rakstā piedāvātais apstrādes process un speciālais virpas armatūra Z- formas līdzsvara elkonim ir piemērojama dažādu Z- formas līdzsvara elkoņu izstrādājumu modeļu apstrādei neatkarīgi no izstrādājuma materiāla vai sagataves veida. Tas nodrošina pilnīgu procesu un iespīlēšanas pieeju šāda veida izstrādājumiem, atrisinot problēmas, kas saistītas ar augstām apstrādes grūtībām, nespēju saspiest, nestabilu produkta kvalitāti un zemu apstrādes efektivitāti, ko izraisa neregulāra ekscentriskā struktūra, lielie izmēri, liels svars un augstas precizitātes prasības Z- formas līdzsvara elkonim. Lauka pārbaude liecina, ka šis apstrādes process var nodrošināt, ka Z-formas līdzsvara elkoņa izstrādājumi atbilst konstrukcijas precizitātes prasībām, samazina apstrādes grūtības un uzlabo produkta kvalitātes konsekvenci un apstrādes efektivitāti.
