ماشینکاری بادامک های تخت پیستونی در ماشین های فرز عمودی معمولی

بر اساس استفاده از سر نمایه سازی لوازم جانبی ماشین ابزار و چرخ دنده آویزان بر روی دستگاه فرز معمولی میز بالابر عمودی، با در نظر گرفتن سیلندر یک قسمت موتور دیزلی پرقدرت دریایی به عنوان مثال، سطح سرب بادامک هواپیما پیستون است. آسیاب شده تحت شرایط تجهیزات ماشین ابزار موجود در کارگاه، ساختار پروفیل بادامک پیستون سیلندر و پارامترهای سرب را تجزیه و تحلیل کنید، فرمول محاسبه نسبت انتقال دنده و تابع کاربرد سر نمایه سازی را با هم ترکیب کنید و ماشین ابزار، فرز، نمایه سازی را تجزیه و تحلیل کنید. سر و چرخ دنده درگیر پارامترهای فنی مربوطه محاسبه و با دقت مرتب می شوند. پس از تمرین ماشینکاری و تست عملکرد حرکت قطعات پیستون پس از نصب آنها در سیلندر هوای دریچه خروجی موتور دیزل، مجموعه ای از راه حل های فرآیند ماشینکاری با کیفیت پایدار و کم هزینه خلاصه می شود.

#01

تصویر

پیشگفتار

تصویر

برای ماشینکاری دقیق پروفیل های بادامک تخت، ایده آل ترین راه حل فرآیند، فرز ماشین ابزار CNC، به ویژه مراکز ماشینکاری CNC با محورهای چرخش CNC (محور A یا B) است. قطعات موتورهای دیزلی کم سرعت دریایی پرقدرت همگی در دسته های کوچک و انواع مختلفی هستند. سرمایه گذاری در تجهیزات مرکز ماشینکاری NC نسبتاً زیاد است. نسبت ورودی به خروجی ماشین ابزار جدید NC با عملکرد ماشینکاری چند محوره برای این قطعه به تنهایی ایده آل نیست. دستگاه های فرز میز بالابر عمودی معمولی تجهیزات استاندارد تولید در اکثر کارگاه های پردازش مکانیکی سنتی هستند. این هدف تحقیق فرآیند تکنسین های کارگاه است که به طور کامل از عملکردهای پردازش تجهیزات ماشین ابزار موجود استفاده کنند و ورودی کم هزینه و خروجی با راندمان بالا را تشکیل دهند. بادامک صفحه پیستون سطح سرب حرکت میله راهنما است و دقت بالایی دارد. فرآیند آسیاب شامل پردازش پیوندی است که در آن محور خطی و محور چرخش به نسبت معینی هستند. فرز بر روی ماشین ابزارهای غیر CNC دشوار است. سرب بادامک صفحه پیستون کوچک است، یعنی برای ایجاد یک زاویه چرخش بزرگ در یک فاصله خطی کوتاه، لازم است از عملکردهای یک ماشین فرز عمودی معمولی برای ایجاد یک محور خطی جدید و بالغ استفاده شود. طرح فناوری پردازش پیوند محور چرخشی [1]. برای اطمینان از کیفیت پردازش قطعات، فناوری پردازش قطعات بادامک هواپیما و فناوری کاربرد چرخ دنده را کاوش کنید.

#02

تصویر

استفاده از دستگاه فرز و هد نمایه سازی دنده همراه

تصویر

کاربرد دستگاه فرز عمودی معمولی و سر شاخص با پردازش چرخ دنده آویزان در شکل 1 نشان داده شده است. همانطور که در شکل 1a نشان داده شده است، دستگاه فرز میز بالابر عمودی معمولی X53K دارای گام پیچ تغذیه طولی P{3}} میلی متر است. هد نمایه سازی جهانی FW250 دارای عدد ثابت 40 است و مجهز به یک کتابخانه دنده استاندارد موجود است. دندانه های دنده اختیاری z 25، 30، 35، 40، 50، 60، 70، 80، 90 و 100 هستند[2]. چرخ دنده اصلی در یک انتهای شفت پیچ طولی دستگاه فرز عمودی و چرخ دنده محرک در سمت دم سر شاخص نصب می شود. یک مجموعه دنده با نسبت انتقال متناظر بین چرخ دنده اصلی و چرخ دنده محرک آویزان است. مجموعه دنده بر روی مش مناسب تنظیم می شود. پس از پاک شدن شکاف، آن را با براکت قفل شده روی سر و دم نشانگر ثابت کنید. پس از اتمام نصب، پیچ طولی دستگاه فرز عمودی، میز کار را به سمت تغذیه طولی هدایت می کند. در همان زمان، چرخ دنده اصلی که با پیچ طولی یکپارچه شده است، حرکت چرخشی مربوطه را از طریق مجموعه دنده با نسبت انتقال متناظر به سر شاخص انتقال می دهد. چرخش گیره سر نمایه ساز قطعات بر این اساس چرخانده می شوند تا پردازش پیوند همزمان محور خطی و محور دوار انجام شود.

تصویر
الف) دستگاه فرز عمودی X53K
تصویر
ب) سر شاخص مجهز به چرخ دنده آویزان است

تصویر
ج) فرز بادامک هواپیما
شکل 1: نمودار کاربرد دستگاه فرز عمودی معمولی و سر شاخص مجهز به پردازش چرخ دنده آویز.

#03

تصویر

سطح سرب بادامک تخت قسمت پیستون

تصویر

پیستون سیلندر در حفره سیلندر هوا مجموعه سوپاپ اگزوز موتور دیزل پرقدرت دریایی با سرعت بالا یک بخش متحرک دقیق است. پیستون تحت تأثیر فشار سیلندر به سمت بالا یا پایین می چرخد. سطح سرب بادامک در وجه انتهایی پیستون حرکت میله راهنما را در تماس با آن به حرکت در می آورد. چرخش پیستون دقت زاویه و فاصله حرکت بالا و پایین برای عملکردهایی مانند زمان بندی اگزوز بسیار مهم است. الزامات اندازه پردازش برای سطح سرب ({4}} درجه ~ 144.3 درجه) بادامک مسطح پیستون در شکل 2 نشان داده شده است. بادامک تخت به شکل یک باس حلقه انتهایی با دایره داخلی R6 است{{ 10}} میلی متر و یک دایره بیرونی R70 میلی متر. این مارپیچ در جهت عقربه های ساعت از 0 درجه به سمت بالا می رود (در محیط R65 میلی متر گسترش یافته، زاویه افزایش 1.75 درجه). هنگامی که به 144.3 درجه می رسد، به سطح بادامک عقب با ارتفاع 5 میلی متر ختم می شود. , مقدار زبری سطح سطح بادامک Ra{17}}.2μm. جنس قطعات QT400 می باشد.

تصویر
الف) نمای بالای پیستون

تصویر
ب) نمای مقطعی پیستون

تصویر
ج) نمودار انبساط سطح سرب
تصویر
د) ترسیم ایزومتریک پیستون
شکل 2 ابعاد سطح بادامک صفحه پیستون یک مدل خاص

#04

تصویر

ماشینکاری سطح سرب بادامک

تصویر

4.1 آماده سازی فرآیند

الزامات ابعادی فرآیند تراشکاری قبل از فرآیند آسیاب سطحی بادامک پیستونی در شکل 3 نشان داده شده است. فرآیند تراشکاری در این مقاله معرفی نشده است.

تصویر

شکل 3 الزامات ابعادی برای فرآیند تراشکاری قبل از فرآیند آسیاب سطحی بادامک پیستونی

4.2 محاسبه انتخاب چرخ دنده های منطبق

(1) محاسبه سرب بادامک L: فاصله ارتفاع مربوط به افزایش محوری مارپیچ سطح بادامک 360 درجه، سرب بادامک L است. با توجه به ابعاد نمودار انبساط سطح سرب در شکل 2c، سطح بادامک h{3}}mm از 0 درجه به 144.3 درجه افزایش می یابد و لید بادامک L بر اساس آن محاسبه می شود. از 5/L=144.3/360، می‌توانیم L=12.474 (mm) را دریافت کنیم.

(2) محاسبه نسبت انتقال i فرمول محاسبه نسبت انتقال [2]

i＝40t/L (1)

در فرمول، i نسبت انتقال است. 40 عدد ثابت هد نمایه سازی است. t گام پیچ طولی ابزار ماشین (mm) است و t ماشین فرز عمودی X53K به طور کلی 6 میلی متر است. L لید بادامک (mm) است.

طبق فرمول (1)، محاسبه نشان می دهد که i=40×6/12.474≈19.24.

(3) تعداد دندانه های دنده بر اساس تعداد دندانه های دنده اختیاری مجهز به سر شاخص FW250 و الزامات نسبت انتقال محاسبه می شود. با توجه به 2 مجموعه معمولی (یک مجموعه دنده اصلی و محرک مربوط به انتقال مستقیم) 4 پیکربندی دنده قادر به برآوردن نیاز نسبت انتقال 19.24 نیست. با توجه به فضای نصب و شرایط تثبیت براکت، 3 گروه 6 دنده ای انتخاب و پیکربندی می شود. فرمول محاسبه نسبت انتقال دنده [3] می باشد

I＝z1z3z5/(z2z4z6) (2)

در فرمول، I نسبت انتقال دنده است. z1، z3 و z5 به ترتیب دندانه های هر یک از چرخ دنده های آویز فعال هستند و اولویت با انتخاب از بین دندانه های چرخ دنده استاندارد سر شاخص است. z2، z4 و z6 به ترتیب تعداد دندانه‌های هر چرخ دنده آویز رانده هستند، و اولویت با انتخاب از میان است.

طبق فرمول (2) می توان یک گیربکس با 3 گروه توزیع دندانه های 6 دنده ای بدست آورد

نسبت I=90×80×70/(35×30×25)=19.2، که نزدیک به نسبت انتقال i (19.24) محاسبه شده از لید بادامک است.

4.3 تأیید خطا

نسبت انتقال I{{0}}.2 بر اساس انتخاب شرایط شماره دندانه دنده طراحی شده است. لید فرضی L=40×6/19.2=12.5 (mm) با استفاده از رابطه (1) محاسبه می‌شود. سپس با توجه به زاویه سطح لید بادامک قطعه 144.3 درجه، برعکس فرض می شود که ارتفاع h=144.3×12.5/360=5.01 (mm) نسبت به سطح سرب بادامک محاسبه شده، و خطای 5 میلی متر از اندازه مورد نیاز در نقشه 0.01 میلی متر است که شرایط مجاز تحمل اندازه قطعه را برآورده می کند.

4.4 کاربرد عملی

هنگامی که فرز بادامک صفحه پیستون روی سر نمایه‌سازی گیره می‌شود، سر نشان‌دهنده دوک فرآیند را با یک چاک خود مرکزی می‌بندد و خطای تمرکز چرخش دوک را روی کمتر یا مساوی 0.01 میلی‌متر تنظیم می‌کند. پیستون را با سوراخ داخلی پیستون و اسپیندل فرآیند قرار دهید و از پیچ‌های میله‌ای و واشرهای صفحه فشار برای بستن و سفت کردن پیستون در سوراخ رزوه‌شده در انتهای سنبه فرآیند استفاده کنید و از نشانگر شماره‌گیری برای بررسی چرخش استفاده کنید. خروجی پیستون چرخ دنده فرز سطحی بادامک پیستونی در شکل 4 نشان داده شده است. چرخ دنده های محرک اصلی Z1 و Z2 بر روی انتهای پیچ طولی دستگاه ابزار بر روی براکت ثابت نصب شده اند. Z2 دنده محرک Z1 است. Z3 و Z2 دنده های سنکرون کواکسیال هستند. Z3 درایو Z4 و Z2 است. Z5 و Z4 دنده های سنکرون کواکسیال هستند. Z5 چرخ دنده Z6 را که در سمت دم سر نشانگر آویزان شده است به حرکت در می آورد (یعنی محور چرخ آویزان سر شاخص را به حرکت در می آورد) که در نهایت راهنمای حرکت چرخشی قطعات نگه داشته شده توسط سر شاخص و تغذیه طولی را تشکیل می دهد. حرکت ماشین ابزار رابطه بین نسبت ضربه این است که فاصله حرکت طولی ماشین ابزار 12.5 میلی متر است و پیستون به طور همزمان 360 درجه می چرخد. فاصله حرکت طولی ماشین ابزار 5.01 میلی متر است و پیستون به طور همزمان 144.3 درجه می چرخد.

ابزار فرز یک آسیاب انتهایی فولادی با سرعت بالا φ20 میلی متر است. پارامترهای برش عبارتند از: سرعت برش vc=23.55m/min، سرعت دوک n=375r/min و تغذیه f=0.1mm/r. خط محور آسیاب انتهایی را با خط مرکزی پیستون مطابقت دهید. از لبه کناری آسیاب انتهایی برای قرار گرفتن در پایین سطح سرب بادامک (-5 میلی متر) استفاده کنید و میله تغذیه طولی دستگاه ابزار را به سمت راست بچرخانید، یعنی بادامک صفحه پیستون را راه اندازی کنید. محور خطی و محور چرخشی فرز به طور همزمان پردازش می شوند. این فرآیند به ماشینکاری خشن، نیمه تمام و تکمیل تقسیم می شود. نقطه شروع کاتر آسیاب انتهایی 0 درجه در جهت شعاعی سطح سرب است و موقعیت محوری سطح سرب -3.5 میلی متر (با ایجاد حاشیه 1.5 میلی متر) برنامه ریزی شده است. ), -4.8 میلی‌متر (حاشیه 0.2 میلی‌متر باقی بگذارید) و -5 میلی‌متر، در مجموع 3 مرحله پردازش فرز. پس از اتمام فرزکاری هر مرحله کار، فرز به صورت محوری به یک موقعیت مطمئن جمع می شود و تغذیه طولی ماشین ابزار به موقعیت شروع مرحله کار قبلی برمی گردد. با در نظر گرفتن خطای معکوس فاصله دنده، هر برگشت معکوس از موقعیت شروع فراتر می رود. پس از حدود 1 چرخش از موقعیت شروع، به حالت شروع در جهت جلو برگردید و پین راکد سر نشانگر را بیرون بکشید (حرکت چرخشی سر نشانگر از محدودیت های دنده منطبق جدا می شود، یعنی می شکند. از تغذیه طولی جدول ماشین ابزار محدودیت اتصال)، پس از اینکه ماشین ابزار به صورت دستی به صورت طولی چرخید تا مقدار برش مربوطه را تغذیه کند، دنده محدودیت پیوند پین وارد می شود. پس از پایین آمدن ابزار به موقعیت مناسب، فرآیند پردازش پیوند مرحله قبل تکرار می شود تا سطح سرب بادامک به اندازه نهایی پردازش شود.

#05

تصویر

نتیجه

تصویر

کاربرد پردازش دستگاه فرز میز بالابر عمودی معمولی و سر نمایه سازی مجهز به سطح بادامک پیستون فرز چرخ دنده آویز، مشکل پردازش موتور اصلی ثبت شده MAN ES مانند 420 میلی متر، 460 میلی متر و سایر دیزل های با سرعت پایین دریایی با سرعت پایین دریایی را با موفقیت حل کرده است. بادامک هواپیمای پیستونی سیلندر دریچه اگزوز موتور، استفاده کامل از قابلیت های پردازشی ماشین آلات معمولی موجود در کارگاه، کاهش هزینه تجهیزات تولید، افزایش انعطاف پذیری سازمان تولید کارگاه و دستیابی به کیفیت خوب محصول و راندمان خروجی بالا، در حالی که از ماشین های فرز معمولی برای قطعات مشابه استفاده می شود، مرجعی برای پردازش سریع با چرخ دنده های آویزان فراهم می کند.