Cymhwyso Chuck Magnetig Electro-barhaol yn Troi'n Galed Cylchoedd Allanol â waliau tenau

Yn y diwydiant dwyn, yn gyffredinol mae cylchoedd dwyn allanol yn rhannau â waliau tenau. Yn gyffredinol, mae turnau CNC yn defnyddio dulliau clampio chuck hunan-ganolog neu aml-ên wrth droi'n galed yn dwyn cylchoedd allanol. Yn wyneb y broblem anffurfio a achosir gan hunan-ganolbwyntio hydrolig cyffredin neu glampio chuck aml-ên ar y cylch allanol o Bearings troi caled, dull o ddefnyddio chucks magnetig electro-parhaol i glampio'r cylchoedd allanol o berynnau caled troi waliau tenau oedd arfaethedig. Ar yr un pryd, o ystyried y broblem bod y ffenomen tapr cadarnhaol yn digwydd yn y twll mewnol y cylch allanol o dwyn waliau tenau yn ystod troi caled, sy'n arwain at roundness gormodol y twll mewnol, bwriedir gwella y ffenomen tapr cadarnhaol yn y twll mewnol trwy newid y dyfnder torri a'r llwybr torri i sicrhau bod Bearings waliau tenau yn troi'n galed. Mae roundness twll mewnol y cylch allanol dwyn yn profi ymarferoldeb defnyddio chucks magnetig electro-barhaol i glampio cylch allanol Bearings â waliau tenau wedi'u troi'n galed.

Rhagymadrodd

Fel un o'r cysylltiadau gwannaf mewn troi caled, mae'r dull clampio a lleoli dwyn bob amser wedi bod yn dagfa yn cyfyngu ar gymhwysiad eang technoleg troi caled yn y diwydiant dwyn. Mae'r dull clampio a chywirdeb clampio yn effeithio'n uniongyrchol ar y cywirdeb peiriannu. Er mwyn cyflawni cywirdeb prosesu malu yn y broses troi caled, mae'n bwysig iawn dewis y dull clampio priodol a sut i wneud y mwyaf o'r cywirdeb clampio [1].

Mae chucks hunan-ganolog neu aml-ên wedi dod yn nodwedd o ddewis ar gyfer gweithrediadau troi oherwydd eu hamlochredd eang, dibynadwyedd clampio a chywirdeb canoli. Ar gyfer y dull clampio o hunan-ganolbwyntio neu chucks aml-ên, trwy newid strwythur y genau, gwella cywirdeb y genau, a gwella gosodiad y genau, gall faint o anffurfiad troi caled y dwyn fod yn gyfyngedig a gellir gwella'r cywirdeb clampio. Roedd Ren Minjie et al. [2] gwella strwythur crafangau y chuck hydrolig hunan-ganolog o turnau CNC, a oedd yn lleihau'n sylweddol anffurfiad y dwyn cylch allanol troi caled a datrys y broblem o anffurfiad mawr o'r cylch allanol a ddelir gan y tri chrafangau. Dadansoddodd Dr Jeongmin Byun [3] o Brifysgol Purdue yn yr Unol Daleithiau y clampio chuck hunan-ganolog yn systematig. Darganfu nid yn unig y prif ffactorau sy'n effeithio ar gamgymeriad clampio rhannau silindrog sy'n troi'n galed, ond cynigiodd hefyd ddull i ddileu tilt y darn gwaith a lleihau'r gwall clampio. Mae'r dulliau i wella cywirdeb clampio yn raddol yn cynnwys cynnal diswyddiad, gwella cywirdeb peiriannu y genau, a gwella cywirdeb trefniant yr ên. Mae'r canlyniadau ymchwil yn dangos, trwy brosesu cylchoedd dwyn rholer silindrog ar sail gwella'r cywirdeb clampio, y gall y cywirdeb prosesu gyrraedd lefel y prosesu malu, gan brofi dichonoldeb "disodli malu â pheiriannau troi". Ar hyn o bryd, prin yw'r achosion o ddefnyddio chucks magnetig electro-barhaol i glampio Bearings troi caled. Mae gan y dull clampio hwn fanteision amlwg a gall osgoi dadffurfiad Bearings waliau tenau a achosir gan glampio crafanc. Fodd bynnag, nid yw'r anfanteision yn glir eto ac mae angen eu gwirio gan arbrofion. Roedd JM Zhou et al. [4] canfu Prifysgol Lund yn Sweden, wrth dorri Bearings rholio, y gall defnyddio chuck hunan-ganolog ar gyfer clampio achosi anffurfiad o hyd at 20 μm, ac argymhellodd y defnydd o chuck chwe-jaw neu chuck electromagnetig ar gyfer clampio. Trwy ymchwil arbrofol ar rannau cylch 100Cr6 troi caled gyda chaledwch o 60 i 62HRC, canfuwyd, wrth ddefnyddio chuck hunan-ganolbwynt ar gyfer clampio, bod gwall y tu allan i rownd y rhannau cylch yn fwy na 10 μm; wrth ddefnyddio chuck chwe-crafanc ar gyfer clampio, roedd gwall roundness y rhannau cylch yn fwy na 10 μm. Mae gwall allan-o-rowndrwydd y rhannau cylch tua 9 μm; wrth ddefnyddio clampio chuck electromagnetig, mae gwall allan-o-grwnder y rhannau cylch yn llai na 4 μm.

Er y gall chucks hunan-ganolog neu aml-ên wella anffurfiad cylchoedd allanol dwyn waliau tenau yn ystod troi caled trwy wneud y gorau o'r genau, ni allant ddatrys problem dadffurfiad troi caled cylchoedd allanol dwyn waliau tenau yn llwyr. Felly, mae defnyddio clampio chuck magnetig Electro-barhaol wedi dod yn ddull gorau ar gyfer troi cylchoedd allanol dwyn waliau tenau yn galed. Mae'r erthygl hon yn cynnal ymchwil arbrofol am y tro cyntaf gan ddefnyddio chuck magnetig electro-barhaol i glampio cylch allanol beryn â waliau tenau wedi'i droi'n galed. Mae'n gwirio dichonoldeb y chuck magnetig electro-barhaol i glampio cylch allanol dwyn â waliau tenau wedi'i droi'n galed. Mae hefyd yn dadansoddi twll mewnol y cylch allanol o dwyn waliau tenau wedi'i droi'n galed. Pan fydd y ffenomen tapr cadarnhaol yn digwydd, mae roundness y twll mewnol allan o oddefgarwch. Cynigir gwella ffenomen tapr cadarnhaol y twll mewnol trwy newid y dyfnder torri a'r llwybr torri.

Cyflwyniad i chuck magnetig electro-barhaol
Mae'r chuck magnetig electro-barhaol yn cael ei wneud o magnetau parhaol yn lle electromagnetau, ac mae'r blociau athraidd magnetig fel arfer yn magnetau parhaol. Pan fydd yn dechrau gweithio, mae'r chuck magnetig electro-barhaol yn cael ei egni a'i fagneteiddio. Pan gyrhaeddir y cryfder magnetig penodol, caiff y pŵer ei dorri i ffwrdd yn awtomatig i gynnal y grym magnetig. Oherwydd nad oes angen cyflenwad pŵer parhaus yn ystod y broses weithio, ni fydd yn cynhyrchu gwres yn ystod gweithrediad parhaus, gan atal y gweithle rhag cael ei ddadffurfio gan wres.

Gwneir y chuck electromagnetig yn seiliedig ar yr egwyddor o effaith magnetig trydan. Mae'r grym magnetig yn dibynnu ar gerrynt trydanol parhaus. Anfantais y math hwn o gwpan sugno yw pan fydd y cerrynt yn stopio, bydd yn rhyddhau'r darn gwaith. Os bydd hyn yn digwydd yn ystod y gwaith, bydd yn achosi rhannau hedfan ac yn rhoi'r gweithredwr mewn perygl o anaf. Ar yr un pryd, ar ôl i'r chuck electromagnetig redeg am gyfnod o amser, bydd llif parhaus y cerrynt yn cynhyrchu gwres, gan achosi i'r darn gwaith gael ei gynhesu a'i ddadffurfio, ac ni ellir gwarantu cywirdeb y peiriannu.

Mae'r prawf hwn yn defnyddio chuck magnet parhaol trydan, model X61-500. Y model rheolydd yw LMSDVPL2VH301, fel y dangosir yn Ffigur 1.

llun
a) Chuck magnetig electro-barhaol b) Rheolydd
Ffigur 1 Chuck magnet parhaol trydan a rheolydd
Gall y chuck magnetig electro-barhaol amsugno a chlampio cylch allanol Bearings â waliau tenau trwy rym magnetig. Nid oes ganddo unrhyw rym clampio rheiddiol ar y darn gwaith ac mae'n osgoi dadffurfiad clampio. Mae gan y chuck magnetig electro-barhaol hwn gyfanswm o 16 lefel o rym magnetig, ac mae'r grym magnetig yn cael ei reoli trwy addasu ei gerrynt.

Arbrofwch ar y cylch allanol o Bearings â waliau tenau wedi'u clampio gan chucks magnetig electro-barhaol
3.1 Dewis offer offer peiriant

Dewiswyd y turn fertigol CNC T6-85H a ddatblygwyd yn annibynnol gan General Technology Group Shenyang Machine Tool Co., Ltd. ar gyfer y prawf. Mae'r darn gwaith yn cael ei glampio'n fertigol fel bod canol disgyrchiant y darn gwaith yn cyd-fynd â chanol disgyrchiant y werthyd er mwyn osgoi gwallau crwn a achosir gan ddisgyrchiant yn ystod clampio llorweddol a sicrhau crwnder y darn gwaith [5]. Ar yr un pryd, mae hunan-bwysau'r darn gwaith yn gwneud y cyswllt ag arwyneb datwm y gosodiad yn gywir ac yn agos, gan sicrhau cywirdeb lleoli uchel a chywirdeb prosesu sefydlog.

3.2 Dewis workpiece

Mae'r prawf troi caled yn dewis cylch allanol y dwyn rholer silindrog fel gwrthrych y prawf. Trwch y wal yw 6.5mm, sy'n dwyn waliau tenau [6]. Y deunydd yw GCr15, a'r caledwch ar ôl diffodd yw 60~64HRC. Mae wyneb diwedd a chylch allanol y sampl yn arwynebau malu garw, gyda chysondeb dimensiwn da ac ansawdd wyneb. Gan fod malu garw y twll mewnol yn aneffeithlon ac yn dueddol o losgiadau, dim ond y twll mewnol a wnaeth y prawf hwn, gan ddefnyddio troi caled yn lle malu garw. Ar ôl troi'n galed, mae yna hefyd broses malu dirwy a phroses uwch-orffen. Mae'r darn prawf yn mynnu bod maint y twll mewnol ar ôl troi caled yn 136.82 ~ 136.86mm, crwnder y twll mewnol yw 0.011mm, silindredd y twll mewnol yw {{19} }}.011mm, mae'r cyfexiality rhwng y twll mewnol a'r cylch allanol yn 0.02mm, mae'r fertigolrwydd rhwng y twll mewnol a'r wyneb diwedd yn 0.011mm, ac mae'r twll mewnol yn 0.011mm o ddyfnder. Gwerth garwedd arwyneb y twll Ra=1 μm, fel y dangosir yn Ffigur 2.

llun
a) Patrwm

llun
b) Gwag
Ffigur 2 Rholer silindrog yn dwyn cylch allanol
3.3 Cynllun proses

llun
a) Llafn b) Teclyn
Ffigur 3 llafnau CBN ac offer torri
04

Gweithdrefn arbrofol
Grym magnetig graddedig y chuck magnet electro-barhaol a ddefnyddir yn y prawf yw 160 N/cm2, a'r grym arsugniad echelinol ar gylch allanol y dwyn rholer silindrog yw 2432N. Yn ôl yr egwyddor arwyneb cyswllt, y cyfernod ffrithiant rhwng y darn gwaith a bloc lleoli magnetig y chuck magnet electro-barhaol yw 0.15, y grym ffrithiant yw 364.8N, a grym cyfunol y prif rym torri a grym torri rheiddiol. mae'r darn gwaith mewn troi caled tua 120N. Felly, gall y chuck magnetig electro-barhaol addasu'n llawn i anghenion clampio troi caled.

Gan fod cylch allanol y dwyn wedi'i leoli gan chuck magnetig ar yr wyneb diwedd, nid oes unrhyw fesur canoli ar y cylchedd. Mewn gwirionedd, mae'n anodd iawn canoli'r cylch allanol gyda mesurydd cylchedd. Felly, mae cam arc gyda dyfnder o 5 mm yn cael ei droi ar y bloc lleoli magnetig i wneud y cam yn gylchol. Dylai'r bwlch rhwng yr arc a'r cylch allanol dwyn fod mor fach â phosib. Mae'r bwlch tua 0.01mm, fel y dangosir yn Ffigur 4. Ar yr un pryd, wrth hunan-droi'r wyneb cam, mae angen sicrhau bod ansawdd wyneb yr arwyneb cyswllt rhwng y bloc dargludol magnetig a mae'r cylch allanol dwyn yn dda. Ar ôl i'r rhannau gael eu prosesu, bydd y dadosod magnetig yn gyflym iawn. Yn hawdd, dim ond 5 eiliad y mae'n ei gymryd i lwytho a dadlwytho rhannau.

llun
Ffigur 4 Diagram sgematig o droi caled a chlampio cylch allanol Bearings rholer silindrog

Cafodd rhannau Rhif 1 i 5 eu troi'n galed yn ôl y dull clampio uchod a'r paramedrau torri. Ar ôl troi, archwiliwyd y rhannau gan gyfesurynnau tri dimensiwn, fel y dangosir yn Ffigur 5, ac archwiliwyd y garwedd wyneb gan fesurydd garwedd, fel y dangosir yn Ffigur 6. Dangosir canlyniadau'r profion yn Nhabl 1, a statws y dangosir rhannau ar ôl troi caled yn Ffigur 7.

llun
Ffigur 5 Canfod tri-cyfesuryn

llun
Ffigur 6 Canfod garwedd arwyneb
Tabl 1 dwyn rholer silindrog (Rhif 1 ~ 5) canlyniadau archwilio twll mewnol cylch allanol (uned: μｍ) llun
llun
Ffigur 7: Y cyflwr ar ôl troi caled
Gellir gweld o'r data yn Nhabl 1, ar ôl i gylch allanol y dwyn rholer silindrog gael ei glampio gan y chuck magnetig electro-barhaol a bod y twll mewnol wedi'i droi'n galed, crwnder y twll mewnol, y cyfexiality rhwng y mewnol. twll a'r cylch allanol, y perpendicularity rhwng y twll mewnol a'r wyneb diwedd, a garwedd wyneb y twll mewnol Gall y radd i gyd fodloni gofynion y lluniad, ac mae cylindricity y twll mewnol yn bodloni'r gofynion yn bennaf, ond mae'n hefyd yn agos at y goddefgarwch terfyn sy'n ofynnol gan y llun. Bydd crynhoad bach o wallau eraill yn fwy na'r goddefgarwch ac yn achosi i'r rhan fod yn ddiamod. Y rheswm yw bod y gwahaniaeth rhwng cylchoedd uchaf ac isaf y twll mewnol yn fawr, gan achosi ffenomen tapr ymlaen yn y twll mewnol.

Ar gyfer y ffenomen côn cadarnhaol hwn, fel y dangosir yn Ffigur 4, y rheswm dadansoddi yw bod o dan clampio echelinol y chuck magnetig electro-barhaol, pan all uchder y cam arc hunan-droi gysylltu â chylch allanol y cylch dwyn, y turn fertigol yn dechrau o'r brig. Yn ystod proses troi caled twll mewnol y cylch allanol dwyn waliau tenau, mae anhyblygedd annigonol y cylch allanol dwyn yn achosi dadffurfiad rheiddiol yr offeryn yn ystod y broses dorri. Mae rhan gylchol uchaf twll mewnol y cylch allanol dwyn yn cael ei ddadffurfio'n elastig oherwydd y grym torri, ac mae'r swm torri yn dod yn llai, gan arwain at wirioneddol Mae'r dyfnder torri yn anghyson â'r dyfnder torri enwol. Mae dadffurfiad rhan gylchol isaf y twll mewnol yn fach oherwydd wyneb gwaelod y bloc magnetig, grym sugno'r camau ochr a phwysau'r camau ochr. Mae'r swm torri yn fwy na rhan gylchol uchaf y twll mewnol. Mae gan gylch allanol y dwyn ffenomen tapr positif yn y twll mewnol.

Yn ddamcaniaethol, gellir lleihau neu ddileu'r ffenomen tapr hon trwy ddau ddull. Y cyntaf yw newid y dyfnder torri i leihau'r grym torri rheiddiol, megis lleihau'r dyfnder torri wrth orffen twll mewnol cylch allanol dwyn waliau tenau; yr ail yw newid y llwybr torri, megis wrth orffen twll mewnol y cylch allanol o dwyn waliau tenau, yn ôl y maint tapr cadarnhaol, defnyddiwch tapr gwrthdro penodol i dorri'r twll mewnol, fel bod y swm torri o gylch isaf y twll mewnol Llai na neu'n hafal i swm torri cylch uchaf y twll mewnol, gan leihau neu ddileu ffenomen tapr ymlaen y twll mewnol.

Gwirio arbrofol
5.1 Gwirio effaith newid y dyfnder torri ar y ffenomen tapr ymlaen

Mae'r cynllun proses yn cynnwys tri offer ar gyfer troi'n galed twll mewnol cylch allanol y dwyn rholer silindrog. Y paramedrau torri yw: cyflymder cylchdroi 250r/munud, cyfradd bwydo 0.1mm/r, dyfnder torri un ochr yr offeryn cyntaf 0.08mm , a dyfnder torri un ochr yr ail offeryn 0.05 mm, dyfnder torri'r trydydd cyllell ar un ochr yw 0.02mm. Mae'r dull clampio yn parhau heb ei newid, ac mae'r rhannau sydd wedi'u troi'n galed Rhif 6 i 10 yn cael eu profi gan arolygiad cydgysylltu tri dimensiwn a mesurydd garwedd arwyneb ar ôl troi. Dangosir canlyniadau’r profion yn Nhabl 2.

Tabl 2 dwyn rholer silindrog (Rhif 6 i Rhif 10) canlyniadau archwilio twll mewnol cylch allanol (uned: μ ｍ) lluniau
Gellir gweld o'r data yn Nhabl 2, trwy newid y dyfnder torri, bod y maint torri gorffen wedi newid o 0.07mm i 0.02mm ar un ochr. Ar ôl caled troi twll mewnol cylch allanol y dwyn rholer silindrog, profwyd yr holl oddefiadau geometrig a garwedd wyneb i gwrdd â'r lluniadau. Ei gwneud yn ofynnol.

5.2 Gwirio effaith newid y llwybr torri ar y ffenomen tapr ymlaen

Mae'r cynllun proses yn cynnwys dau offer ar gyfer troi'n galed twll mewnol cylch allanol y dwyn rholer silindrog. Y paramedrau torri yw: cyflymder cylchdroi 250r/munud, cyfradd bwydo 0.1mm/r, dyfnder torri un ochr yr offeryn cyntaf 0.08mm, ac un ochr dyfnder torri'r ail offeryn 0.07 mm. Yn ôl y data yn Nhabl 1, y gwahaniaeth cyfartalog rhwng cylchoedd uchaf ac isaf y twll mewnol dwyn a lled y dwyn, y gymhareb tapr yw 1:2.6493. Wrth droi'r ail offeryn, nid yw'r dyfnder torri yn newid, mae iawndal tapr yn cael ei berfformio, a'r llwybr torri yw'r llwybr sy'n cyfateb i'r gymhareb tapr gwrthdro. Mae'r dull clampio yn parhau heb ei newid, ac mae'r rhannau troi caled Rhif 11 i 15 yn cael eu profi. Ar ôl troi, mae'r rhannau'n cael eu profi gan arolygiad cydgysylltu tri dimensiwn a mesurydd garwedd wyneb. Dangosir canlyniadau’r profion yn Nhabl 3.

Tabl 3 dwyn rholer silindrog (Rhif 11-15) canlyniadau archwilio twll mewnol cylch allanol (uned: μ ｍ) lluniau
Gellir gweld o'r data yn Nhabl 3, trwy newid y llwybr torri, bod y gymhareb tapr yn cael ei sicrhau yn seiliedig ar y ffenomen tapr ymlaen hysbys. Mae'r dyfnder torri yn parhau heb ei newid wrth dorri, a'r llwybr torri yw'r llwybr cymhareb tapr gwrthdro cyfatebol. Ar ôl caled troi twll mewnol cylch allanol y dwyn rholer silindrog, Gwiriwch fod pob goddefgarwch geometrig a garwedd wyneb yn bodloni'r gofynion lluniadu.

Casgliad
Gan anelu at y broblem y bydd chucks hunan-ganolog neu aml-ên yn achosi dadffurfiad o gylch allanol Bearings â waliau tenau wrth glampio Bearings â waliau tenau wedi'u troi'n galed, mae'r papur hwn yn cynnig defnyddio chucks magnetig electro-barhaol i glampio'r allanol. cylchoedd o Bearings â waliau tenau wedi'u troi'n galed, ac yn profi bod y chuck magnetig electro-barhaol yn cael ei ddefnyddio i glampio cylch allanol Bearings â waliau tenau wedi'u troi'n galed Dichonoldeb defnyddio chuck magnetig i glampio'r cylch allanol o denau wedi'i droi'n galed -walled Bearings.

Ar gyfer problem ffenomen tapr ymlaen yn y cylch allanol o Bearings waliau tenau sy'n troi'n galed, cynigir dau ddull ar gyfer optimeiddio. Un yw newid y dyfnder torri, a'r llall yw newid y llwybr torri. Trwy ddilysu arbrofol, canfyddir bod newid y dyfnder torri yn well na newid y llwybr torri. .

Cymhwyso Chuck Magnetig Electro-barhaol yn Troi'n Galed Modrwyau Allanol â waliau tenau