A kerékváz alkatrészek általában magas műszaki követelményeket támasztanak, mint például a méretek és a geometriai tűréshatárok. A hagyományos kéttűs pozicionáló rendszer az egyik oldalon hézagillesztést használ, ami nagy pozicionálási hibákhoz és instabil alkatrészfeldolgozási pontossághoz vezet. A túlpozícionálásnak két oldala van. Egyrészt sérti a hatpontos pozicionálás elvét, és befolyásolja a befogást és a pozicionálást. Másrészt, ha megfelelően kezelik, javíthatja az alkatrész merevségét és feldolgozási pontosságát. A túlpozícionálás helyes elemzése és feldolgozása javíthatja a pozicionálási pontosságot anélkül, hogy befolyásolná a munkadarabok be- és kirakodását. Ez a kulcsa a túlpozícionált lámpatestek ésszerű tervezésének. Az UG NX szoftver összeszerelési és mozgásszimulációs funkcióival intuitív módon megjeleníthető az illesztési hézag hatása a kerek furatok pozicionálási hibájára a különböző pozíciókban. A javított pozicionálási hibával rendelkező, kettős kibővítésű kéttűs szerkezet pozicionálási pontossága javult, de még mindig vannak korlátai. Porózus kerékváz munkadarabok esetén az egyik oldalon ésszerű háromcsapos pozicionálási módszerrel nagyobb és stabilabb pozicionálási pontosság érhető el, mint az egyik oldalon a kéttüskés pozicionálási módszer.
1 Előszó
A túlpozícionálás azt jelenti, hogy a munkadarab bizonyos fokú szabadságát kétszer vagy többször korlátozzák. A túlpozícionálási jelenség könnyen vezethet a merev munkadarab hibás beszereléséhez, ezért ezt a lehető legnagyobb mértékben el kell kerülni [1]. A két-egy oldalon rögzítési és pozicionálási folyamatban használt pozicionáló csapok nagyjából két kategóriába sorolhatók: merev csapok és rugalmas csapok. Mind a merev, mind a rugalmas csapoknak megvannak a korlátai. A merev kétcsap résszerű illesztése az egyik oldalszerkezetre korlátozza a megmunkálási pontosságot. Az egyik oldalon lévő rugalmas kétcsapos előállítása problémás és költséges. Ezenkívül az egyik oldalon lévő kétcsap korlátozott alkalmazási körrel rendelkezik, és nem felel meg a porózus alkatrészek, például a kerékkeretek megmunkálására vonatkozó követelményeknek. Érdemes tanulmányozni, hogyan biztosítható a porózus alkatrészek pozicionálási pontossága a függőleges megmunkálóközpontokon.
2 Az egyik oldalon két csap korlátozása
2.1-es réstípus, két tűvel az egyik oldalon
A hagyományos rés típusú kétcsapos szerkezet az egyik oldalon merev pozicionáló csapokat használ. A túlpozícionálás elkerülése érdekében hengeres csapot és vágóél csapot használnak. Pozícionálási elve a hengeres csap pozicionálás és a gyémánt csap orientáció. A hengeres pozicionáló csap korlátozza a munkadarab mozgási szabadságát X és Y irányban, és játssza a fő pozicionáló szerepet; a gyémánt pozicionáló csap (az élvágás célja a csap furatközének növelése és a munkadarab furattávolság hibájának és a rögzítés csaptávolságának kompenzálása. Beépítéskor ügyelni kell arra, hogy nem élezett legyen henger a két furat középpontját összekötő függőleges vonal irányában) csak a munkadarab Z tengely körüli forgási szabadságát korlátozza, és általában a szögpozicionálás szerepét tölti be. A vízszintes irányú folyamatméretek nullapont-eltolódási hibáját általában a hengeres csapfurat pozicionáló pár határozza meg, ami főként a fő pozicionáló furatnak a munkadarabon a hengeres pozicionáló csaphoz viszonyított véletlenszerű vándorlásából és lebegtetéséből adódik. A függőleges irányú nullapont eltolási hibája a két furat középpontjához kapcsolódik. A csatlakozási vonal az X-tengely szögéhez kapcsolódik, amelyet a munkadarab szöghibája határoz meg, amelyet a rögzítés pozicionáló csapja és a munkadarab pozicionáló furat közötti rés okoz.
Az egyik oldalon található hagyományos rés típusú kétcsapos szerkezet ugyan elkerüli a túlpozícionálást, de növeli a pozicionálási hibát az élvágó csap pozicionálási furatánál. Amint az 1. ábrán látható, amikor a maximális határméret referenciafurata találkozik a minimális határméret pozicionáló csapjával, a csapfurat érintkezési vonalai a két furatot összekötő vonal mindkét oldalán helyezkednek el, és ha a határszög eltérítése bekövetkezik. a két furatot összekötő vonal és a két csapot összekötő vonal között, A legkedvezőtlenebb pozicionálási viszonyok lépnek fel, amelyek miatt könnyen előfordulhat, hogy a furat helyzete túllépi a tűréshatárt [2].
kép
1. ábra: Két csap elfordulási hibája az egyik oldalon
A véletlenszerű lebegtetés okozta referencia elmozdulási hiba és elforgatási szög hiba csökkentése érdekében meg kell szüntetni a csapfuratok illeszkedési hézagát, azaz csökkenteni kell a pozicionáló furatok és csapok méreteltérését. A munkadarabok és a szerszámozás pontosságának javításának mértékét azonban korlátozza a szerszámgépek megmunkálási pontossága. Minél kisebb a furatosztás tűrése és a furatátmérő tűrése, annál nehezebb és magasabb költséggel jár a feldolgozás, ha pedig túl kicsi az illesztési hézag, az nagy gondot okoz a munkadarabok be- és kirakodásánál. Az 1. ábrán látható, hogy bizonyos furatcsap-hézag mellett minél nagyobb a két furat közötti L távolság, annál kisebb a Δφ elforgatási szög hiba, és az elforgatási szög okozta pozicionálási hiba is viszonylag kisebb.
2.2 Bővíthető típus két csappal az egyik oldalon
A tényleges gyártás során a pozicionálási pontosság javítása, valamint a munkadarabok be- és kirakodásának megkönnyítése érdekében gyakran használják az egyik oldalon kibővíthető kétcsapos szerkezetet. Az egyik oldalon lévő bővíthető kétcsapos szerkezet először a csapfurat rést használja a rugalmas rögzítéshez, majd a csap tágulási mechanizmusát használja a pozicionáló csap kiterjesztésére, hogy kiküszöbölje a csapfurat illeszkedési hézagát és csökkentse a sarokhibát. Ugyanakkor a pozicionáló furatok és a pozicionáló csapok közötti távolság különbsége miatt a munkadarab kissé elmozdul a pozicionáló furatok tágulása miatt, és a távolságkülönbség hatékonyan kiegyenlítődik, ezáltal javul a munkadarab a megmunkált furatok helyzeti pontossága. A bővíthető kétcsapos szerkezet alkalmazása az egyik oldalon csökkentheti a munkadarab pozicionáló furat megmunkálási pontosságát, miközben megfelel a tervezési követelményeknek, ezáltal gyártási költségek takaríthatók meg [3].
A pozicionáló csap tágulási felépítése két típusra oszlik: teljes kör tágulásra és többpontos tágulásra, amelyek rendre a fő pozicionáló szerepet betöltő hengeres pozicionáló csapnak, illetve a munkadarab szöghibáját korlátozó élvágó csapnak felelnek meg. Az egyik oldalon kibővíthető kéttűs szerkezet osztható egyszeres és kettős tágulású típusra.
Az egyszeres tágulásos típusú kétcsapos szerkezetben az egyik oldalon a fő pozicionáló szerepet betöltő hengeres pozicionáló csap általában külső tágulási típusként van kialakítva, amelyet akkor alkalmaznak, ha a munkadarab középső pozicionáló furatának átmérője nagyobb, ill. a szöghelyzetbeállító furat átmérője kisebb.
Az egyik oldalon lévő kettős tágulású, kétcsapos szerkezetet leginkább olyan helyzetekben alkalmazzák, ahol a munkadarab központi pozicionáló furatának és szöghelyzetbeállító furatának átmérője egyaránt nagy. Az egyik oldalon két csappal rendelkező közös kettős tágulású szerkezet többnyire fogazott szárnyas tágulási szerkezetet alkalmaz, és mindkét pozicionáló csap kiváló minőségű rugóacélból készül. Az új, kettős expanziós típusú kétcsapos szerkezet egyik oldalán többnyire vékonyfalú pozicionáló csapokat használnak, amelyek a belső üregbe vannak beépítve úszóanyaggal. A lebegő közegek közé tartoznak a szilárd gömbök, paszták és folyadékok. Példaként a folyékony műanyag vékonyfalú pozicionáló csapokat véve, amikor a nyomócsavar nyomás alá helyezi a vékonyfalú tágulási hüvelyben lévő folyékony műanyagot a csúszóoszlopon keresztül, a pozicionáló csap belső üregében lévő folyékony műanyag egyenletesen továbbítja az általa viselt nyomást. , így a vékony falú A pozicionáló csap plasztikus deformáción megy keresztül és sugárirányban kitágul, valamint a pozicionáló csap és a központi furat tengelye egybeesik, ezzel elérve a pozicionálási hiba csökkentésének célját. A munkadarab megmunkálása után csökken a nyomás a vékonyfalú tágulási hüvelyben, és a pozicionáló csap leválik a munkadarabról.
2.3 Az egyik oldalon lévő kétpólusú szerkezet korlátai
Az egyik oldalon lévő két csap pozícionálása a csap és furat munkadarab összeszerelésének is tekinthető. Ezért az UG NX szoftver használható a csapok és lyukak összeállítására, hogy szimulálja az egyik oldalon lévő két csap túlpozícionálását. Példaként egy rozsdamentes acél forgótárcsát veszünk, N N (páratlan számú) φD1 koaxiális lyuk egyenletesen oszlik el mindkét végfelületen, és a közepe egy nagy φD2 átmenő furat. Az UG NX szoftvert a csapok és lyukak összeszereléséhez használják. Három érintkezési kényszer van a szerszám és a munkadarab között, nevezetesen az alaplap és a munkadarab közötti végfelületi érintkezés, valamint a két csapfurat közötti érintkezés. Annak érdekében, hogy intuitívebben mutassuk be a pozicionálási hiba felerősítési jelenségét egy kétpólusú pozicionáló szerkezetnél egy porózus munkadarabban, a két pár hengeres csap és furat közötti illeszkedési hézag 3 mm-re van beállítva.
A 2. ábrán látható módon, ha az elosztókörön lévő központi Q1 nagy furatot és egy kis Q2 furatot használunk viszonyítási alapként, mert akkor is van egy illeszkedő rés, még akkor is, ha túl van pozicionálva, amikor a csap és a furathenger részleges érintkezésnél a munkadarab még kis tartományban lehet. belső úszó. A két pozicionáló furaton kívül a forgótárcsa elosztókörén lévő fennmaradó két K3 és K4 furat pozicionálási hibái a két Q1 és Q2 pozicionáló csapfurathoz viszonyított helyzetüktől függően eltérő méretűek. A 2. ábráról intuitívan látható, hogy az elosztókörön a K3 és K4 kis lyukak pozicionálási hibája jóval meghaladja a csapfurat illesztési hézagát 3 mm-rel, vagyis a pozicionálási hiba az illeszkedési réshez képest felerősödik. . A középső furat és a kis lyukak használata az elosztókörön A furat egyik oldalán lévő kétcsapos pozicionálási módszer nem felel meg a feldolgozási követelményeknek.
kép
2. ábra: Hibaerősítő jelenség a központi furatok és a kerületi lyukak elhelyezésénél
A 3. ábrán látható módon, ha a forgótárcsa elosztókörén lévő két kis Q2 és K4 furatot használjuk viszonyítási alapként, akkor nyilvánvaló, hogy ennél a módszernél nagyobb a tűtávolság, mint az előző módszernél. Bár a csaptávolság megnövekszik, ami az elforgatási szög hibájának relatív csökkenését eredményezi, a fennmaradó két Q1 és K3 furat pozicionálási hibája még így is 3 mm-rel meghaladja az illesztési hézagot, és van egy olyan jelenség is, hogy különböző furathelyzetek és különböző pozicionálási hibák. Ez a fajta kéttűs elhelyezés az egyik oldalon továbbra sem felel meg a műszaki követelményeknek.
kép
3. ábra: Hibaerősítő jelenség kettős kerületi furatpozícionálásnál
Még akkor is, ha kettős tágulású szerkezetet használnak két csappal az egyik oldalon, a rendszeres hibák, mint például a mérés, a gyártás és az összeszerelés elkerülhetetlenül bekerülnek a rögzítőelem-pozícionáló alkatrészek gyártási folyamatába. Maga a szerelvény gyártási hibája miatt a csap és a tengely tengelyei nem eshetnek teljesen egybe. Ugyanakkor, bár a két csap közötti kapcsolat függőleges irányában, az illesztési hézag kiküszöbölése miatt a szöghiba csökken; a két csap csatlakozási irányában a csap, A furattávolság referencia különbsége a munkadarab enyhe elmozdulása miatt homogenizálódik, de a pozicionálási hiba csak a merev hengeres csaphoz képest csökken és nem küszöbölhető ki . Mérete a lámpatest alakjától, helyzetétől és méretpontosságától függ a gyártás során. , és a két pozicionáló furat kivételével a többi furat pozicionálási hibái továbbra is változnak a pozicionáló csapfuratokhoz viszonyított helyzetük miatt. Továbbra is megfigyelhető egy tendencia, hogy a pozicionálási hiba felerősödik az egyik oldalon lévő két érintkezőhöz képest, és vannak tűréshatáron kívüli jelenségek.
3 A túlpozicionálás kettős természetű elemzése
A túlpozícionálás jelensége könnyen vezethet a merev munkadarabok normál beszerelésének hibájához. Bizonyos feltételek mellett azonban a túlpozícionálás ésszerű alkalmazása jó eredményeket és nyilvánvaló előnyöket eredményezhet.
Gyenge merevségű és nagy pontosságú munkadarabok, például vékony falú munkadarabok, karcsú rudak vagy pozicionálási referenciaként nagy sík felületű munkadarabok, nagy részek stb. esetén előnyösebb a túlpozícionáló befogás. A gyenge merevségű munkadarabok esetében a könnyen deformálódó helyeket a lehető legnagyobb mértékben vissza kell tartani. A cél a feldolgozás során a forgácsoló erők által okozott deformáció megelőzése, a pozicionálás és a befogás merevségének növelése, a feldolgozási folyamat stabilitásának biztosítása, valamint a feldolgozási pontosság javítása.
Hosszú tengelyű munkadarab esztergálásakor a munkadarab egyik végét három körmök szorítják, a másik végét pedig farokvég támasztja alá. A munkadarab Y és Z irányú mozgási szabadsága kétszer korlátozott, ami túlpozícionálást eredményez. A hegy nélküli alátámasztáshoz képest megnő az érintkezési felület és a befogási megbízhatóság, megnő a munkadarab merevsége, a feldolgozás zökkenőmentesen megy végbe, és jelentősen javul a munkadarab megmunkálási minősége és hatékonysága.
A marásnál a három támaszpont egy síkot határoz meg, és a negyedik támaszpont nem lehet abszolút egysíkú az ABC-vel. A négypontos rögzített felület túl van pozícionálva. A tényleges gyártás során azonban gyakran több, kölcsönösen jobb pozíciópontosságú felületet használnak pozicionálási benchmarkként egyidejűleg, ami egy túlpozicionálási módszert jelent. Ez a túlpozícionálási módszer nemcsak a befogási megbízhatóságot és a rendszer merevségét növeli, hanem javítja a vékonyfalú munkadarabok feszültségi deformációját is, ezáltal jobban biztosítja a termék feldolgozási minőségét. A negyedik támaszpont eltávolítása és a túlpozícionálási módszerek kiiktatása az ellenkező hatást eredményezi.
Más szóval, egyes pozicionálási módszerek formai szempontból túlpozícionáltak, de a többszörösen korlátozott szabadságfokú pozicionálási támaszpontok között nincs érdemi kölcsönös interferencia vagy konfliktus, vagy bár van interferencia, az nem haladja meg a megengedettet. a munkadarab határértéke. követelményeknek, ez a fajta túlpozicionálás megengedett. Más szóval, ha pozicionálási nullapontként nagy megmunkálási pontosságú precíziós nullapontot használunk, a pozicionáló nullapont hibája kicsi, és a munkadarab pozíciója még mindig kis tartományon belül lebeghet. Ez a fajta túlpozicionálás csak formális túlpozicionálás, és megengedett [4].
A pozicionálás használatakor a következő három pontra kell ügyelnie.
1) A pozicionálási referencia hibája határozza meg a túlpozícionálási interferencia eredményének nemkívánatossági fokát. Minél nagyobb a pozicionálási alappont hibája, annál súlyosabb az interferencia deformáció, és annál nagyobb a káros következménye. Ezért magasabb követelményeket kell támasztani a munkadarabként használt pozicionáló nullapont furat méretére és geometriai pontosságára, hogy a pozicionáló nullapont hibáját csökkentsük.
2) A munkadarab be- és kirakodásánál alkalmazott erőnek megfelelőnek kell lennie, helyi alakváltozását és érintkezési feszültségét a műszaki követelmények által megengedett tartományon belül szabályozni kell.
3) A túlpozícionált rögzítőrendszerben a pozicionáló alkatrészek száma befolyásolja a teljes rögzítési rendszer átfogó eltérését.
4 Alkalmazási esetek három tűs túlpozícionáláshoz az egyik oldalon
A korábban említett rozsdamentes acél forgólemez teljes magassága 210 mm, keresztmetszete I-alakú. N darab (páratlan számú) koaxiális és egyenletesen elosztott kis φD1 lyuk található mindkét végfelületen, és egy nagy átmenő φD2 lyuk a közepén. Ez a munkadarab hegesztett szerkezeti alkatrész, és a kis lyukak felső és alsó tengelye, az egységes körtengely és a nagy furatok tengelye között, valamint a kis lyukak nagy furatokhoz viszonyított helyzete között nagy a követelmények. Függőleges megmunkálóközponton végzett feldolgozásnál a nehézség a felső és alsó réteg közötti kis lyukak magas koaxiális követelményeiben rejlik. A kiterjesztett szerszámmegmunkálás és az egyik végről történő fúrás biztosíthatja a műszaki követelményeket, de a meghosszabbított fúrószerszám sok specifikációt igényel, a szerszám költsége magas, a feldolgozás során hajlamos a vibráció, és a hatásfok nem magas. Ezért egy megvalósíthatóbb megmunkálási megoldás a Speciális fixture, U-turn megmunkálás, így csak kis számú rövid késre van szükség. Az U-esztergálási feldolgozási terv sikerének kulcsa, hogy az esztergálás során a befogási és pozicionálási pontosságnak meg kell felelnie a műszaki követelményeknek.
Ahogy korábban említettük, ha a finom nullapontot pozícionálási nullapontként használják, a túlpozícionálás megengedett a pozicionálási pontosság javítása érdekében. Ha függőleges megmunkálóközpontot használunk a forgóasztal második felületén lévő furatok megmunkálására, az egyik oldalon háromcsapos pozicionáló szerkezet használható a befogáshoz. A szerszám alsó felülete és a rajta lévő három hengeres csap tengelye pozicionálási alappont, a munkadarab a furat-csap hézag alapján történik. Illesztő módon a szerszám alaplemezére szerelve. A munkadarab XY elmozdulását és a Z tengely körüli elforgatását egyidejűleg három pár csapfurat pozicionáló pár korlátozza. A túlpozícionálás fenti három felhasználási feltétele szerint nagy pontosságú függőleges megmunkáló központot kell használni a szerszám alaplemezének elkészítéséhez és a forgóasztal első felületén lévő kis lyukak feldolgozásához, hogy csökkentse a csaptávolság különbségét és lyuktávolság. A megmunkáló központ nagy pozicionálási pontossággal rendelkezik (pozicionálási hiba Kisebb vagy egyenlő, mint 0,01 mm). Ezért figyelmen kívül hagyható a csaptávolság és a lyuktávolság közötti méretkülönbség, valamint az alakhiba. Az egyetlen tényező, amely befolyásolja a pozicionálási pontosságot, a csapok és a furatok közötti megfelelő távolság [5].
Továbbra is használja az UG NX szoftvert, hogy szimulálja a három tüske elhelyezésének és rögzítésének folyamatát az egyik oldalon, és adjon hozzá érintkezési kényszereket a harmadik pár csapfurathoz. Amint az a 4. ábrán látható összeállítás-navigátorból látható, a 2 porózus munkadarab helyzetállapota egy "félig fekete és félig fehér" kis kör, amely azt jelzi, hogy a 2 munkadarab részben kényszerített állapotban van. Kattintson a kényszer gombra az összeállítási eszköztáron, vigye a kurzort a munkadarabra, nyomja meg és tartsa lenyomva, és forgassa el az egeret. A munkadarabon lévő három kis lyuk egyszerre forog az érintkező hengeres csap körül. A munkadarab valóban nem teljesen kötött állapotban van. Nyilvánvalóan az UG NX szoftver segítségével intuitíven belátható, hogy amikor a munkadarab a háromcsapos szerkezetben lebeg, a kis furat közepe által alkotott gyűrű átmérője nem haladja meg az illesztési hézagot, és a kombinált A három korlátozás hatására a munkadarab középpontja nagyobb lesz. A lyuk csak kis tartományon belül úszhat. Tehát mi a munkadarab közepén lévő nagy lyuk pozicionálási hibája?
