На основании применения индексирующей головки принадлежностей станка и подвесного механизма на обычном фрезерном станке с вертикальным подъемным столом, на примере цилиндра судового низкоскоростного дизельного двигателя высокой мощности, поверхность направляющей кулачка плоскости поршня фрезерованный. В условиях существующего станочного оборудования в мастерской проанализируйте структуру профиля кулачка поршня цилиндра и параметры шага, объедините формулу расчета передаточного числа и функцию применения индексирующей головки, а также проанализируйте станки, фрезы, индексацию. задействованы головки и шестерни. Соответствующие технические параметры рассчитываются и тщательно согласовываются. После практики механической обработки и тестирования функции движения деталей поршня после их установки в воздушный цилиндр выпускного клапана дизельного двигателя обобщен набор стабильных качественных и недорогих технологических решений по обработке.
#01
картина
Предисловие
картина
Для прецизионной обработки плоских кулачковых профилей наиболее идеальным технологическим решением является фрезерная обработка на станках с ЧПУ, особенно обрабатывающие центры с ЧПУ с осями вращения с ЧПУ (ось A или ось B). Детали судовых тихоходных дизелей большой мощности поставляются все небольшими партиями и различных типов. Капитальные вложения в оборудование обрабатывающих центров с ЧПУ относительно велики. Соотношение ввода-вывода нового станка с ЧПУ с функцией многоосной обработки только для этой детали не является идеальным. Обычные фрезерные станки с вертикальным подъемным столом являются стандартным производственным оборудованием в большинстве традиционных цехов механической обработки. Целью исследования процесса технических специалистов мастерских является полное использование функций обработки существующего станочного оборудования и формирование низкозатратного ввода и высокоэффективного выпуска продукции. Кулачок плоскости поршня является ведущей поверхностью движения направляющего стержня и имеет высокую точность. Процесс фрезерования включает в себя обработку рычагов, при которой линейная ось и ось вращения находятся в определенной пропорции. Фрезерование на станках без ЧПУ затруднено. Ход кулачка плоскости поршня небольшой, то есть для формирования большого угла поворота на коротком линейном расстоянии необходимо использовать функции обычного вертикально-фрезерного станка для разработки новой и продуманной линейной оси и Схема технологии обработки рычажного механизма поворотной оси [1]. Изучите технологию обработки деталей с плоскими кулачками и технологию применения зубчатых колес, чтобы обеспечить качество обработки деталей.
#02
картина
Применение фрезерного станка и индексирующей головки, сопровождающей шестерню
картина
Применение обычного вертикально-фрезерного станка и индексирующей головки с обработкой подвесного механизма показано на рисунке 1. Как показано на рисунке 1a, обычный фрезерный станок с вертикальным подъемным столом X53K имеет шаг винта продольной подачи P=6 мм. Универсальная индексирующая головка FW250 имеет фиксированный номер 40 и оснащена стандартной библиотекой передач. Дополнительные зубья шестерни z: 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 и 100[2]. Главная ведущая шестерня установлена на одном конце продольного винтового вала вертикально-фрезерного станка, а ведомая шестерня установлена на хвостовой стороне индексирующей головки. Между главной ведущей и ведомой шестернями подвешен зубчатый блок с соответствующим передаточным числом. Набор шестерен подбирается под соответствующее зацепление. После устранения зазора зафиксируйте его, зафиксировав кронштейн со стороны индексирующей головки и хвостовой части. После завершения установки продольный винт вертикально-фрезерного станка приводит в движение рабочий стол для продольной подачи. При этом главная ведущая шестерня, объединенная с продольным винтом, передает соответствующее вращательное движение индексирующей головке через набор шестерен с соответствующим передаточным числом. Вращение индексирующей головки зажима. Детали вращаются соответствующим образом, чтобы реализовать синхронную обработку соединения линейной оси и оси вращения.
картина
а) Вертикально-фрезерный станок Х53К
картина
б) Индексирующая головка оснащена подвесным механизмом.
картина
в) Плоское кулачковое фрезерование
Рисунок 1: Схема применения обычного вертикально-фрезерного станка и индексирующей головки, оснащенной подвесным механизмом обработки.
#03
картина
Плоская поверхность направляющей кулачка поршневой части
картина
Поршень цилиндра в полости воздушного цилиндра узла выпускного клапана морского тихоходного дизельного двигателя большой мощности представляет собой прецизионную подвижную деталь. Поршень вращается вверх или вниз под действием давления в цилиндре. Поверхность хода кулачка на торцевой поверхности поршня приводит в движение контактирующий с ней направляющий стержень. Вращение поршня. Точность угла и расстояния перемещения вверх и вниз имеет решающее значение для таких функций, как синхронизация выпуска. Требования к размеру обработки ведущей поверхности (0 градус ~144,3 градуса) плоского кулачка поршня показаны на рисунке 2. Плоский кулачок имеет форму выступа концевого кольца с внутренним кругом R6{{ 10}} мм и внешний круг R70 мм. Он закручивается вверх по часовой стрелке от 0 градусов (расширяется по окружности R65 мм, угол подъема 1,75 градуса). Когда он достигает 144,3 градуса, он заканчивается на поверхности заднего кулачка высотой 5 мм. , значение шероховатости поверхности кулачка Ra=3,2 мкм. Материал деталей QT400.
картина
а) Вид поршня сверху
картина
б) Поперечное сечение поршня
картина
в) Диаграмма расширения поверхности вывода
картина
г) Изометрический чертеж поршня.
Рисунок 2. Размеры кулачковой поверхности плоскости поршня определенной модели.
#04
картина
Обработка поверхности направляющей кулачка
картина
4.1 Подготовка процесса
Требования к размерам процесса токарной обработки перед процессом фрезерования поверхности кулачка поршня показаны на рисунке 3. Процесс токарной обработки не рассматривается в этой статье.
картина
Рисунок 3. Требования к размерам для процесса токарной обработки перед процессом фрезерования поверхности кулачка поршня.
4.2 Расчет подбора соответствующих шестерен
(1) Расчет шага кулачка L: Расстояние по высоте, соответствующее осевому подъему спирали поверхности кулачка на 360 градусов, соответствует шагу кулачка L. В соответствии с размерами диаграммы расширения поверхности шага на рисунке 2c, Поверхность кулачка поднимается на h=5мм от 0 градусов до 144,3 градуса, и на основе этого рассчитывается ход кулачка L. Из 5/L=144.3/360 мы можем получить L=12.474 (мм).
(2) Расчет передаточного числа i Формула расчета передаточного числа [2]:
i＝40t/L (1)
В формуле i — передаточное число; 40 — фиксированный номер индексирующей головки; t — шаг продольного винта станка (мм), а t вертикально-фрезерного станка X53K обычно составляет 6 мм; L — ход кулачка (мм).
Согласно формуле (1) расчет показывает, что i=40×6/12,474≈19,24.
(3) Количество зубьев шестерни рассчитывается на основе количества дополнительных зубьев шестерни, оснащенных индексирующей головкой FW250, и требований передаточного отношения. В соответствии с обычными 2 комплектами (один комплект главной и ведомой шестерен, относящимися к прямой передаче) 4 конфигурации шестерен Невозможно удовлетворить требованиям передаточного числа 19,24. В зависимости от места установки и условий крепления кронштейна выбираются и настраиваются 3 группы по 6 передач. Формула расчета передаточного числа [3]:
I＝z1z3z5/(z2z4z6) (2)
В формуле I – передаточное число передачи; z1, z3 и z5 — зубцы каждой активной подвесной шестерни соответственно, и приоритет отдается выбору из стандартных зубьев шестерни индексирующей головки; z2, z4 и z6 — это соответственно количество зубьев каждой ведомой подвесной шестерни, приоритет отдается выбору. Индексирующая головка стандартно поставляется с количеством зубьев шестерни на выбор.
По формуле (2) можно получить передачу с 3 группами по 6 распределений зубьев шестерни.
Передаточное число I=90×80×70/(35×30×25)=19.2, которое близко к передаточному числу i (19,24), рассчитанному по ходу кулачка.
4.3 Проверка ошибок
Передаточное число I{{0}}.2 рассчитывается на основе условий выбора числа зубьев шестерни. Предполагаемое отведение L=40×6/19,2=12,5 (мм) рассчитывается с использованием уравнения (1). Затем в соответствии с углом подъема поверхности кулачка детали, равным 144,3 градуса, обратно пропорционально. Предполагается, что высота h=144.3×12,5/360=5.01 (мм) в направлении расчетной поверхности шага кулачка, и погрешность 5 мм от размера, указанного на чертеже, составляет 0,01 мм, что соответствует допустимым требованиям допуска на размер детали.
4.4 Практическое применение
Когда фрезерный кулачок плоскости поршня зажимается на индексирующей головке, индексирующая головка зажимает технологический шпиндель с помощью самоцентрирующегося патрона и регулирует погрешность концентричности вращения шпинделя до значения, меньшего или равного 0,01 мм. Расположите поршень с внутренним отверстием поршня и технологическим шпинделем и используйте болты стяжных шпилек и шайбы прижимной пластины, чтобы зажать и затянуть поршень в резьбовом отверстии на конце технологического шпинделя, а также используйте циферблатный индикатор для проверки вращения. биение поршня. Поршневая кулачковая плоскофрезерная шестерня показана на рисунке 4. Главные ведущие шестерни Z1 и Z2 установлены на продольном винтовом конце станка на неподвижном кронштейне. Z2 — ведомая шестерня Z1. Z3 и Z2 — соосные синхронные шестерни. Z3 управляет Z4 и Z2. Z5 и Z4 — соосные синхронные шестерни. Z5 приводит в движение шестерню Z6, которая подвешена на задней стороне индексирующей головки (то есть приводит в движение вал подвесного колеса индексирующей головки), что в конечном итоге образует направляющую для вращательного движения деталей, удерживаемых индексирующей головкой, и продольной подачи. движение станка. Соотношение между соотношением хода таково, что расстояние продольного перемещения станка составляет 12,5 мм, а поршень синхронно вращается на 360 градусов; Расстояние продольного перемещения станка составляет 5,01 мм, а поршень синхронно вращается на 144,3 градуса.
Фрезерный инструмент представляет собой концевую фрезу из быстрорежущей стали φ20 мм. Параметры резания: скорость резания vc=23,55 м/мин, скорость шпинделя n=375об/мин и подача f=0,1 мм/об. Выровняйте ось концевой фрезы так, чтобы она совпадала с осевой линией поршня. Используйте боковой край концевой фрезы так, чтобы он находился внизу поверхности шага кулачка (-5 мм), и поверните продольный стержень подачи станка вправо, то есть запустите кулачок плоскости поршня. Линейная ось и поворотная ось фрезерования обрабатываются одновременно. Процесс делится на черновую обработку, получистовую и чистовую обработку. Начальная точка фрезы концевой фрезы составляет 0 градусов в радиальном направлении ведущей поверхности, а осевое положение ведущей поверхности планируется равным -3,5 мм (оставляя запас 1,5 мм). ), -4,8 мм (оставьте запас 0,2 мм) и -5 мм, всего 3 этапа фрезерной обработки. После завершения фрезерования каждого этапа работы фреза отводится в осевом направлении в безопасное положение, а продольная подача станка возвращается в исходное положение предыдущего этапа работы. Учитывая обратную погрешность зазора шестерни, каждый обратный возврат превышает исходное положение. Примерно через 1 поворот исходного положения вернитесь в исходное положение в направлении вперед и вытащите кулисный штифт индексирующей головки (вращательное движение индексирующей головки выходит за пределы ограничений согласующей шестерни, то есть отрывается от продольной подачи стола станка.Ограничение рычажного механизма), после того как станок проворачивается вручную в продольном направлении для подачи соответствующего количества резания, вставляется ограничительная шестерня штифтового рычажного механизма. После того, как инструмент опущен в соответствующее положение, процесс обработки рычажного механизма предыдущего этапа повторяется до тех пор, пока поверхность шага кулачка не будет обработана до конечного размера.
#05
картина
Заключение
картина
Применение обычного фрезерного станка с вертикальным подъемным столом и индексирующей головки, оснащенной подвесной зубчатой фрезерной поверхностью кулачка поршня, успешно решило проблему обработки запатентованного главного двигателя MAN ES, такого как 420 мм, 460 мм и другие диаметры внутреннего диаметра морского низкоскоростного мощного дизеля. кулачок плоскости поршня цилиндра выпускного клапана двигателя, в полной мере используя возможности обработки существующих обычных станков в мастерской, снижая стоимость производственного оборудования, повышая гибкость производственной организации цеха и достигая хорошего качества продукции и высокой производительности, при использовании обычных фрезерных станков для аналогичных деталей Это дает ориентир для быстрой обработки с подвесными шестернями.
