Werkbeginsel van spilgereedskap – Losmaak en vasklem in CNC-bewerkingsentrums
Opsomming: Hierdie artikel brei in detail uit op die basiese struktuur en werkbeginsel van die spilgereedskap-losmaak- en klemmeganisme in CNC-bewerkingsentrums, insluitend die samestelling van verskeie komponente, die werkproses en sleutelparameters. Dit is daarop gemik om die interne meganisme van hierdie belangrike funksie diepgaande te analiseer, teoretiese verwysings vir relevante tegniese personeel te verskaf, hulle te help om die spilstelsel van CNC-bewerkingsentrums beter te verstaan en in stand te hou, en die hoë doeltreffendheid en presisie van die bewerkingsproses te verseker.
I. Inleiding
Die funksie van spilgereedskap-losmaak en -klemming in masjineringsentrums is 'n belangrike fondament vir CNC-masjineringsentrums om outomatiese masjinering te bereik. Alhoewel daar sekere verskille in die struktuur en werkbeginsel tussen verskillende modelle is, is die basiese raamwerk soortgelyk. Deeglike navorsing oor die werkbeginsel is van groot belang om die werkverrigting van masjineringsentrums te verbeter, die masjineringskwaliteit te verseker en toerustingonderhoud te optimaliseer.
II. Basiese Struktuur
Die spilgereedskap-losmaak- en klemmeganisme in CNC-bewerkingsentrums bestaan hoofsaaklik uit die volgende komponente:
- Trekbout: Dit word aan die stert van die gereedskap se taps toelopende skag geïnstalleer en is 'n belangrike verbindingskomponent vir die trekstang om die gereedskap vas te trek. Dit werk saam met die staalballe aan die kop van die trekstang om die posisionering en klem van die gereedskap te verkry.
- Trekstang: Deur die interaksie met die trekbout via staalballe, dra dit trek- en stootkragte oor om die klem- en losmaakaksies van die gereedskap te verwesenlik. Die beweging daarvan word deur die suier en vere beheer.
- Katrol: Dit dien gewoonlik as 'n tussenkomponent vir kragoordrag, in die spilgereedskap-losmaak- en klemmeganisme, en kan betrokke wees by die transmissieskakels wat die beweging van verwante komponente aandryf. Dit kan byvoorbeeld aan die hidrouliese stelsel of ander aandryftoestelle gekoppel wees om die beweging van komponente soos die suier aan te dryf.
- Belleville-veer: Saamgestel uit verskeie pare veerblaaie, is dit 'n sleutelkomponent vir die opwekking van die spanningskrag van die gereedskap. Die kragtige elastiese krag daarvan kan verseker dat die gereedskap stabiel binne die taps toelopende gat van die spil vasgemaak word tydens die bewerkingsproses, wat die akkuraatheid van die bewerking waarborg.
- Sluitmoer: Word gebruik om komponente soos die Belleville-veer vas te maak om te verhoed dat hulle tydens die werkproses loskom en om die stabiliteit en betroubaarheid van die hele gereedskap-losmaak- en klemmeganisme te verseker.
- Verstelbare vulplaat: Deur die verstelbare vulplaat te slyp, kan die kontaktoestand tussen die trekstang en die trekbout aan die einde van die suier se slag presies beheer word, wat die gladde losmaak en vasdraai van die gereedskap verseker. Dit speel 'n belangrike rol in die presisie-aanpassing van die hele gereedskap-losmaak- en klemmeganisme.
- Spiraalveer: Dit speel 'n rol in die proses van gereedskap losmaak en help die beweging van die suier. Byvoorbeeld, wanneer die suier afwaarts beweeg om die trekstang te druk om die gereedskap los te maak, verskaf die spiraalveer 'n sekere elastiese krag om die gladheid en betroubaarheid van die aksie te verseker.
- Suier: Dit is die kraguitvoerende komponent in die gereedskap-losmaak- en klemmeganisme. Aangedryf deur hidrouliese druk, beweeg dit op en af, en dryf dan die trekstang aan om die klem- en losmaakaksies van die gereedskap te verwesenlik. Die presiese beheer van sy slag en stootkrag is van kritieke belang vir die hele gereedskap-losmaak- en klemproses.
- Limietskakelaars 9 en 10: Hulle word onderskeidelik gebruik om seine vir gereedskapklemming en -losmaak te stuur. Hierdie seine word teruggevoer na die CNC-stelsel sodat die stelsel die bewerkingsproses presies kan beheer, die gekoördineerde vordering van elke proses kan verseker, en bewerkingsongelukke wat veroorsaak word deur verkeerde beoordeling van die gereedskapklemmingstoestand, kan vermy.
- Katrol: Soortgelyk aan die katrol wat in item 3 hierbo genoem word, neem dit saam aan die transmissiestelsel deel om die stabiele kragoordrag te verseker en alle komponente van die gereedskap-losmaak- en klemmeganisme in staat te stel om saam te werk volgens die voorafbepaalde program.
- Einddeksel: Dit speel die rol van die beskerming en verseëling van die interne struktuur van die spil, wat verhoed dat onsuiwerhede soos stof en skyfies die binnekant van die spil binnedring en die normale werking van die gereedskap-losmaak- en klemmeganisme beïnvloed. Terselfdertyd bied dit ook 'n relatief stabiele werksomgewing vir die interne komponente.
- Verstelskroef: Dit kan gebruik word om fyn aanpassings aan die posisies of spelings van sommige komponente te maak om die werkverrigting van die gereedskap-losmaak- en klemmeganisme verder te optimaliseer en te verseker dat dit 'n hoë-presisie werktoestand handhaaf tydens langtermyn gebruik.
III. Werkbeginsel
(I) Gereedskapklemproses
Wanneer die masjineringsentrum in die normale masjineringstoestand is, is daar geen hidrouliese oliedruk aan die boonste punt van suier 8 nie. Op hierdie tydstip is die spiraalveer 7 in 'n natuurlik uitgestrekte toestand, en sy elastiese krag laat die suier 8 opwaarts beweeg na 'n spesifieke posisie. Intussen speel die Belleville-veer 4 ook 'n rol. As gevolg van sy eie elastiese eienskappe, druk die Belleville-veer 4 die trekstang 2 om opwaarts te beweeg, sodat die 4 staalballe aan die kop van die trekstang 2 die ringvormige groef aan die stert van die gereedskapskag se trekbout 1 binnedring. Met die inbedding van die staalballe word die spanningskrag van die Belleville-veer 4 deur die trekstang 2 en die staalballe na die trekbout 1 oorgedra, waardeur die gereedskapskag styf vasgehou word en die presiese posisionering en stewige klem van die gereedskap binne die taps toelopende gat van die spil bewerkstellig word. Hierdie klemmetode gebruik die kragtige elastiese potensiële energie van die Belleville-veer en kan voldoende spanningskrag verskaf om te verseker dat die gereedskap nie sal loskom onder die werking van hoëspoedrotasie en snykragte nie, wat die masjineringsakkuraatheid en stabiliteit waarborg.
(II) Gereedskap Losmaakproses
Wanneer dit nodig is om die gereedskap te vervang, word die hidrouliese stelsel geaktiveer, en hidrouliese olie dring die onderste punt van suier 8 binne, wat 'n opwaartse stoot veroorsaak. Onder die werking van die hidrouliese stoot oorkom die suier 8 die elastiese krag van die spiraalveer 7 en begin afwaarts beweeg. Die afwaartse beweging van die suier 8 druk die trekstang 2 om sinchronies afwaarts te beweeg. Soos die trekstang 2 afwaarts beweeg, word die staalballe losgemaak van die ringvormige groef aan die stert van die gereedskapskag se trekbout 1 en betree die ringvormige groef in die boonste gedeelte van die agterste taps toelopende gat van die spil. Op hierdie tydstip het die staalballe nie meer 'n beperkende effek op die trekbout 1 nie, en die gereedskap word losgemaak. Wanneer die manipulator die gereedskapskag uit die spil trek, sal saamgeperste lug deur die sentrale gate van die suier en die trekstang blaas om onsuiwerhede soos skyfies en stof in die taps toelopende gat van die spil skoon te maak, en voor te berei vir die volgende gereedskapinstallasie.
(III) Die Rol van Limietskakelaars
Limietskakelaars 9 en 10 speel 'n belangrike rol in seinterugvoer dwarsdeur die gereedskaplosmaak- en klemproses. Wanneer die gereedskap vasgeklem word, aktiveer die posisieverandering van relevante komponente limietskakelaar 9, en limietskakelaar 9 stuur onmiddellik 'n gereedskapklemsein na die CNC-stelsel. Na ontvangs van hierdie sein bevestig die CNC-stelsel dat die gereedskap in 'n stabiele klemtoestand is en kan dan daaropvolgende bewerkings, soos spilrotasie en gereedskaptoevoer, begin. Net so, wanneer die gereedskaplosmaakaksie voltooi is, word limietskakelaar 10 geaktiveer, en dit stuur 'n gereedskaplosmaaksein na die CNC-stelsel. Op hierdie tydstip kan die CNC-stelsel die manipulator beheer om die gereedskapwisselingsbewerking uit te voer om die outomatisering en presisie van die hele gereedskapwisselingsproses te verseker.
(IV) Sleutelparameters en ontwerppunte
- Spanningskrag: Die CNC-bewerkingsentrum gebruik altesaam 34 pare (68 stukke) Belleville-vere, wat 'n kragtige spanningskrag kan genereer. Onder normale omstandighede is die spanningskrag vir die vasdraai van die gereedskap 10 kN, en dit kan 'n maksimum van 13 kN bereik. So 'n spanningskragontwerp is voldoende om verskeie snykragte en sentrifugale kragte wat tydens die bewerkingsproses op die gereedskap inwerk, te hanteer, wat die stabiele fiksasie van die gereedskap binne die taps toelopende gat van die spil verseker, wat verhoed dat die gereedskap tydens die bewerkingsproses verplaas of afval, en sodoende die akkuraatheid van die bewerking en oppervlakkwaliteit waarborg.
- Suierslag: Wanneer die gereedskap vervang word, is die slag van suier 8 12 mm. Gedurende hierdie 12 mm-slag word die beweging van die suier in twee fases verdeel. Eerstens, nadat die suier ongeveer 4 mm vorentoe beweeg het, begin dit die trekstang 2 druk om te beweeg totdat die staalballe die Φ37 mm ringvormige groef in die boonste gedeelte van die spil se taps toelopende gat binnedring. Op hierdie tydstip begin die gereedskap loskom. Daarna bly die trekstang daal totdat die oppervlak "a" van die trekstang die bokant van die trekbout raak, wat die gereedskap heeltemal uit die spil se taps toelopende gat stoot sodat die manipulator die gereedskap glad kan verwyder. Deur die suier se slag presies te beheer, kan die losmaak- en klemaksies van die gereedskap akkuraat voltooi word, wat probleme soos onvoldoende of oormatige slag vermy wat kan lei tot los klem of onvermoë om die gereedskap los te maak.
- Kontakspanning en Materiaalvereistes: Aangesien die 4 staalballe, die koniese oppervlak van die trekbout, die oppervlak van die spilgat en die gate waar die staalballe geleë is, aansienlike kontakspanning tydens die werkproses dra, word hoë vereistes aan die materiale en oppervlakhardheid van hierdie onderdele gestel. Om die konsekwentheid van die krag op die staalballe te verseker, moet daar streng verseker word dat die gate waar die 4 staalballe geleë is, in dieselfde vlak is. Gewoonlik sal hierdie sleutelonderdele hoësterkte-, hoëhardheid- en slytasiebestande materiale gebruik en presiese bewerking- en hittebehandelingsprosesse ondergaan om hul oppervlakhardheid en slytasiebestandheid te verbeter, wat verseker dat die kontakoppervlaktes van verskeie komponente 'n goeie werktoestand kan handhaaf tydens langdurige en gereelde gebruik, slytasie en vervorming verminder en die lewensduur van die gereedskap-losmaak- en klemmeganisme verleng.
IV. Gevolgtrekking
Die basiese struktuur en werkbeginsel van die spilgereedskap-losmaak- en klemmeganisme in CNC-bewerkingsentrums vorm 'n komplekse en gesofistikeerde stelsel. Elke komponent werk saam en koördineer nou met mekaar. Deur presiese meganiese ontwerp en vernuftige meganiese strukture word vinnige en akkurate vasklemming en losmaak van gereedskap bereik, wat 'n kragtige waarborg bied vir die doeltreffende en outomatiese bewerking van CNC-bewerkingsentrums. 'n Diepgaande begrip van die werkbeginsel en sleutel tegniese punte is van groot leidende belang vir die ontwerp, vervaardiging, gebruik en instandhouding van CNC-bewerkingsentrums. In die toekomstige ontwikkeling, met die voortdurende vooruitgang van CNC-bewerkingstegnologie, sal die spilgereedskap-losmaak- en klemmeganisme ook voortdurend geoptimaliseer en verbeter word, en beweeg na hoër presisie, vinniger spoed en meer betroubare werkverrigting om aan die groeiende eise van die hoë-end vervaardigingsbedryf te voldoen.