Принцип на работа на алатката за вретено – Олабавување и стегање во CNC центри за обработка
Апстракт: Овој труд детално ја разработува основната структура и принципот на работа на механизмот за олабавување и стегање на вретеното во CNC центрите за обработка, вклучувајќи го составот на различните компоненти, процесот на работа и клучните параметри. Целта е длабинско анализирање на внатрешниот механизам на оваа клучна функција, обезбедување теоретски референци за релевантниот технички персонал, помагање подобро да го разберат и одржуваат системот на вретеното во CNC центрите за обработка и обезбедување висока ефикасност и прецизност на процесот на обработка.
I. Вовед
Функцијата на олабавување и стегање на вретеното на алатот во машинските центри е важна основа за CNC машинските центри за постигнување автоматска обработка. Иако постојат одредени разлики во нејзината структура и принципот на работа кај различните модели, основната рамка е слична. Длабинското истражување на неговиот принцип на работа е од големо значење за подобрување на перформансите на машинските центри, обезбедување квалитет на обработката и оптимизирање на одржувањето на опремата.
II. Основна структура
Механизмот за олабавување и стегање на вретеното во центрите за CNC обработка главно се состои од следниве компоненти:
- Извлечен столб: Инсталиран на задната страна од конусниот држач на алатот, тој е клучна компонента за поврзување на влечната прачка за затегнување на алатот. Соработува со челичните топчиња на врвот на влечната прачка за да се постигне позиционирање и стегање на алатот.
- Повлекувачка прачка: Преку интеракцијата со влечната завртка преку челични топчиња, таа пренесува сили на затегнување и потисок за да ги реализира дејствата на стегање и олабавување на алатот. Нејзиното движење е контролирано од клипот и пружините.
- Макара: Обично служи како посредничка компонента за пренос на моќност, во механизмот за олабавување и стегање на вретеното, може да биде вклучена во преносните врски што го движат движењето на поврзаните компоненти. На пример, може да биде поврзана со хидрауличниот систем или други погонски уреди за да го движи движењето на компонентите како што е клипот.
- Пружина Белвил: Составена од повеќе пара листови на пружината, таа е клучна компонента за генерирање на силата на затегнување на алатот. Нејзината моќна еластична сила може да обезбеди алатот да биде стабилно фиксиран во заострената дупка на вретеното за време на процесот на обработка, гарантирајќи точност на обработката.
- Контрана навртка: Се користи за фиксирање на компоненти како што е пружината Белвил за да се спречи нивно олабавување за време на работниот процес и да се обезбеди стабилност и сигурност на целиот механизам за олабавување и стегање на алатот.
- Прилагодување на подлошката: Со брусење на подлошката за прилагодување, состојбата на контакт помеѓу влечната прачка и влечната шипка на крајот од движечкиот удар на клипот може прецизно да се контролира, обезбедувајќи непречено олабавување и затегнување на алатот. Игра клучна улога во прецизното прилагодување на целиот механизам за олабавување и стегање на алатот.
- Спирална пружина: Таа игра улога во процесот на олабавување на алатот и помага во движењето на клипот. На пример, кога клипот се движи надолу за да ја притисне влечната прачка за олабавување на алатот, спиралната пружина обезбедува одредена еластична сила за да се обезбеди мазност и сигурност на дејството.
- Клип: Тоа е компонента што ја извршува моќноста во механизмот за олабавување и стегање на алатот. Управуван од хидрауличен притисок, се движи нагоре и надолу, а потоа ја придвижува влечната прачка за да ги реализира дејствата на стегање и олабавување на алатот. Прецизната контрола на неговиот ход и потисок е клучна за целиот процес на олабавување и стегање на алатот.
- Гранични прекинувачи 9 и 10: Тие се користат за испраќање сигнали за стегање и олабавување на алатот, соодветно. Овие сигнали се враќаат во CNC системот, така што системот може прецизно да го контролира процесот на обработка, да обезбеди координиран напредок на секој процес и да избегне несреќи при обработка предизвикани од погрешна проценка на состојбата на стегање на алатот.
- Макара: Слично на макарата спомената во точка 3 погоре, таа учествува заедно во преносниот систем за да обезбеди стабилен пренос на моќност и да им овозможи на сите компоненти на механизмот за олабавување и стегање на алатот да работат кооперативно според однапред одредената програма.
- Краен капак: Игра улога на заштита и запечатување на внатрешната структура на вретеното, спречувајќи нечистотии како што се прашина и струготини да влезат во внатрешноста на вретеното и да влијаат на нормалното функционирање на механизмот за олабавување и стегање на алатот. Во исто време, обезбедува и релативно стабилна работна средина за внатрешните компоненти.
- Завртка за прилагодување: Може да се користи за фини прилагодувања на позициите или празнините на некои компоненти за дополнително оптимизирање на перформансите на механизмот за олабавување и стегање на алатот и за да се обезбеди одржување на високопрецизна работна состојба за време на долготрајна употреба.
III. Принцип на работа
(I) Процес на стегање на алатката
Кога центарот за обработка е во нормална состојба на обработка, нема притисок на хидраулично масло на горниот крај на клипот 8. Во овој момент, спиралната пружина 7 е во природно издолжена состојба, а нејзината еластична сила го тера клипот 8 да се движи нагоре до одредена положба. Во меѓувреме, Белвил пружината 4 исто така игра улога. Поради своите еластични карактеристики, Белвил пружината 4 ја турка влечната прачка 2 да се движи нагоре, така што 4-те челични топчиња на врвот на влечната прачка 2 влегуваат во прстенестиот жлеб на опашката од влечната завртка 1 на стеблото на алатот. Со вградувањето на челичните топчиња, силата на затегнување на Белвил пружината 4 се пренесува на влечната завртка 1 преку влечната прачка 2 и челичните топчиња, со што цврсто се држи стеблото на алатот и се остварува прецизно позиционирање и цврсто стегање на алатот во заострената дупка на вретеното. Овој метод на стегање ја користи моќната еластична потенцијална енергија на Белевиловата пружина и може да обезбеди доволна сила на затегнување за да се осигури дека алатот нема да се олабави под дејство на силите на ротација со голема брзина и сечење, гарантирајќи ја точноста и стабилноста на обработката.
(II) Процес на олабавување на алатот
Кога е потребно да се смени алатот, хидрауличниот систем се активира и хидрауличното масло влегува во долниот крај на клипот 8, генерирајќи нагорен потисок. Под дејство на хидрауличниот потисок, клипот 8 ја совладува еластичната сила на спиралната пружина 7 и почнува да се движи надолу. Движењето надолу на клипот 8 ја турка влечната прачка 2 да се движи надолу синхроно. Како што влечната прачка 2 се движи надолу, челичните топчиња се одвојуваат од прстенестиот жлеб на опашката од влечната заптивка 1 на стеблото на алатот и влегуваат во прстенестиот жлеб во горниот дел од задниот заострен отвор на вретеното. Во овој момент, челичните топчиња повеќе немаат ограничувачки ефект врз влечната заптивка 1, а алатот се олабавува. Кога манипулаторот го извлекува стеблото на алатот од вретеното, компримиран воздух ќе излезе низ централните отвори на клипот и влечната прачка за да ги исчисти нечистотиите како што се струготини и прашина во заострениот отвор на вретеното, подготвувајќи се за следната инсталација на алатот.
(III) Улогата на граничните прекинувачи
Граничните прекинувачи 9 и 10 играат клучна улога во сигналните повратни информации во текот на целиот процес на олабавување и стегање на алатот. Кога алатот е прицврстен на место, промената на положбата на релевантните компоненти го активира граничниот прекинувач 9, а граничниот прекинувач 9 веднаш испраќа сигнал за стегање на алатот до CNC системот. По приемот на овој сигнал, CNC системот потврдува дека алатот е во стабилна состојба на стегање и потоа може да започне со последователни операции на обработка, како што се ротација на вретеното и довод на алатот. Слично, кога ќе заврши дејството на олабавување на алатот, се активира граничниот прекинувач 10 и испраќа сигнал за олабавување на алатот до CNC системот. Во овој момент, CNC системот може да го контролира манипулаторот за да ја изврши операцијата за менување на алатот за да обезбеди автоматизација и прецизност на целиот процес на менување на алатот.
(IV) Клучни параметри и точки на дизајнирање
- Сила на затегнување: Центарот за CNC обработка користи вкупно 34 пара (68 парчиња) Belleville пружини, кои можат да генерираат моќна сила на затегнување. Под нормални околности, силата на затегнување за затегнување на алатот е 10 kN, а може да достигне максимум 13 kN. Таквиот дизајн на силата на затегнување е доволен за да се справи со различните сили на сечење и центрифугалните сили што дејствуваат на алатот за време на процесот на обработка, обезбедувајќи стабилна фиксација на алатот во заострената дупка на вретеното, спречувајќи го поместувањето или паѓањето на алатот за време на процесот на обработка, а со тоа гарантирајќи точност на обработката и квалитет на површината.
- Од на клипот: При менување на алатот, одот на клипот 8 е 12 mm. За време на овој од 12 mm, движењето на клипот е поделено во две фази. Прво, откако клипот ќе се помести околу 4 mm, тој почнува да ја турка влечната прачка 2 за да се движи сè додека челичните топчиња не влезат во прстенестиот жлеб Φ37 mm во горниот дел од заострената дупка на вретеното. Во овој момент, алатот почнува да се олабавува. Последователно, влечната прачка продолжува да се спушта сè додека површината „a“ на влечната прачка не го допре врвот на влечната завртка, целосно туркајќи ја алатот од заострената дупка на вретеното, така што манипулаторот може непречено да ја отстрани алатот. Со прецизно контролирање на одот на клипот, дејствата на олабавување и стегање на алатот можат да се завршат прецизно, избегнувајќи проблеми како што се недоволен или прекумерен одат што може да доведат до лабаво стегање или неможност за олабавување на алатот.
- Контактен стрес и барања за материјал: Бидејќи 4-те челични топчиња, конусната површина на влечната завртка, површината на дупката на вретеното и дупките каде што се наоѓаат челичните топчиња поднесуваат значителен контактен стрес за време на работниот процес, се поставуваат високи барања за материјалите и површинската тврдост на овие делови. За да се обезбеди конзистентност на силата на челичните топчиња, дупките каде што се наоѓаат 4-те челични топчиња треба строго да се осигурат дека се во иста рамнина. Вообичаено, овие клучни делови ќе користат материјали со висока цврстина, висока тврдост и отпорност на абење и ќе бидат подложени на прецизни процеси на машинска обработка и термичка обработка за да се подобри нивната површинска тврдост и отпорност на абење, осигурувајќи дека контактните површини на различните компоненти можат да одржуваат добра работна состојба за време на долготрајна и честа употреба, намалувајќи го абењето и деформацијата и продолжувајќи го работниот век на механизмот за олабавување и стегање на алатот.
IV. Заклучок
Основната структура и принципот на работа на механизмот за олабавување и стегање на вретеното во CNC центрите за обработка формираат сложен и софистициран систем. Секоја компонента соработува и тесно се координира една со друга. Преку прецизен механички дизајн и генијални механички структури, се постигнува брзо и прецизно стегање и олабавување на алатите, обезбедувајќи моќна гаранција за ефикасна и автоматизирана обработка на CNC центрите за обработка. Длабинското разбирање на неговиот принцип на работа и клучните технички точки е од големо значење за дизајнирањето, производството, употребата и одржувањето на CNC центрите за обработка. Во идниот развој, со континуираниот напредок на технологијата за CNC обработка, механизмот за олабавување и стегање на вретеното исто така ќе биде континуирано оптимизиран и подобруван, движејќи се кон поголема прецизност, поголема брзина и посигурни перформанси за да се задоволат растечките барања на индустријата за производство од висока класа.