Cynhaliwyd dadansoddiad proses ar strwythur ecsentrig afreolaidd y penelin cydbwysedd siâp Z, yn ogystal â'r anawsterau wrth beiriannu oherwydd ei faint mawr, manwl gywirdeb uchel, ac anallu i gael ei glampio. Cynigiwyd cynllun peiriannu safonol. Dyluniwyd gosodiad turn arbennig, sy'n addas ar gyfer peiriannu modelau lluosog a sypiau mawr o gynhyrchion, gan ddatrys problemau anhawster peiriannu uchel, ansawdd ansefydlog, ac effeithlonrwydd peiriannu isel y penelin cydbwysedd siâp Z -.
01
Rhagymadrodd
Y penelin cydbwysedd yw elfen graidd y system atal dros dro o gerbydau arbennig wedi'u tracio. Mae'n gweithio ar y cyd ag elfennau elastig fel y siafft dirdro a'r sioc-amsugnwr i ddarparu cefnogaeth elastig i'r corff cerbyd a'r olwyn ffordd [1]. Gall y penelin cydbwysedd drosglwyddo llawer iawn o egni effaith a gynhyrchir gan symudiad yr olwyn ffordd i fyny ac i lawr i'r siafft dirdro, clustogi ac amsugno egni dirgryniad, lleihau'r effaith ar gorff y cerbyd, gwella cysur teithwyr, lleihau difrod cydrannau, a sicrhau sefydlogrwydd a maneuverability y cerbyd wrth yrru ar ffyrdd garw [2]. Mae'r cynulliad penelin cydbwysedd cyffredinol yn cynnwys siafft spline, penelin cydbwysedd, a siafft olwyn ffordd. Mae'r penelin cydbwysedd siâp Z yn benelin cydbwysedd integredig sy'n cyfuno'r tair cydran. Mae gan y penelin cydbwysedd integredig nodweddion symudedd uchel, dibynadwyedd uchel, ac ysgafn, ac fe'i defnyddir yn eang mewn cerbydau arbennig modern [3]. 02
Dadansoddiad o Heriau Strwythur a Pheiriannu'r Penelin Cydbwysedd Siâp Z
Mae strwythur y penelin cydbwysedd siâp Z, fel y dangosir yn Ffigur 1, yn strwythur ecsentrig siâp afreolaidd. Mae'n fawr o ran maint ac yn drwm o ran pwysau, sy'n gofyn am gyfradd symud deunydd uchel, cywirdeb dimensiwn a lleoliad uchel, a chylch peiriannu hir gyda nifer o brosesau. Mae'n cynnwys offer a chrefftau amrywiol, gan gynnwys peiriannau diflas llorweddol, turnau CNC, canolfannau peiriannu, peiriannau broaching, a pheiriannau EDM gwifren. Mewn cynhyrchiad blaenorol, datgelwyd nifer o broblemau ym mhob cam o'r broses, megis goddefgarwch dimensiynau cylch allanol y siafft, diffyg aliniad rhwng y twll spline a'r cylch allanol, dim cyfochrogrwydd rhwng echelinau'r siafft fawr (siafft spline) a'r siafft fach (siafft olwyn llwyth), garwedd arwyneb is-safonol, amseriad prosesu cynnyrch anghytbwys ac yn effeithio'n ddifrifol ar yr amserlen gyflenwi.
03
Cynllun Proses
Z-proses peiriannu penelin cydbwysedd siâp: Diflas garw ar yr wyneb diwedd a'r twll mewnol → Troi garw'r siafft fawr → Troi garw'r siafft fach → Gorffen diflasu wyneb diwedd a thwll mewnol → Gorffen troi siafft fawr → Gorffen troi siafft fach → Melino'r siâp allanol a drilio → Broaching (gwifren EDM spline). Mae'r cynnyrch yn wag yn ffugio marw. Wrth garwhau a gorffen y siafftiau mawr a bach, mae angen gosodiad turn arbennig gyda gwrthbwysau. Mae'r gosodiad hwn yn cydbwyso'r grym allgyrchol a gynhyrchir yn ystod cylchdroi'r gweithle, a thrwy hynny leihau dirgryniad a chynyddu cyflymder gwerthyd, gan wella cywirdeb peiriannu cynnyrch a chyflymder torri yn effeithiol.
04
Proses Peiriannu
(1) Tyllu garw o wynebau diwedd a thyllau mewnol: Defnyddir peiriant diflas llorweddol CNC. Mae lwfans o 2mm yn cael ei adael ar bob ochr ar gyfer y wynebau pen a'r tyllau mewnol. Prif swyddogaeth y broses hon yw tynnu llawer iawn o ddeunydd yn gyflym a chreu tyllau yn y ganolfan broses ar gyfer diamedrau allanol garw'r siafftiau mawr a bach. Mae gan y peiriant diflas llorweddol CNC bwrdd gwaith cylchdroi 360 gradd, gan ganiatáu ar gyfer peiriannu cyffredinol yn yr awyren XOY mewn un gosodiad. Gall peiriannu pedwar wyneb pen a thyllau mewnol ar unwaith, gan sicrhau bod tyllau canolfan y broses ar ddau ben y siafftiau mawr a bach yn gyfechelog a bod llinellau canol y siafftiau mawr a bach yn gyfochrog. Dangosir diflastod garw'r wynebau diwedd a'r tyllau mewnol yn Ffigur 2, lle mae'r llinell solet drwchus yn cynrychioli'r wyneb wedi'i beiriannu.
Ffigur 2. Tyllu garw o wyneb diwedd a thwll mewnol
(2) Troi garw'r siafft fawr: Perfformir peiriannu ar turn CNC, gyda lwfans 1.5mm ar bob ochr i'r diamedr allanol. Prif swyddogaeth y broses hon yw tynnu llawer iawn o ddeunydd yn gyflym a chreu cyfeiriad proses ar gyfer gorffeniad diflas yr wyneb diwedd a'r twll mewnol. Oherwydd bod canol disgyrchiant y penelin cydbwysedd siâp Z yn symud o ganol y cylchdro wrth droi, mae angen gosodiad turn arbennig gyda gwrthbwysau i gydbwyso grym allgyrchol, lleihau dirgryniad, a chynyddu cyflymder gwerthyd. Dangosir troi garw y siafft fawr yn Ffigur 3.
Ffigur 3. Tro garw y siafft fawr
(3) Troi garw'r siafft fach: Perfformir peiriannu ar turn CNC, gyda lwfans 1.5mm ar bob ochr i'r diamedr allanol a'r wyneb diwedd. Prif swyddogaeth y broses hon yw tynnu llawer iawn o ddeunydd yn gyflym a rhyddhau straen peiriannu. Dangosir troi garw y siafft fach yn Ffigur 4. Ar ôl troi garw, mae gan y siafftiau mawr a bach ddiamedrau allanol rheolaidd. Defnyddir clamp siâp AV-ar gyfer gorffeniad mwy sefydlog yn ystod tyllu gorffeniad.
Ffigur 4. Troi garw y siafft fach
(4) Gorffen diflasu'r wyneb diwedd a'r twll mewnol: Gwneir hyn gan ddefnyddio peiriant diflas llorweddol CNC, gyda throi garw diamedr allanol y siafft fawr fel datwm y broses a datwm clampio. Prif swyddogaeth y broses hon yw peiriannu pedwar wyneb pen a thwll mewnol y cynnyrch i'r maint gorffenedig, gan sicrhau cywirdeb dimensiwn a garwedd wyneb, tra hefyd yn creu siamffer ar gyfer gorffeniad troi diamedrau allanol y siafftiau mawr a bach. Dangosir diflastod gorffeniad yr wyneb diwedd a'r twll mewnol yn Ffigur 5, lle mae'r llinell solet drwchus yn cynrychioli'r wyneb sydd wedi'i beiriannu yn y broses hon.
Ffigur 5. Gorffen diflasu'r wyneb diwedd a'r twll mewnol
(5) Gorffen troi'r siafft fawr: Gwneir hyn gan ddefnyddio turn CNC, peiriannu'r diamedr allanol i'r maint gorffenedig, gan sicrhau cywirdeb dimensiwn, cywirdeb geometrig, a garwedd wyneb. Mae'r broses hon yn defnyddio'r siamffer a grëwyd yn ystod diflastod gorffeniad y twll mewnol fel y datwm clampio, gan sicrhau cyfecheledd diamedr allanol a thwll mewnol y siafft fawr. Dangosir troi gorffeniad y siafft fawr yn Ffigur 6.
Ffigur 6. Troi manwl gywir y prif siafft
(6) Troi'r siafft fach yn fanwl: Gan ddefnyddio turn CNC, caiff y diamedr allanol ei beiriannu i'r maint gorffenedig, gan sicrhau cywirdeb dimensiwn, cywirdeb geometrig, a garwedd arwyneb. Mae'r broses hon yn defnyddio'r siamffer a wnaed yn ystod diflasu'r twll mewnol yn fanwl gywir fel y cyfeirnod clampio a lleoli, gan sicrhau cyfechelogedd diamedr allanol y siafft fach a'r twll mewnol, yn ogystal â chyfochrogrwydd llinellau canol y siafft fach a'r brif siafft. Dangosir troi manwl gywir y siafft fach yn Ffigur 7.
Ffigur 7. Troi manwl gywirdeb y siafft fach
(7) Melino'r siâp allanol a drilio: Gan ddefnyddio canolfan peiriannu fertigol, mae siâp allanol y cynnyrch yn cael ei beiriannu i'r safle a ddymunir, ac mae tyllau dowel yn cael eu drilio. Dangosir melino'r siâp allanol a drilio yn Ffigur 8, lle mae'r llinellau solet trwchus yn cynrychioli'r arwynebau wedi'u peiriannu yn y broses hon.
Ffigur 8. Melino'r siâp allanol a drilio
(8) Broaching y spline (gwifren spline EDM): Pan fydd y swp cynnyrch yn fawr, cynhelir y broses hon yn gyffredinol gan ddefnyddio peiriant broaching gydag offeryn broaching, gan sicrhau effeithlonrwydd cynhyrchu a chysondeb dimensiynau twll spline. Pan nad yw broach ar gael a maint y swp yn fach, gellir cyflawni'r broses hon gan ddefnyddio peiriant EDM gwifren. Mae diamedr allanol y brif siafft yn gweithredu fel y cyfeiriad clampio a lleoli, gan sicrhau cyfexiality y twll spline â diamedr allanol y brif siafft. Dangosir y spline torchog (gwifren - spline EDM) yn Ffigur 9, lle mae'r llinell solet drwchus yn cynrychioli'r arwyneb a durniwyd yn y broses hon.
Ffigur 9: Spline Broached (Wire-EDM Spline)
Ar y pwynt hwn, mae'r cynnyrch penelin cydbwysedd siâp Z - wedi cwblhau'r holl brosesau peiriannu. Mae prosesau dilynol yn cynnwys canfod diffygion a thrin wynebau.
05
Gosodiad turn pwrpasol
Mae'r gosodiad turn pwrpasol yn cynnwys cydrannau fel fflans, siasi, corff cynnal, canol, gwrthbwysau, a bolltau cau [4, 5].
Mae'r fflans yn gweithredu fel y gydran gysylltu rhwng y turn a'r gosodiad. Defnyddir fflans safonol yn gyffredinol. Mae un pen yn cysylltu â gwerthyd turn CNC trwy dwll taprog, ac mae'r pen arall yn cysylltu â'r siasi trwy bos lleoli, gan sicrhau bod canol cylchdroi'r gosodiad turn wedi'i alinio â gwerthyd y turn.
Mae'r siasi, sy'n gwasanaethu fel sylfaen y gosodiad turn, yn cynnwys rhigol gron hirgul. Mae corff cynnal a dau wrthbwysau ynghlwm wrtho, ac mae'r dosbarthiad màs tri phwynt hwn yn sicrhau cylchdro llyfnach o weithle yn ystod peiriannu, gan leihau dirgryniad a gwella cywirdeb silindrog allanol ac ansawdd wyneb y cynnyrch.
Mae'r corff cynnal, wedi'i weldio i'r siasi, hefyd yn cynnwys rhigol gron hirgul gyda dimensiynau sy'n cyfateb i rigol y siasi. Mae dau ddiben i'r rhigol hwn: lleihau pwysau cyffredinol y gosodiad turn ac atal ymyrraeth rhwng echelin peiriannu y penelin cydbwysedd siâp Z a'r gosodiad turn. Mae sawl set o folltau cau wedi'u lleoli ar ddau ben y rhigol i ddiogelu echelin di-beiriannu y penelin cydbwysedd siâp Z. Mae'r dyluniad rhigol hirgul yn caniatáu ar gyfer peiriannu penelinoedd cydbwysedd siâp Z{- o wahanol feintiau a modelau gan ddefnyddio'r gosodiad turn hwn, gan gyflawni ymarferoldeb amlbwrpas.
Mae'r ganolfan a stop lleoli'r corff cymorth yn cael eu gosod gyda'i gilydd a'u weldio i'r corff cynnal. Yn ystod y peiriannu, mae'r ganolfan a chanolfan tailstock turn yn cefnogi dau ben echel peiriannu penelin cydbwysedd siâp Z, gan gyflawni cyfluniad clampio canol dwbl-. Er mwyn sicrhau bod wyneb côn lleoli'r ganolfan yn gyfechelog â gwerthyd y turn, rhaid i arwyneb côn lleoli'r ganolfan fod yn fanwl gywir -wedi'i beiriannu ar durn ar ôl i'r gosodiad turn gael ei weldio gyda'i gilydd. Mae'r gwrthbwysau yn cynnwys platiau gwrthbwysau siâp ffan lluosog. Gellir addasu nifer y platiau gwrthbwysau i gydbwyso'r grym allgyrchol a gynhyrchir wrth beiriannu gwahanol fodelau o benelinoedd cydbwysedd siâp Z. Mae'r ddau wrthbwysau wedi'u dosbarthu'n gyfartal ar 120 gradd i ganol disgyrchiant y gefnogaeth, gan sicrhau cydbwysedd deinamig yn well yn ystod peiriannu cynnyrch.
Er mwyn darparu ar gyfer peiriannu penelinoedd cydbwysedd siâp Z o wahanol feintiau, gosodir setiau lluosog o bolltau cau ar ddwy ochr rhigol hirgrwn hir y corff cynnal. Dangosir safleoedd clampio'r bolltau cau yn Ffigur 10. Mae llinell ganol pob set o bolltau gosod yn uwch na'r pellter H rhwng canol cylch allanol echelin y penelin cydbwysedd siâp Z nad yw wedi'i pheiriannu. Mae'r dull clampio hwn yn sicrhau bod grym clampio'r bolltau gosod ar y penelin cydbwysedd siâp Z gyferbyn â'r grym allgyrchol, gan leihau'r grym allgyrchol a gynhyrchir pan fydd y darn gwaith yn cylchdroi yn effeithiol. Dangosir y cyflyrau clampio ar gyfer peiriannu siafftiau bach a siafftiau mawr yn Ffigurau 11 a 12, yn y drefn honno.
Ffigur 10. Diagram sgematig o sefyllfa clampio bollt cau
Ffigur 11. Cyflwr clampio wrth beiriannu'r siafft fach
Ffigur 12. Cyflwr clampio wrth beiriannu'r siafft fawr
06
Dilysu Canlyniadau Peiriannu
Ar hyn o bryd, mae'r broses beiriannu penelin cydbwysedd siâp Z hon a'r gosodiad turn pwrpasol wedi'u cymhwyso i'r llinell gynhyrchu ers dros flwyddyn. Mae modelau lluosog a sypiau mawr o gynhyrchion penelin cydbwysedd siâp Z- yn cael eu peiriannu gan ddefnyddio'r broses hon, gan arwain at ansawdd cynnyrch sefydlog a dibynadwy ac effeithlonrwydd peiriannu llawer gwell. Mae hyn yn gwirio ymarferoldeb ac effeithiolrwydd y broses a gosodion turn pwrpasol yn llawn. Dangosir ffotograff o rai camau peiriannu o'r penelin cydbwysedd siâp Z- yn Ffigur 13.
a) Tyllu garw ar yr wyneb diwedd a'r twll mewnol
b) Tro garw y brif siafft
c) Gorffen diflasu'r wyneb diwedd a'r twll mewnol
Ffigur 13: Lluniau gwirioneddol o'r broses beiriannu o'r penelin cydbwysedd siâp Z-
07
Casgliad
Mae'r broses beiriannu a'r gosodiad turn arbennig ar gyfer y penelin cydbwysedd siâp Z a gynigir yn y papur hwn yn berthnasol i beiriannu gwahanol fodelau o gynhyrchion penelin cydbwysedd siâp Z, waeth beth fo'r deunydd cynnyrch neu'r math gwag. Mae'n darparu proses gyflawn a dull clampio ar gyfer y math hwn o gynnyrch, gan ddatrys problemau anhawster peiriannu uchel, anallu i glampio, ansawdd cynnyrch ansefydlog, ac effeithlonrwydd peiriannu isel a achosir gan y strwythur ecsentrig afreolaidd, maint mawr, pwysau trwm, a gofynion manwl uchel y penelin cydbwysedd siâp Z -. Mae dilysu maes yn dangos y gall y broses beiriannu hon sicrhau bod y cynhyrchion penelin cydbwysedd siâp Z- yn bodloni'r gofynion cywirdeb dylunio, yn lleihau anhawster peiriannu, ac yn gwella cysondeb ansawdd cynnyrch ac effeithlonrwydd peiriannu.
