Riteņu rāmja daļām parasti ir augstas tehniskās prasības, piemēram, izmēri un ģeometriskās pielaides. Tradicionālā divu tapu pozicionēšanas sistēma vienā pusē izmanto klīrensu, kas rada lielas pozicionēšanas kļūdas un nestabilu detaļu apstrādes precizitāti. Pārpozicionēšanai ir divas puses. No vienas puses, tas pārkāpj sešu punktu pozicionēšanas principu un ietekmē iespīlēšanu un pozicionēšanu. No otras puses, ja to apstrādā pareizi, tas var uzlabot detaļas stingrību un apstrādes precizitāti. Pareiza pārpozicionēšanas analīze un apstrāde var uzlabot pozicionēšanas precizitāti, neietekmējot sagatavju iekraušanu un izkraušanu. Tas ir galvenais racionālas konstrukcijas pārlieku pozicionēšanai. Izmantojot UG NX programmatūras montāžas un kustības simulācijas funkcijas, var intuitīvi parādīt piemērotības atstarpes ietekmi uz apaļo caurumu pozicionēšanas kļūdu dažādās pozīcijās. Divkāršās paplašināšanas divu tapu struktūras pozicionēšanas precizitāte ar uzlabotu pozicionēšanas kļūdu ir uzlabota, taču tai joprojām ir ierobežojumi. Porainiem riteņu rāmja sagatavēm saprātīga trīs tapu pozicionēšanas metode vienā pusē var sasniegt augstāku un stabilāku pozicionēšanas precizitāti nekā divu tapu pozicionēšanas metode vienā pusē.
1 Priekšvārds
Pārpozicionēšana nozīmē, ka noteikta apstrādājamā materiāla brīvības pakāpe tiek ierobežota divas vai vairāk reizes. Pārmērīgas pozicionēšanas parādība var viegli novest pie tā, ka stingrā sagatave netiek pareizi uzstādīta, un no tās pēc iespējas jāizvairās [1]. Pozicionēšanas tapas, ko izmanto divu tapas uz sāniem iespīlēšanas un pozicionēšanas procesā, ir aptuveni iedalītas divās kategorijās: cietās tapas un elastīgās tapas. Gan cietajām, gan elastīgajām tapām ir savi ierobežojumi. Stingras divu tapu spraugas pielāgošana vienā sānu konstrukcijā ierobežo apstrādes precizitāti. Elastīgā divu tapu vienā pusē ražošana ir apgrūtinoša un dārga. Turklāt vienas puses divu tapu pielietojums ir ierobežots, un tas nevar atbilst porainu detaļu, piemēram, riteņu rāmju, apstrādes prasībām. Kā nodrošināt porainu detaļu pozicionēšanas precizitāti vertikālajos apstrādes centros, ir vērts izpētīt.
2 Ierobežojumi divām tapām vienā pusē
2.1 spraugas veids ar divām tapām vienā pusē
Tradicionālā spraugas tipa divu tapu konstrukcijā vienā pusē tiek izmantotas stingras pozicionēšanas tapas. Lai izvairītos no pārmērīgas pozicionēšanas, tiek izmantota cilindriskā tapa un griešanas malas tapa. Tās pozicionēšanas princips ir cilindriskas tapas pozicionēšana un dimanta tapas orientācija. Cilindriskā pozicionēšanas tapa ierobežo sagataves kustības brīvību X un Y virzienā un spēlē galveno pozicionēšanas lomu; dimanta pozicionēšanas tapa (malu griešanas mērķis ir palielināt tapas cauruma atstarpi un kompensēt sagataves caurumu atstatuma kļūdu un armatūras tapu atstatuma kļūdu. Uzstādot, jāpārliecinās, ka tā ir bez malas cilindrs vertikālās līnijas virzienā, kas savieno abu caurumu centrus) tikai ierobežo sagataves rotācijas brīvību ap Z asi un parasti spēlē leņķiskās pozicionēšanas lomu. Procesa izmēru nulles nobīdes kļūdu horizontālā virzienā parasti nosaka cilindriskā tapas caurumu pozicionēšanas pāris, kas galvenokārt ir saistīts ar nejaušu galvenā pozicionēšanas cauruma pārvietošanos un peldēšanu uz sagataves attiecībā pret cilindrisko pozicionēšanas tapu. Atsauces punkta nobīdes kļūda vertikālā virzienā ir saistīta ar divu caurumu centru. Savienojuma līnija ir saistīta ar X ass leņķi, ko nosaka sagataves leņķa kļūda, ko izraisa sprauga starp stiprinājuma pozicionēšanas tapu un sagataves pozicionēšanas atveri.
Lai gan tradicionālā spraugas tipa divu tapu struktūra vienā pusē novērš pārmērīgu pozicionēšanu, tā palielina pozicionēšanas kļūdu malas griešanas tapas pozicionēšanas caurumā. Kā parādīts 1. attēlā, kad maksimālā ierobežojuma izmēra atskaites caurums atbilst minimālā ierobežojuma izmēra pozicionēšanas tapai, tapas cauruma kontaktlīnijas atrodas abās līnijas pusēs, kas savieno abus caurumus, un kad notiek ierobežojuma leņķa novirze. starp līniju, kas savieno divus caurumus, un līniju, kas savieno divus tapas, radīsies visnelabvēlīgākie pozicionēšanas apstākļi, kas var viegli izraisīt urbuma pozīcijas ārpus pielaides [2].
bilde
1. attēls: divu tapu rotācijas kļūda vienā pusē
Lai samazinātu atskaites nobīdes kļūdu un griešanās leņķa kļūdu, ko izraisa nejauša peldēšana, ir jānovērš tapas caurumu atbilstības sprauga, tas ir, jāsamazina pozicionēšanas caurumu un tapu izmēru novirze. Tomēr apstrādājamo detaļu un instrumentu precizitātes uzlabošanas pakāpi ierobežo darbgaldu apstrādes precizitāte. Jo mazāka ir urbuma slīpuma pielaide un cauruma diametra pielaide, jo grūtāk un augstākas būs apstrādes izmaksas, un, ja piemērotības sprauga ir pārāk maza, tas radīs lielas grūtības sagatavju iekraušanā un izkraušanā. No 1. attēla var redzēt, ka ar noteiktu caurumu tapas klīrensu, jo lielāks ir attālums L starp diviem caurumiem, jo mazāka ir rotācijas leņķa kļūda Δφ, un pozicionēšanas kļūda, ko izraisa rotācijas leņķis, ir relatīvi samazināta.
2.2 Izvēršams tips ar divām tapām vienā pusē
Faktiskajā ražošanā, lai uzlabotu pozicionēšanas precizitāti un atvieglotu sagatavju iekraušanu un izkraušanu, bieži tiek izmantota paplašināma divu tapu struktūra vienā pusē. Paplašināmā divu tapu struktūra vienā pusē vispirms izmanto tapas cauruma spraugu elastīgai iespīlēšanai, un pēc tam izmanto tapas izplešanās mehānismu, lai paplašinātu pozicionēšanas tapu, lai novērstu tapas cauruma atbilstības spraugu un samazinātu stūra kļūdu. Tajā pašā laikā, ņemot vērā atšķirību starp atstatumu starp pozicionēšanas caurumiem un atstarpi starp pozicionēšanas tapām, sagatave nedaudz kustēsies pozicionēšanas caurumu paplašināšanās dēļ, un atstatuma atšķirība tiek efektīvi izlīdzināta, tādējādi uzlabojot apstrādāto caurumu pozicionālā precizitāte. Paplašināmas divu tapu struktūras izmantošana vienā pusē var arī samazināt sagataves pozicionēšanas cauruma apstrādes precizitāti, vienlaikus izpildot konstrukcijas prasības, tādējādi ietaupot ražošanas izmaksas [3].
Pozicionēšanas tapas izplešanās struktūra ir sadalīta divos veidos: pilna apļa izplešanās un vairāku punktu izplešanās, kas attiecīgi atbilst cilindriskajai pozicionēšanas tapai, kas spēlē galveno pozicionēšanas lomu, un malas griešanas tapai, kas ierobežo sagataves leņķa kļūdu. Paplašināmo divu tapu struktūru vienā pusē var iedalīt viena paplašināšanas tipa un dubultās izplešanās veida.
Viena izplešanās tipa divu tapu konstrukcijā vienā pusē cilindriskā pozicionēšanas tapa, kurai ir galvenā pozicionēšanas loma, parasti tiek veidota kā ārējais izplešanās veids, ko izmanto, ja sagataves centrālā pozicionēšanas cauruma diametrs ir lielāks un leņķiskās pozicionēšanas atveres diametrs ir mazāks.
Divkāršās izplešanās tipa divu tapu konstrukciju vienā pusē galvenokārt izmanto situācijās, kad sagataves centrālā pozicionēšanas cauruma un leņķiskās pozicionēšanas atveres diametri ir lieli. Kopējā dubultās izplešanās struktūra ar divām tapām vienā pusē lielākoties izmanto zobainu atloku izplešanās konstrukciju, un abas pozicionēšanas tapas ir izgatavotas no augstas kvalitātes atsperu tērauda. Jaunajā dubultās izplešanās tipa divu tapu konstrukcijā vienā pusē pārsvarā tiek izmantotas plānsienu pozicionēšanas tapas ar peldošu materiālu, kas uzstādīts iekšējā dobumā. Peldošie materiāli ietver cietas sfēras, pastas un šķidrumus. Kā piemēru ņemot šķidrās plastmasas plānsienu pozicionēšanas tapas, kad spiediena skrūve caur slīdošo kolonnu saspiež šķidro plastmasu plānsienu izplešanās uzmavā, pozicionēšanas tapas iekšējā dobumā esošā šķidrā plastmasa vienmērīgi pārvadīs spiedienu, ko tā iztur. , lai plānsienu pozicionēšanas tapa tiek plastiski deformēta un radiāli izplešas, un pozicionēšanas tapas ass un centrālais caurums sakrīt, tādējādi sasniedzot pozicionēšanas kļūdas samazināšanas mērķi. Pēc sagataves apstrādes spiediens plānsienu izplešanās uzmavā tiek samazināts un pozicionēšanas tapa tiek atdalīta no sagataves.
2.3. Divu tapu struktūras ierobežojumi vienā pusē
Divu tapu pozicionēšanas procesu vienā pusē var uzskatīt arī par tapas un cauruma sagataves montāžas procesu. Tāpēc UG NX programmatūru var izmantot, lai saliktu tapas un caurumus, lai simulētu divu tapu pārpozicionēšanas metodi vienā pusē. Kā piemēru ņemot nerūsējošā tērauda rotējošo disku, N (nepāra skaitlis) koaksiālo caurumu φD1 ir vienmērīgi sadalīti abās gala virsmās, un centrs ir liels caurums φD2. UG NX programmatūra tiek izmantota tapu un caurumu montāžai. Ir trīs saskares ierobežojumi starp instrumentu un sagatavi, proti, gala virsmas kontakts starp pamatplāksni un sagatavi un kontakts starp diviem tapas caurumu komplektiem. Lai intuitīvāk parādītu pozicionēšanas kļūdu pastiprināšanas fenomenu divu tapu pozicionēšanas struktūrai porainā sagatavē, atbilstošā atstarpe starp diviem cilindrisku tapu un caurumu pāriem ir iestatīta uz 3 mm.
Kā parādīts 2. attēlā, ja par etalonu izmanto centrālo lielo caurumu Q1 un mazo caurumu Q2 uz sadales apļa, jo pastāv atbilstības sprauga, pat ja tā ir pārāk novietota, kad tapa un cauruma cilindrs ir daļēji saskaroties, apstrādājamā detaļa joprojām var atrasties nelielā diapazonā. iekšējais pludiņš. Papildus diviem pozicionēšanas caurumiem atlikušo divu caurumu K3 un K4 pozicionēšanas kļūdas uz rotējošā diska sadales loka atšķiras pēc to relatīvās pozīcijas attiecībā pret diviem pozicionēšanas tapas caurumiem Q1 un Q2. No 2. attēla var intuitīvi redzēt, ka mazo caurumu K3 un K4 pozicionēšanas kļūda uz sadales apļa ievērojami pārsniedz tapas cauruma savienojuma atstarpi par 3 mm, tas ir, pozicionēšanas kļūda tiek pastiprināta attiecībā pret savienojuma spraugu. . Centrālā cauruma un mazo caurumu izmantošana sadales aplī Divu tapu pozicionēšanas metode vienā cauruma pusē neatbilst apstrādes prasībām.
bilde
2. attēls. Kļūdu pastiprināšanas parādība centrālo caurumu un apkārtmēru caurumu novietojumā
Kā parādīts 3. attēlā, ja par etalonu izmanto divus mazos caurumus Q2 un K4 uz rotējošā diska sadales apļa, ir acīmredzams, ka šīs metodes tapu atstatums ir lielāks nekā iepriekšējā metodē. Lai gan atstatums starp tapām ir palielināts, kā rezultātā tiek relatīvi samazināta griešanās leņķa kļūda, atlikušo divu caurumu Q1 un K3 pozicionēšanas kļūda joprojām pārsniedz atbilstības atstarpi par 3 mm, kā arī pastāv dažādu caurumu pozīciju un dažādu atšķirību parādība. pozicionēšanas kļūdas. Šāda veida divu tapu pozicionēšana vienā pusē joprojām neatbilst tehniskajām prasībām.
bilde
3. attēls. Kļūdas pastiprināšanas parādība dubultā apkārtmēra cauruma pozicionēšanā
Pat ja tiek izmantota dubultās izplešanās struktūra ar divām tapām vienā pusē, armatūras pozicionēšanas komponentu ražošanas procesā neizbēgami rodas sistemātiskas kļūdas, piemēram, mērījumi, ražošana un montāža. Pašas armatūras ražošanas kļūdas dēļ tapas un vārpstas asis nevar pilnībā sakrist. Tajā pašā laikā, lai gan savienojuma vertikālajā virzienā starp abām tapām, leņķa kļūda tiek samazināta, jo tiek novērsta pieguļošā sprauga; divu tapu savienojuma virzienā, tapa, Atšķirība caurumu atstatuma atskaitē tiks homogenizēta sagataves nelielas nobīdes dēļ, bet pozicionēšanas kļūda ir samazināta tikai attiecībā pret stingro cilindrisko tapu, un to nevar novērst . Tās izmērs ir atkarīgs no pašas armatūras formas, stāvokļa un izmēru precizitātes, kad tas tiek ražots. , un izņemot divus pozicionēšanas caurumus, pārējo caurumu pozicionēšanas kļūdas joprojām atšķiras atkarībā no to relatīvās pozīcijas attiecībā pret pozicionēšanas tapas caurumiem. Joprojām pastāv tendence, ka pozicionēšanas kļūda tiek pastiprināta attiecībā pret divām tapām vienā pusē, un ir parādība, kas neatbilst pielaidei.
3 Pārpozicionēšanas divējāda rakstura analīze
Pārmērīgas pozicionēšanas parādība var viegli novest pie tā, ka cietās sagataves netiek normāli uzstādītas. Tomēr noteiktos apstākļos saprātīga pārmērīgas pozicionēšanas izmantošana var sasniegt labus rezultātus un acīmredzamas priekšrocības.
Apstrādājamām detaļām ar vāju stingrību un augstas precizitātes prasībām, piemēram, sagatavēm ar plānām sienām, slaidiem stieņiem vai sagatavēm ar lielu plakanu virsmu kā pozicionēšanas atskaiti, lielām detaļām utt., pārpozicionēšana ir izdevīgāka. Sagatavēm ar sliktu stingrību visas viegli deformējamās vietas pēc iespējas jāierobežo. Mērķis ir novērst deformāciju, ko izraisa griešanas spēki apstrādes laikā, palielināt pozicionēšanas un iespīlēšanas stingrību, nodrošināt apstrādes procesa stabilitāti un uzlabot apstrādes precizitāti.
Griežot garenass apstrādājamo detaļu, vienu sagataves galu saspiež ar trim spīlēm, bet otru galu atbalsta astes gals. Apstrādājamā priekšmeta kustības brīvība Y un Z virzienā tiek ierobežota divas reizes, kā rezultātā tiek veikta pārmērīga pozicionēšana. Salīdzinot ar bezgala atbalstu, tiek palielināts kontakta laukums un iespīlēšanas uzticamība, nostiprināta sagataves stingrība, apstrāde norit vienmērīgi, kā arī ievērojami uzlabojas sagataves apstrādes kvalitāte un efektivitāte.
Frēzēšanas apstrādē trīs atbalsta punkti nosaka plakni, un ceturtais atbalsta punkts nevar būt absolūti vienā plaknē ar ABC. Četru punktu fiksētā virsma ir pārāk novietota. Tomēr faktiskajā ražošanā par pozicionēšanas etaloniem vienlaikus bieži tiek izmantotas vairākas virsmas ar labāku savstarpēju pozīcijas precizitāti, veidojot pārmērīgas pozicionēšanas metodi. Šī pārmērīgas pozicionēšanas metode ne tikai uzlabo iespīlēšanas uzticamību un sistēmas stingrību, bet arī uzlabo plānsienu sagatavju deformāciju, tādējādi labāk nodrošinot produkta apstrādes kvalitāti. Ceturtā atbalsta punkta noņemšana un pārmērīgas pozicionēšanas metožu likvidēšana rada pretēju efektu.
Citiem vārdiem sakot, dažas pozicionēšanas metodes ir pārpozicionētas no formālā viedokļa, bet nav būtiskas savstarpējas iejaukšanās vai konflikta starp pozicionēšanas atbalsta punktiem ar vairākkārt ierobežotām brīvības pakāpēm vai, lai gan ir traucējumi, tie nepārsniedz pieļaujamo. sagataves robeža. prasībām, šāda pārpozicionēšana ir atļauta. Citiem vārdiem sakot, ja par pozicionēšanas atskaites punktu tiek izmantots precīzs atskaites punkts ar augstu apstrādes precizitāti, pozicionēšanas atskaites punkta kļūda ir maza, un sagataves pozīcija joprojām var peldēt nelielā diapazonā. Šāda pārpozicionēšana ir tikai formāla pārpozicionēšana, un tā ir atļauta [4].
Izmantojot pozicionēšanu, jums jāpievērš uzmanība šādiem trim punktiem.
1) Pozicionēšanas atsauces kļūda nosaka pārmērīgas pozicionēšanas traucējumu rezultāta nevēlamības pakāpi. Jo lielāka ir pozicionēšanas datu kļūda, jo nopietnāka ir traucējumu deformācija un lielākas nelabvēlīgas sekas. Tāpēc ir jāizvirza augstākas prasības pozicionēšanas atskaites punkta cauruma izmēram un ģeometriskajai precizitātei, ko izmanto kā sagatavi, lai samazinātu paša pozicionēšanas atsauces punkta kļūdu.
2) Spēkam, ko izmanto sagataves iekraušanai un izkraušanai, jābūt atbilstošam, un tā lokālajai deformācijai un kontaktspriegumam jābūt kontrolētam tehnisko prasību atļautajā diapazonā.
3) Armatūras sistēmā ar pārmērīgu novietojumu pozicionēšanas daļu skaits ietekmē visas armatūras sistēmas visaptverošo novirzi.
4 Pielietojuma gadījumi trīs tapu pārpozicionēšanai vienā pusē
Iepriekš minētās nerūsējošā tērauda rotācijas plāksnes kopējais augstums ir 210 mm un I formas šķērsgriezums. Abās gala virsmās ir N (nepāra skaitlis) koaksiāli un vienmērīgi sadalīti mazi caurumi ar φD1 un centrā ir liels caurums φD2. Šī sagatave ir metināta konstrukcijas daļa, un ir augstas prasības starp mazo caurumu augšējo un apakšējo asi, starp vienmērīgo apļveida asi un lielo caurumu asi, kā arī mazo caurumu novietojumu attiecībā pret lielajiem caurumiem. Apstrādājot vertikālā apstrādes centrā, grūtības ir saistītas ar augstām koaksialitātes prasībām mazajiem caurumiem starp augšējo un apakšējo slāni. Izmantojot pagarinātu instrumentu apstrādi un urbšanu no viena gala, var nodrošināt tehniskās prasības, bet pagarinātajam urbšanas instrumentam ir vajadzīgas daudzas specifikācijas, instrumenta izmaksas ir augstas, apstrādes laikā var rasties vibrācija, un efektivitāte nav augsta. Tāpēc piemērotāks apstrādes risinājums ir izmantot speciālu armatūru, U-pagrieziena apstrādi, tāpēc ir nepieciešams tikai neliels skaits īsu nažu. U-pagrieziena apstrādes plāna panākumu atslēga ir tāda, ka saspiešanas un pozicionēšanas precizitātei pagrieziena apstrādes laikā jāatbilst tehniskajām prasībām.
Kā minēts iepriekš, ja par pozicionēšanas atskaites punktu tiek izmantots smalkais atskaites punkts, ir atļauta pārpozicionēšana, lai uzlabotu pozicionēšanas precizitāti. Izmantojot vertikālo apstrādes centru, lai apstrādātu rotējošā galda otrās virsmas caurumus, iespīlēšanai var izmantot trīs tapu pozicionēšanas konstrukciju vienā pusē. Instrumenta apakšējā virsma un trīs cilindriskās tapas asis uz tās tiek izmantotas kā pozicionēšanas atskaites punkts, un sagataves pamatā ir cauruma tapas klīrenss. Atbilstoši uzstādīts uz instrumenta pamatnes plāksnes. Apstrādājamā priekšmeta XY pārvietojumu un rotāciju ap Z asi vienlaikus ierobežo trīs tapas caurumu pozicionēšanas pāru pāri. Saskaņā ar trim iepriekšminētajiem pārmērīgas pozicionēšanas izmantošanas nosacījumiem ir jāizmanto augstas precizitātes vertikālais apstrādes centrs, lai izgatavotu instrumenta pamatplāksni un apstrādātu mazos caurumus rotējošā galda pirmajā virsmā, lai samazinātu atšķirību starp tapām un caurumu atstatums. Apstrādes centram ir augsta pozicionēšanas precizitāte (pozicionēšanas kļūda Mazāka vai vienāda ar 0,01 mm). Tāpēc lieluma atšķirību starp tapu un caurumu atstarpi un formas kļūdu var ignorēt. Vienīgais faktors, kas ietekmē pozicionēšanas precizitāti, ir atbilstības attālums starp tapām un caurumiem [5].
Turpiniet izmantot UG NX programmatūru, lai simulētu trīs tapu novietošanas un iespīlēšanas procesu vienā pusē, un pievienojiet kontaktu ierobežojumus trešajam tapas caurumu pārim. Kā redzams no montāžas navigatora 4. attēlā, porainās sagataves 2 pozīcijas statuss ir "pusi melns un pa pusei balts" mazs aplis, kas norāda, ka apstrādājamā detaļa 2 ir daļēji ierobežotā stāvoklī. Montāžas rīkjoslā noklikšķiniet uz ierobežojuma pogas, pārvietojiet kursoru uz sagatavi, nospiediet un turiet un pagrieziet peli. Trīs mazie caurumi uz sagataves vienlaicīgi griezīsies ap saskarē esošo cilindrisko tapu. Apstrādājamā detaļa patiešām nav pilnībā ierobežota. Acīmredzot ar UG NX programmatūras palīdzību intuitīvi var redzēt, ka, sagatavei trīs tapu konstrukcijā peldot, gredzena diametrs, ko veido mazā cauruma centrs, nepārsniegs montāžas atstarpi, un trīs ierobežojumu ietekme padara apstrādājamā priekšmeta centru lielāku. Caurums var peldēt tikai nelielā diapazonā. Tātad, kāda ir lielā cauruma pozicionēšanas kļūda sagataves centrā?
