Sulla base dell'applicazione della testa indicizzatrice accessoria della macchina utensile e dell'ingranaggio sospeso sulla fresatrice ordinaria del tavolo di sollevamento verticale, prendendo come esempio il cilindro di una parte del motore diesel marino ad alta potenza e bassa velocità, la superficie del piombo della camma del piano del pistone è fresato. Nelle condizioni dell'attrezzatura della macchina utensile esistente in officina, analizzare la struttura del profilo della camma del pistone del cilindro e i parametri di guida, combinare la formula di calcolo del rapporto di trasmissione dell'ingranaggio e la funzione applicativa della testa indicizzatrice e analizzare le macchine utensili, le frese, l'indicizzazione teste e ingranaggi coinvolti. I parametri tecnici rilevanti vengono calcolati e organizzati con cura. Dopo la pratica di lavorazione e il test della funzione di movimento delle parti del pistone dopo la loro installazione nel cilindro pneumatico della valvola di scarico del motore diesel, vengono riepilogati una serie di soluzioni di processo di lavorazione di qualità stabile e a basso costo.
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Prefazione
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Per la lavorazione di precisione di profili di camme piatte, la soluzione di processo più ideale è la fresatura di macchine utensili CNC, in particolare centri di lavoro CNC con assi di rotazione CNC (asse A o asse B). Le parti dei motori diesel marini a bassa velocità ad alta potenza sono tutte in piccoli lotti e di vario tipo. L'investimento di capitale nelle attrezzature per centri di lavoro NC è relativamente elevato. Il rapporto input-output della nuova macchina utensile NC con funzione di lavorazione multiasse solo per questo pezzo non è ideale. Le normali fresatrici con tavolo elevatore verticale sono apparecchiature di produzione standard nella maggior parte delle officine di lavorazione meccanica tradizionali. L'obiettivo della ricerca di processo dei tecnici di officina è quello di utilizzare appieno le funzioni di elaborazione delle attrezzature esistenti delle macchine utensili e ottenere input a basso costo e output ad alta efficienza. La camma del piano del pistone è la superficie guida del movimento dell'asta di guida e ha un'elevata precisione. Il processo di fresatura prevede un'elaborazione del collegamento in cui l'asse lineare e l'asse di rotazione sono in una certa proporzione. La fresatura su macchine utensili non CNC è difficile. L'avanzamento della camma del piano del pistone è piccolo, ovvero per formare un ampio angolo di rotazione in una breve distanza lineare, è necessario utilizzare le funzioni di una normale fresatrice verticale per sviluppare un asse lineare nuovo e maturo e schema della tecnologia di elaborazione del collegamento dell'asse rotante [1]. Esplora la tecnologia di elaborazione delle parti di camme piane e la tecnologia di applicazione degli ingranaggi per garantire la qualità della lavorazione delle parti.
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Applicazione dell'attrezzatura di accompagnamento della fresatrice e della testa indicizzatrice
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L'applicazione della fresatrice verticale ordinaria e della testa indicizzata con lavorazione di ingranaggi sospesi è mostrata nella Figura 1. Come mostrato nella Figura 1a, la fresatrice con tavolo elevatore verticale ordinario X53K ha un passo della vite di alimentazione longitudinale P=6mm. La testa indicizzatrice universale FW250 ha un numero fisso di 40 ed è dotata di una libreria di ingranaggi standard disponibile. I denti degli ingranaggi opzionali z sono 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 e 100[2]. L'ingranaggio di trasmissione principale è installato su un'estremità dell'albero a vite longitudinale della fresatrice verticale e l'ingranaggio condotto è installato sul lato posteriore della testa indicizzatrice. Tra l'ingranaggio conduttore principale e quello condotto è sospeso un gruppo di ingranaggi con il rapporto di trasmissione corrispondente. Il set di ingranaggi è adattato alla maglia appropriata. Dopo aver eliminato lo spazio, fissarlo con la staffa bloccata sui lati della testa di indicizzazione e della coda. Una volta completata l'installazione, la vite longitudinale della fresatrice verticale guida il piano di lavoro per l'avanzamento longitudinale. Allo stesso tempo, l'ingranaggio motore principale integrato con la vite longitudinale trasmette il corrispondente movimento rotatorio alla testa indicizzatrice attraverso il gruppo di ingranaggi con il corrispondente rapporto di trasmissione. La rotazione del bloccaggio della testa indicizzatrice Le parti vengono ruotate di conseguenza per realizzare l'elaborazione del collegamento sincrono dell'asse lineare e dell'asse rotante.
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a) Fresatrice verticale X53K
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b) La testa indicizzatrice è dotata di un meccanismo di sospensione
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c) Fresatura a camma piana
Figura 1: Schema applicativo di una fresatrice verticale ordinaria e di una testa indicizzata dotata di lavorazione con ingranaggi sospesi
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Superficie piana del cavo della camma della parte del pistone
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Il pistone del cilindro nella cavità del cilindro dell'aria del gruppo valvola di scarico del motore diesel marino ad alta potenza e bassa velocità è una parte mobile di precisione. Il pistone ruota verso l'alto o verso il basso sotto l'azione della pressione del cilindro. La superficie guida della camma sulla faccia terminale del pistone guida il movimento dell'asta di guida in contatto con essa. La rotazione del pistone La precisione dell'angolo e della distanza del movimento su e giù è fondamentale per funzioni come la fasatura dello scarico. I requisiti delle dimensioni di lavorazione per la superficie del piombo (0 gradi ~144,3 gradi) della camma piatta del pistone sono mostrati nella Figura 2. La camma piatta ha la forma di una borchia dell'anello terminale con un cerchio interno di R6{{ 10}}mm e un cerchio esterno di R70mm. Si muove a spirale verso l'alto in senso orario da 0 gradi (espanso sulla circonferenza R65mm, angolo di salita di 1,75 gradi). Quando raggiunge i 144,3 gradi, termina sulla superficie della camma posteriore con un'altezza di 5 mm. , il valore di rugosità superficiale della superficie della camma Ra=3.2μm. Il materiale delle parti è QT400.
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a) Vista dall'alto del pistone
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b) Vista in sezione trasversale del pistone
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c) Diagramma di espansione della superficie del piombo
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d) Disegno isometrico del pistone
Figura 2 Dimensioni della superficie della camma del piano del pistone di un determinato modello
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Lavorazione della superficie del cavo della camma
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4.1 Preparazione del processo
I requisiti dimensionali del processo di tornitura prima del processo di fresatura della superficie della camma del pistone sono mostrati nella Figura 3. Il processo di tornitura non viene introdotto in questo articolo.
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Figura 3 Requisiti dimensionali per il processo di tornitura prima del processo di fresatura della superficie della camma del pistone
4.2 Selezione del calcolo degli ingranaggi corrispondenti
(1) Calcolo del passo della camma L: La distanza in altezza corrispondente alla salita assiale della spirale della superficie della camma di 360 gradi è il passo della camma L. Secondo le dimensioni del diagramma di espansione della superficie del passo nella Figura 2c, il la superficie della camma aumenta h=5mm da 0 gradi a 144,3 gradi e il passo della camma L viene calcolato in base a questo. Da 5/L=144.3/360 si ottiene L=12.474 (mm).
(2) Calcolo del rapporto di trasmissione i La formula per il calcolo del rapporto di trasmissione [2] è
i＝40t/L (1)
Nella formula i è il rapporto di trasmissione; 40 è il numero fisso della testa intermittente; t è il passo della vite longitudinale della macchina utensile (mm) e t della fresatrice verticale X53K è generalmente 6 mm; L è il passo della camma (mm).
Secondo la formula (1), il calcolo mostra che i=40×6/12.474≈19.24.
(3) Il numero di denti dell'ingranaggio viene calcolato in base al numero di denti dell'ingranaggio opzionali dotati della testa indicizzatrice FW250 e ai requisiti del rapporto di trasmissione. Secondo i convenzionali 2 set (un set di ingranaggi principali e condotti relativo alla trasmissione diretta) 4 configurazioni di ingranaggi Impossibile soddisfare il requisito del rapporto di trasmissione 19.24. In base allo spazio di installazione e alle condizioni di fissaggio della staffa, vengono selezionati e configurati 3 gruppi di 6 marce. La formula per il calcolo del rapporto di trasmissione dell'ingranaggio [3] è
I＝z1z3z5/(z2z4z6) (2)
Nella formula I è il rapporto di trasmissione dell'ingranaggio; z1, z3 e z5 sono rispettivamente i denti di ciascun ingranaggio sospeso attivo e viene data priorità alla selezione tra i denti dell'ingranaggio standard della testa indicizzatrice; z2, z4 e z6 sono rispettivamente il numero di denti di ciascun ingranaggio sospeso condotto e viene data priorità alla selezione. La testa indicizzatrice viene fornita di serie con il numero di denti dell'ingranaggio tra cui scegliere.
Secondo la formula (2) si può ottenere una trasmissione con 3 gruppi con distribuzione di 6 denti
Il rapporto I=90×80×70/(35×30×25)=19.2, che è vicino al rapporto di trasmissione i (19.24) calcolato dal passo della camma.
4.3 Verifica degli errori
Il rapporto di trasmissione I{{0}}.2 è progettato in base alla selezione delle condizioni del numero di denti dell'ingranaggio. Il passo presunto L=40×6/19.2=12.5 (mm) viene calcolato utilizzando l'equazione (1). Quindi, in base all'angolo della superficie dell'avanzamento della camma della parte di 144,3 gradi, si presuppone inversamente che l'altezza h=144.3×12,5/360=5.01 (mm) rispetto alla superficie dell'avanzamento della camma calcolata e L'errore di 5 mm rispetto alla dimensione richiesta nel disegno è 0,01 mm, che soddisfa i requisiti consentiti di tolleranza della dimensione della parte.
4.4 Applicazione pratica
Quando la fresatura a camma del piano del pistone è bloccata sulla testa indicizzatrice, la testa indicizzatrice blocca il mandrino di processo con un mandrino autocentrante e regola l'errore di concentricità di rotazione del mandrino su Inferiore o uguale a 0,01 mm. Posizionare il pistone con il foro interno del pistone e il mandrino di processo, quindi utilizzare i bulloni del tirante e le rondelle della piastra di pressione per bloccare e serrare il pistone nel foro filettato all'estremità del mandrino di processo e utilizzare un indicatore a quadrante per controllare la rotazione fuoriuscita del pistone. L'ingranaggio di fresatura della superficie della camma del pistone è mostrato nella Figura 4. Gli ingranaggi di trasmissione principali Z1 e Z2 sono installati sull'estremità della vite longitudinale della macchina utensile sulla staffa fissa. Z2 è l'ingranaggio condotto di Z1. Z3 e Z2 sono ingranaggi sincroni coassiali. Z3 guida Z4 e Z2. Z5 e Z4 sono ingranaggi sincroni coassiali. Z5 aziona l'ingranaggio Z6 che è appeso sul lato posteriore della testa indicizzatrice (ovvero, aziona l'albero della ruota sospesa della testa indicizzatrice), che alla fine costituisce la guida per il movimento rotatorio delle parti trattenute dalla testa indicizzatrice e l'avanzamento longitudinale movimento della macchina utensile. La relazione tra il rapporto di corsa è che la distanza di movimento longitudinale della macchina utensile è di 12,5 mm e il pistone ruota di 360 gradi in modo sincrono; la distanza di movimento longitudinale della macchina utensile è 5,01 mm e il pistone ruota in modo sincrono di 144,3 gradi.
L'utensile di fresatura è una fresa in acciaio ad alta velocità da φ20mm. I parametri di taglio sono velocità di taglio vc=23,55 m/min, velocità del mandrino n=375r/min e avanzamento f=0,1 mm/r. Allineare la linea dell'asse della fresa in modo che coincida con la linea centrale del pistone. Utilizzare il bordo laterale della fresa in modo che si trovi nella parte inferiore della superficie della camma (-5mm) e ruotare l'asta di avanzamento longitudinale della macchina utensile verso destra, ovvero avviare la camma del piano del pistone. L'asse lineare e l'asse rotante della fresatura vengono elaborati simultaneamente. Il processo si divide in lavorazioni di sgrossatura, semifinitura e finitura. Il punto iniziale della fresa è di 0 gradi nella direzione radiale della superficie del conduttore e la posizione assiale della superficie del conduttore è prevista essere di -3,5 mm (lasciando un margine di 1,5 mm ), -4,8 mm (lasciare un margine di 0,2 mm) e -5mm, per un totale di 3 passaggi di lavorazione di fresatura. Una volta completata la fresatura di ciascuna fase di lavoro, la fresa viene retratta assialmente in una posizione sicura e l'avanzamento longitudinale della macchina utensile viene riportato alla posizione iniziale della fase di lavoro precedente. Considerando l'errore inverso del gioco degli ingranaggi, ogni ritorno inverso supera la posizione iniziale. Dopo circa 1 giro dalla posizione di partenza, ritornare alla posizione di partenza in direzione avanti ed estrarre il perno oscillante della testa indicizzatrice (il movimento rotatorio della testa indicizzatrice si libera dai vincoli dell'ingranaggio corrispondente, cioè si stacca dall'avanzamento longitudinale della tavola della macchina utensile. Vincolo di collegamento), dopo che la macchina utensile è stata azionata manualmente longitudinalmente per alimentare la quantità di taglio corrispondente, viene inserito l'ingranaggio di vincolo di collegamento del perno. Dopo che l'utensile è stato abbassato nella posizione appropriata, il processo di lavorazione del collegamento della fase precedente viene ripetuto finché la superficie del conduttore della camma non viene lavorata fino alla dimensione finale.
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Conclusione
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L'applicazione di lavorazione della normale fresatrice con tavolo elevatore verticale e della testa indicizzatrice dotata di superficie della camma del pistone di fresatura con ingranaggi sospesi ha risolto con successo il problema di lavorazione del motore principale brevettato MAN ES come diesel marino ad alta potenza a bassa velocità da 420 mm, 460 mm e altri diametri del foro camma del piano del pistone del cilindro della valvola di scarico del motore, sfruttando appieno le capacità di elaborazione delle normali macchine utensili esistenti in officina, riducendo il costo delle attrezzature di produzione, aumentando la flessibilità dell'organizzazione produttiva dell'officina e ottenendo una buona qualità del prodotto e un'elevata efficienza di rendimento, mentre per particolari simili si utilizzano normali fresatrici. Fornisce un riferimento per lavorazioni veloci con ingranaggi sospesi.
