Dựa trên ứng dụng của đầu chỉ mục phụ kiện máy công cụ và thiết bị treo trên máy phay bàn nâng thẳng đứng thông thường, lấy xi lanh của bộ phận động cơ diesel tốc độ thấp công suất cao hàng hải làm ví dụ, bề mặt cam của mặt phẳng piston là xay. Trong điều kiện của thiết bị máy công cụ hiện có trong xưởng, hãy phân tích cấu trúc biên dạng cam piston xi lanh và các thông số dẫn, kết hợp công thức tính tỷ số truyền bánh răng và chức năng ứng dụng của đầu lập chỉ mục, đồng thời phân tích máy công cụ, dao phay, lập chỉ mục đầu và bánh răng liên quan. Các thông số kỹ thuật liên quan đều được tính toán và sắp xếp cẩn thận. Sau khi thực hành gia công và kiểm tra chức năng chuyển động của các bộ phận piston sau khi chúng được lắp vào xi lanh khí van xả động cơ diesel, một bộ giải pháp quy trình gia công có chất lượng ổn định và chi phí thấp được tóm tắt.
#01
hình ảnh
Lời nói đầu
hình ảnh
Để gia công chính xác các biên dạng cam phẳng, giải pháp xử lý lý tưởng nhất là phay máy công cụ CNC, đặc biệt là các trung tâm gia công CNC có trục quay CNC (trục A hoặc trục B). Các bộ phận của động cơ diesel tốc độ thấp hàng hải công suất cao đều được sản xuất theo lô nhỏ và có nhiều loại khác nhau. Vốn đầu tư vào thiết bị trung tâm gia công NC tương đối lớn. Tỷ lệ đầu vào-đầu ra của máy công cụ NC mới có chức năng gia công đa trục cho riêng bộ phận này là không lý tưởng. Máy phay bàn nâng đứng thông thường là thiết bị sản xuất tiêu chuẩn trong hầu hết các xưởng gia công cơ khí truyền thống. Mục tiêu nghiên cứu quy trình của các kỹ thuật viên xưởng là tận dụng tối đa các chức năng xử lý của thiết bị máy công cụ hiện có và hình thành đầu vào chi phí thấp và đầu ra hiệu quả cao. Cam mặt phẳng piston là bề mặt dẫn hướng chuyển động của thanh dẫn hướng và có độ chính xác cao. Quá trình phay bao gồm xử lý liên kết trong đó trục tuyến tính và trục quay theo một tỷ lệ nhất định. Phay trên máy công cụ không phải CNC là khó khăn. Đạo trình của cam mặt phẳng piston nhỏ, nghĩa là để tạo thành góc quay lớn trong khoảng cách tuyến tính ngắn, cần sử dụng các chức năng của máy phay đứng thông thường để phát triển trục tuyến tính mới và trưởng thành và sơ đồ công nghệ xử lý liên kết trục quay [1]. Khám phá công nghệ xử lý các bộ phận cam phẳng và công nghệ ứng dụng bánh răng để đảm bảo chất lượng xử lý các bộ phận.
#02
hình ảnh
Ứng dụng của máy phay và bánh răng đi kèm đầu chia độ
hình ảnh
Ứng dụng của máy phay đứng thông thường và đầu chia độ với quá trình xử lý bánh răng treo được thể hiện trong Hình 1. Như được hiển thị trong Hình 1a, máy phay bàn nâng thẳng đứng thông thường X53K có bước vít cấp liệu dọc P=6mm. Đầu lập chỉ mục phổ quát FW250 có số cố định là 40 và được trang bị thư viện bánh răng tiêu chuẩn có sẵn. Các răng bánh răng tùy chọn z là 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 và 100[2]. Bánh răng truyền động chính được lắp ở một đầu của trục vít dọc của máy phay đứng, và bánh răng dẫn động được lắp ở phía đuôi của đầu chia độ. Bộ bánh răng có tỷ số truyền tương ứng được treo giữa bánh răng dẫn động chính và bánh răng dẫn động. Bộ bánh răng được điều chỉnh theo lưới thích hợp. Sau khi khoảng trống được xóa, hãy cố định nó bằng giá đỡ được khóa ở hai bên đầu và đuôi chỉ mục. Sau khi lắp đặt hoàn tất, vít dọc của máy phay đứng dẫn động bàn làm việc tiến theo chiều dọc. Đồng thời, bánh răng dẫn động chính tích hợp trục vít dọc truyền chuyển động quay tương ứng đến đầu định vị thông qua bộ bánh răng có tỷ số truyền tương ứng. Vòng quay của kẹp đầu lập chỉ mục Các bộ phận được xoay tương ứng để thực hiện xử lý liên kết đồng bộ giữa trục tuyến tính và trục quay.
hình ảnh
a) Máy phay đứng X53K
hình ảnh
b) Đầu định vị được trang bị bộ phận treo
hình ảnh
c) Phay cam phẳng
Hình 1: Sơ đồ ứng dụng của máy phay đứng thông thường và đầu chia độ được trang bị gia công bánh răng treo
#03
hình ảnh
Bề mặt cam phẳng phần piston
hình ảnh
Pít-tông xi-lanh trong khoang xi-lanh khí của cụm van xả động cơ diesel tốc độ thấp công suất cao hàng hải là một bộ phận chuyển động chính xác. Piston quay lên hoặc quay xuống dưới tác dụng của áp suất xi lanh. Bề mặt dẫn cam ở mặt cuối của pít-tông dẫn động chuyển động của thanh dẫn hướng tiếp xúc với nó. Vòng quay của piston Độ chính xác của góc và khoảng cách chuyển động lên xuống là rất quan trọng đối với các chức năng như thời gian xả. Các yêu cầu về kích thước xử lý đối với bề mặt dẫn (0 độ ~144,3 độ ) của cam phẳng piston được thể hiện trên Hình 2. Cam phẳng có dạng trùm vòng cuối có vòng tròn bên trong R6{{ 10}}mm và đường tròn bên ngoài R70mm. Nó xoắn ốc hướng lên trên theo chiều kim đồng hồ từ 0 độ (mở rộng theo chu vi R65mm, góc tăng 1,75 độ). Khi đạt tới 144,3 độ, nó kết thúc trên bề mặt cam sau với chiều cao 5mm. , giá trị độ nhám bề mặt của bề mặt cam Ra=3.2μm. Chất liệu của các bộ phận là QT400.
hình ảnh
a) Mặt trên của piston
hình ảnh
b) Mặt cắt ngang của piston
hình ảnh
c) Sơ đồ giãn nở bề mặt chì
hình ảnh
d) Bản vẽ đẳng cự của piston
Hình 2 Kích thước bề mặt cam mặt phẳng piston của một mẫu xe nhất định
#04
hình ảnh
Gia công bề mặt chì cam
hình ảnh
4.1 Chuẩn bị quy trình
Các yêu cầu về kích thước của quá trình tiện trước quá trình phay bề mặt cam piston được thể hiện trên Hình 3. Quá trình tiện không được giới thiệu trong bài viết này.
hình ảnh
Hình 3 Yêu cầu về kích thước của quá trình tiện trước quá trình phay bề mặt cam piston
4.2 Tính toán lựa chọn bánh răng phù hợp
(1) Tính toán đạo trình cam L: Khoảng cách độ cao tương ứng với độ cao dọc trục của đường xoắn ốc bề mặt cam 360 độ là đạo trình cam L. Theo các kích thước của sơ đồ giãn nở bề mặt đạo trình trên Hình 2c, bề mặt cam tăng h=5mm từ 0 độ lên 144,3 độ và trục cam L được tính toán dựa trên điều này. Từ 5/L=144.3/360, chúng ta có thể nhận được L=12.474 (mm).
(2) Tính tỉ số truyền i Công thức tính tỉ số truyền [2] là
i＝40t/L (1)
Trong công thức, i là tỷ số truyền; 40 là số cố định của đầu chỉ mục; t là bước vít dọc của máy công cụ (mm) và t của máy phay đứng X53K thường là 6 mm; L là dây dẫn cam (mm).
Theo công thức (1), phép tính cho thấy i=40×6/12.474≈19.24.
(3) Số lượng răng bánh răng được tính toán dựa trên số lượng răng bánh răng tùy chọn được trang bị đầu phân độ FW250 và yêu cầu về tỷ số truyền. Theo quy ước 2 bộ (một bộ bánh răng chính và bánh răng dẫn động liên quan đến truyền động trực tiếp) 4 cấu hình bánh răng Không đáp ứng được yêu cầu về tỷ số truyền 19,24. Theo không gian lắp đặt và điều kiện cố định khung, 3 nhóm 6 bánh răng được chọn và cấu hình. Công thức tính tỷ số truyền bánh răng [3] là
I＝z1z3z5/(z2z4z6) (2)
Trong công thức I là tỷ số truyền bánh răng; z1, z3 và z5 lần lượt là răng của từng bánh răng treo đang hoạt động và ưu tiên lựa chọn từ các răng bánh răng tiêu chuẩn của đầu phân độ; z2, z4 và z6 lần lượt là số răng của từng bánh răng dẫn động và được ưu tiên chọn từ Đầu phân độ đạt tiêu chuẩn với số răng bánh răng để lựa chọn.
Theo công thức (2) có thể thu được bộ truyền động có 3 nhóm phân bố 6 bánh răng
Tỷ số I=90×80×70/(35×30×25)=19.2, gần với tỷ số truyền i (19,24) được tính từ dây dẫn cam.
4.3 Xác minh lỗi
Tỷ số truyền I{0}}.2 được thiết kế dựa trên việc lựa chọn điều kiện số răng của bánh răng. Đạo trình giả định L=40×6/19.2=12.5 (mm) được tính bằng phương trình (1). Khi đó theo phần bề mặt dẫn cam có góc 144,3 độ, ngược lại giả sử chiều cao h=144.3×12.5/360=5.01 (mm) so với bề mặt dẫn cam tính toán, và sai số 5mm so với kích thước yêu cầu trong bản vẽ là 0,01mm, đáp ứng yêu cầu cho phép về dung sai kích thước bộ phận.
4.4 Ứng dụng thực tế
Khi phay cam mặt phẳng piston được kẹp trên đầu định vị, đầu định vị sẽ kẹp trục chính quá trình bằng mâm cặp tự định tâm và điều chỉnh sai số đồng tâm quay trục chính thành Nhỏ hơn hoặc bằng 0.01mm. Định vị pít-tông với lỗ bên trong pít-tông và trục chính của quá trình, đồng thời sử dụng Bu lông thanh giằng và vòng đệm tấm áp lực để kẹp và siết chặt pít-tông trong lỗ ren ở cuối trục quá trình và sử dụng đồng hồ quay số để kiểm tra vòng quay. hết piston. Bánh răng phay bề mặt cam piston được thể hiện trên Hình 4. Các bánh răng dẫn động chính Z1 và Z2 được lắp trên đầu vít dọc của máy công cụ trên giá đỡ cố định. Z2 là bánh răng dẫn động của Z1. Z3 và Z2 là các bánh răng đồng trục. Z3 ổ đĩa Z4 và Z2. Z5 và Z4 là bánh răng đồng trục đồng trục. Z5 dẫn động bánh răng Z6 được treo ở phía đuôi của đầu chia độ (nghĩa là dẫn động trục bánh xe treo đầu chia độ), cuối cùng tạo thành hướng dẫn cho chuyển động quay của các bộ phận được giữ bởi đầu chia độ và cấp liệu dọc chuyển động của máy công cụ. Mối quan hệ giữa tỷ lệ hành trình là khoảng cách chuyển động dọc của máy công cụ là 12,5mm và piston quay đồng bộ 360 độ; khoảng cách di chuyển theo chiều dọc của máy công cụ là 5,01mm và piston quay đồng bộ 144,3 độ.
Dụng cụ phay là máy nghiền ngón thép tốc độ cao φ20mm. Các thông số cắt là tốc độ cắt vc{2}},55m/phút, tốc độ trục xoay n=375r/phút và bước tiến f=0,1mm/r. Căn chỉnh đường trục của dao phay ngón trùng với đường tâm của piston. Sử dụng cạnh bên của dao phay ngón ở dưới cùng của bề mặt dẫn cam (-5mm) và xoay thanh cấp liệu dọc của máy công cụ sang phải, tức là khởi động cam mặt phẳng pít-tông. Trục tuyến tính và trục quay của phay được xử lý đồng thời. Quá trình này được chia thành gia công thô, bán hoàn thiện và hoàn thiện. Điểm bắt đầu của dao phay cuối là độ 0 theo hướng xuyên tâm của bề mặt chì và vị trí trục của bề mặt chì được lên kế hoạch là -3.5mm (để lại một lề 1,5mm ), -4,8 mm (để lại lề 0,2 mm) và -5mm, tổng cộng có 3 bước xử lý phay. Sau khi hoàn thành quá trình phay của từng bước công việc, dao phay được rút theo trục về vị trí an toàn và nguồn cấp dữ liệu dọc của máy công cụ được đảo ngược trở lại vị trí bắt đầu của bước công việc trước đó. Xét đến sai số lùi của khe hở bánh răng, mỗi lần lùi số lùi sẽ vượt quá vị trí ban đầu. Sau khoảng 1 vòng quay của vị trí bắt đầu, quay trở lại vị trí ban đầu theo hướng thuận và rút chốt điều khiển đầu định vị ra (chuyển động quay của đầu định vị thoát ra khỏi sự ràng buộc của bánh răng phù hợp, tức là nó đứt ra từ nguồn cấp dữ liệu dọc của bảng máy công cụ. Ràng buộc liên kết), sau khi máy công cụ được quay bằng tay theo chiều dọc để nạp lượng cắt tương ứng, bánh răng ràng buộc liên kết chốt sẽ được lắp vào. Sau khi dụng cụ được hạ xuống vị trí thích hợp, quá trình xử lý liên kết của bước trước đó được lặp lại cho đến khi bề mặt dẫn cam được xử lý theo kích thước hoàn thiện.
#05
hình ảnh
Phần kết luận
hình ảnh
Ứng dụng xử lý của máy phay bàn nâng thẳng đứng thông thường và đầu chia độ được trang bị bánh răng treo bề mặt cam piston đã giải quyết thành công vấn đề xử lý của động cơ chính được cấp bằng sáng chế của MAN ES như 420mm, 460mm và động cơ diesel công suất cao tốc độ thấp có đường kính lỗ khác động cơ van xả xi lanh cam mặt phẳng piston, tận dụng tối đa khả năng xử lý của các máy công cụ thông thường hiện có trong xưởng, giảm giá thành thiết bị sản xuất, tăng tính linh hoạt trong tổ chức sản xuất của xưởng và đạt được chất lượng sản phẩm tốt và hiệu suất đầu ra cao, trong khi sử dụng máy phay thông thường cho các bộ phận tương tự. Nó cung cấp tài liệu tham khảo để xử lý nhanh bằng bánh răng treo.
