Pyörän runko-osilla on yleensä korkeat tekniset vaatimukset, kuten mitat ja geometriset toleranssit. Perinteinen kaksinapainen paikannusjärjestelmä toisella puolella käyttää välyssovitusta, mikä johtaa suuriin paikannusvirheisiin ja epävakaaseen osien käsittelytarkkuuteen. Yliasennossa on kaksi puolta. Toisaalta se rikkoo kuuden pisteen asemointiperiaatetta ja vaikuttaa kiristykseen ja sijoitteluun. Toisaalta, jos sitä käsitellään oikein, se voi parantaa osan jäykkyyttä ja käsittelytarkkuutta. Yliasemoinnin oikein analysointi ja käsittely voi parantaa paikannustarkkuutta vaikuttamatta työkappaleiden kuormitukseen ja purkamiseen. Tämä on avain yliasemointivalaisimien järkevään suunnitteluun. UG NX -ohjelmiston kokoonpano- ja liikesimulointitoimintojen avulla voidaan intuitiivisesti näyttää sovitusvälin vaikutus pyöreiden reikien kohdistusvirheeseen eri paikoissa. Parannetun paikannusvirheen sisältävän kaksoislaajenevan kaksinastaisen rakenteen paikannustarkkuutta on parannettu, mutta sillä on edelleen rajoituksensa. Huokoisille pyörän rungon työkappaleille järkevä kolmipiikkinen paikannusmenetelmä toisella puolella voi saavuttaa suuremman ja vakaamman paikannustarkkuuden kuin kaksitappisella paikannusmenetelmällä toisella puolella.
1 Esipuhe
Yliasemointi tarkoittaa, että työkappaleen tietty vapaus on rajoitettu kahdesti tai useammin. Yliasemointiilmiö voi helposti johtaa siihen, että jäykän työkappaleen asennus epäonnistuu ja sitä tulee välttää niin paljon kuin mahdollista [1]. Kaksi tappia puolella -kiinnitys- ja asemointiprosessissa käytetyt asemointitapit jaetaan karkeasti kahteen luokkaan: jäykät tapit ja joustavat tapit. Sekä jäykillä että joustavilla tapeilla on rajoituksensa. Jäykän kaksitapin rakomainen sovitus toiselle sivurakenteelle rajoittaa koneistustarkkuutta. Toisella puolella oleva joustava kaksinasta on hankala ja kallis valmistaa. Lisäksi toisella puolella olevalla kaksinastalla on rajoitettu käyttöalue, eikä se täytä huokoisten osien, kuten pyörän runkojen, käsittelyä koskevia vaatimuksia. Huokoisten osien paikannustarkkuuden varmistaminen pystysuorassa työstökeskuksissa on tutkimisen arvoinen asia.
2 Yhden puolen kahden tapin rajoitukset
2.1 Rakotyyppi, jossa kaksi tappia toisella puolella
Perinteisessä rakotyyppisessä kaksinapaisessa rakenteessa toisella puolella käytetään jäykkiä asemointitappeja. Yliasemoinnin välttämiseksi käytetään lieriömäistä tappia ja leikkuureunatappia. Sen asemointiperiaate on lieriömäinen tapin asemointi ja timanttitappien suuntaus. Sylinterimäinen asemointitappi rajoittaa työkappaleen liikkumisvapautta X- ja Y-suunnissa ja sillä on pääasemointirooli; timanttiasemointitappi (reunaleikkauksen tarkoituksena on lisätä tapin reikäväliä ja kompensoida työkappaleen reikävälivirhettä ja kiinnittimen tappien etäisyysvirhettä. Asennettaessa tulee varmistaa, että se on reunustamaton sylinteri kahden reiän keskipisteitä yhdistävän pystysuoran linjan suunnassa) rajoittaa vain työkappaleen pyörimisvapautta Z-akselin ympäri, ja sillä on yleensä kulma-asennon rooli. Prosessin mittojen nollapisteen siirtymävirhe vaakasuunnassa määräytyy yleensä lieriömäisen tapin reiän asemointiparin mukaan, mikä johtuu pääasiassa työkappaleen pääasemointireiän satunnaisesta harhailusta ja kellumisesta suhteessa lieriömäiseen asemointitappiin. Peruspisteen siirtymävirhe pystysuunnassa liittyy kahden reiän keskipisteeseen. Liitosviiva liittyy X-akselin kulmaan, joka määräytyy kiinnittimen asemointitapin ja työkappaleen paikoitusreiän välisen raon aiheuttamasta työkappaleen kulmavirheestä.
Vaikka perinteinen rakotyyppinen kaksitappirakenne toisella puolella välttää yliasemoinnin, se lisää paikoitusvirhettä reunaleikkaustapin kohdistusreiässä. Kuten kuvassa 1 näkyy, kun enimmäisrajakoon vertailureikä kohtaa vähimmäisrajakoon kohdistustapin, tapin reiän kosketuslinjat sijaitsevat molemmilla puolilla kahta reikää yhdistävää linjaa ja kun rajakulman taipuma tapahtuu kahta reikää yhdistävän linjan ja kahta tappia yhdistävän linjan välissä. Epäedullisimmat sijoitusolosuhteet voivat aiheuttaa reiän sijainnin helposti poikkeamasta toleranssista [2].
kuva
Kuva 1: Kahden tapin pyörimisvirhe toisella puolella
Satunnaisen kellunnan aiheuttaman referenssisiirtymävirheen ja kiertokulmavirheen pienentämiseksi tappien reikien sovitusrako on eliminoitava, eli paikoitusreikien ja tappien kokopoikkeamaa on pienennettävä. Työstökoneiden työstötarkkuus rajoittaa kuitenkin sitä, missä määrin työkappaleiden ja työkalujen tarkkuutta voidaan parantaa. Mitä pienempi reiän jakotoleranssi ja reiän halkaisijatoleranssi on, sitä vaikeampaa ja kalliimpaa käsittelystä tulee, ja jos sovitusrako on liian pieni, se aiheuttaa suuria ongelmia työkappaleiden lastauksessa ja purkamisessa. Kuvasta 1 voidaan nähdä, että tietyn reikätappivälyksen olosuhteissa mitä pidempi etäisyys L kahden reiän välillä on, sitä pienempi on kiertokulmavirhe Δφ ja kiertokulman aiheuttama asemointivirhe on suhteellisesti pienempi.
2.2 Laajentuva tyyppi, jossa kaksi tappia toisella puolella
Varsinaisessa tuotannossa paikoitustarkkuuden parantamiseksi ja työkappaleiden lastaamisen ja purkamisen helpottamiseksi käytetään usein toisella puolella olevaa laajennettavaa kaksinastaista rakennetta. Toisella puolella oleva laajennettavissa oleva kaksinastainen rakenne käyttää ensin tapin reiän rakoa joustavaan kiinnitykseen ja käyttää sitten tapin laajennusmekanismia asemointitapin laajentamiseen tapin reiän sovitusraon poistamiseksi ja kulmavirheen vähentämiseksi. Samanaikaisesti paikoitusreikien ja paikoitustappien välisen eron vuoksi työkappale liikkuu hieman paikoitusreikien laajenemisen vuoksi ja etäisyysero tasaantuu tehokkaasti, mikä parantaa käsiteltyjen reikien paikannustarkkuus. Laajennettavan kaksinastaisen rakenteen käyttö toisella puolella voi myös vähentää työkappaleen paikannusreiän työstötarkkuutta samalla kun se täyttää suunnitteluvaatimukset, mikä säästää tuotantokustannuksia [3].
Asemointitapin laajennusrakenne on jaettu kahteen tyyppiin: täysympyrälaajennukseen ja usean pisteen laajenemiseen, jotka vastaavasti vastaavat pääasemointiroolia olevaa lieriömäistä paikoitustappia ja työkappaleen kulmavirhettä rajoittavaa reunan leikkaustappia. Toisella puolella oleva laajennettavissa oleva kaksinastainen rakenne voidaan jakaa yksilaajennustyyppiin ja kaksoislaajennustyyppiin.
Yksilaajennustyyppisessä toisella puolella olevassa kaksinastaisessa rakenteessa pääasemointiroolissa oleva lieriömäinen asemointitappi on yleensä suunniteltu ulkopuoliseksi laajennustyypiksi, jota käytetään, kun työkappaleen keskiasemointireiän halkaisija on suurempi ja kulma-asemointireiän halkaisija on pienempi.
Toisella puolella olevaa kaksoislaajenemistyyppistä kaksinapaista rakennetta käytetään enimmäkseen tilanteissa, joissa työkappaleen keskiasemointireiän ja kulma-asemointireiän halkaisijat ovat molemmat suuria. Yleinen kaksoislaajenemisrakenne, jossa on kaksi tappia toisella puolella, käyttää enimmäkseen hammastettua läpän laajennusrakennetta, ja molemmat kohdistustapit on valmistettu korkealaatuisesta jousiteräksestä. Uusi kaksoislaajenemistyyppinen kaksinastainen rakenne toisella puolella käyttää enimmäkseen ohutseinäisiä kohdistustappeja, joiden sisäonteloon on asennettu kelluva materiaali. Kelluvia aineita ovat kiinteät pallot, tahnat ja nesteet. Esimerkkinä nestemäiset ohutseinäiset asemointitapit, kun paineruuvi paineistaa ohutseinäisessä paisuntaholkissa olevan nestemäisen muovin liukupylvään läpi, asemointitapin sisäontelossa oleva nestemäinen muovi välittää tasaisesti kantamaansa painetta. , jolloin ohutseinämäinen asemointitappi käy läpi plastisen muodonmuutoksen ja laajenee säteittäisesti ja kohdistustapin ja keskireiän akselit ovat yhteneväiset, jolloin saavutetaan kohdistusvirheen vähentämisen tarkoitus. Työkappaleen käsittelyn jälkeen ohutseinämäisen paisuntaholkin painetta pienennetään ja kohdistustappi erotetaan työkappaleesta.
2.3 Kaksinapaisen rakenteen rajoitukset yhdellä sivulla
Kahden tapin yhdelle puolelle asemointiprosessia voidaan pitää myös tapin ja reiän työkappaleen kokoamisprosessina. Siksi UG NX -ohjelmistoa voidaan käyttää tappien ja reikien kokoamiseen simuloimaan kahden tapin yliasemointimenetelmää toisella puolella. Esimerkkinä ruostumattomasta teräksestä valmistettu pyörivä kiekko, N (pariton määrä) koaksiaalista reikää φD1 on jakautunut tasaisesti molemmille päätypinnoille, ja keskipiste on suuri läpimenevä reikä φD2. UG NX -ohjelmistoa käytetään tappien ja reiän kokoamiseen. Työkalun ja työkappaleen välillä on kolme kosketusrajoitusta, nimittäin pohjalevyn ja työkappaleen välinen päätypinnan kosketus ja kahden tapinreiän välinen kosketus. Jotta kaksinastaisen asemointirakenteen paikannusvirheen vahvistusilmiö voidaan esittää intuitiivisemmin huokoisessa työkappaleessa, kahden sylinterimäisen tapin ja reiän parin välinen sovitusrako on asetettu 3 mm:iin.
Kuten kuvassa 2, jos keskimmäistä suurta reikää Q1 ja pientä reikää Q2 jakoympyrässä käytetään vertailukohtana, koska tappi ja reikäsylinteri ovat yhteensopivia, vaikka se olisi yliasetettu. osittaisessa kosketuksessa työkappale voi silti olla pienellä alueella. sisäinen kelluke. Kahden paikoitusreiän lisäksi pyörivän kiekon jakoympyrässä olevien kahden jäljellä olevan reiän K3 ja K4 asemointivirheet vaihtelevat kooltaan johtuen niiden suhteellisesta sijainnista kahteen kohdistustapin reikään Q1 ja Q2. Kuvasta 2 on intuitiivisesti havaittavissa, että jakoympyrän pienten reikien K3 ja K4 asemointivirhe ylittää reilusti tapin reiän liitäntäraon 3 mm:llä, eli kohdistusvirhe vahvistuu suhteessa liitäntärakoon. . Keskireiän ja jakoympyrän pienten reikien käyttö Reiän toisella puolella oleva kaksinastainen asemointimenetelmä ei täytä käsittelyvaatimuksia.
kuva
Kuva 2: Virhevahvistusilmiö keskireikien ja kehäreikien sijoittelussa
Kuten kuvassa 3 on esitetty, jos pyörivän kiekon jakoympyrän kahta pientä reikää Q2 ja K4 käytetään vertailukohtana, on selvää, että tämän menetelmän tappien etäisyys on suurempi kuin edellisessä menetelmässä. Vaikka tappien etäisyyttä kasvatetaan, mikä johtaa kiertokulmavirheen suhteelliseen pienenemiseen, jäljellä olevien kahden reiän Q1 ja K3 paikoitusvirhe ylittää silti sovitusvälin 3 mm:llä, ja esiintyy myös erilaisten reikien asemien ja erilaisten ilmiöiden paikannusvirheet. Tällainen kaksinastainen sijoittelu yhdelle puolelle ei silti täytä teknisiä vaatimuksia.
kuva
Kuva 3: Virheen vahvistusilmiö kaksoiskehän reiän sijoittelussa
Vaikka käytettäisiinkin kaksinkertaista laajennusrakennetta, jossa on kaksi tappia toisella puolella, järjestelmällisiä virheitä, kuten mittaus-, valmistus- ja kokoonpanovirheitä, syntyy väistämättä kiinnittimen sijoituskomponenttien tuotantoprosessissa. Itse kiinnittimen valmistusvirheestä johtuen tapin ja akselin akselit eivät voi olla täysin samat. Samanaikaisesti, vaikka kahden tapin välisen liitoksen pystysuunnassa, kulmavirhe pienenee sovitusraon poistamisen vuoksi; kahden tapin liitossuunnassa, tapin, Ero reiän etäisyyden vertailussa homogenisoituu työkappaleen pienen siirtymän vuoksi, mutta kohdistusvirhe pienenee vain suhteessa jäykkään lieriömäiseen tappiin, eikä sitä voida poistaa . Sen koko riippuu itse valaisimen muodosta, sijainnista ja mittatarkkuudesta sen valmistushetkellä. , ja kahta asemointireikää lukuun ottamatta muiden reikien kohdistusvirheet vaihtelevat edelleen riippuen niiden suhteellisesta sijainnista kohdistustapin reikiin nähden. Asemointivirheellä on edelleen taipumus vahvistua suhteessa kahteen nastaan toisella puolella, ja esiintyy toleranssin ulkopuolisia ilmiöitä.
3 Yliasemoinnin kaksiluonteinen analyysi
Yliasemointi voi helposti johtaa siihen, että jäykät työkappaleet eivät pysty asentamaan normaalisti. Tietyissä olosuhteissa järkevällä yliasennon käytöllä voidaan kuitenkin saavuttaa hyviä tuloksia ja ilmeisiä etuja.
Työkappaleille, joilla on heikko jäykkyys ja korkeat tarkkuusvaatimukset, kuten ohutseinäiset työkappaleet, hoikat tangot tai työkappaleet, joilla on suuri tasainen pinta paikannusreferenssinä, suurille osille jne., yliasemointikiinnitys on edullisempaa. Jos työkappaleen jäykkyys on huono, kaikki helposti muotoaan muuttavat kohdat tulee rajoittaa mahdollisimman paljon. Tarkoituksena on estää leikkausvoimien aiheuttamia muodonmuutoksia käsittelyn aikana, lisätä paikantamisen ja kiinnityksen jäykkyyttä, varmistaa käsittelyprosessin vakaus ja parantaa käsittelyn tarkkuutta.
Pitkäakselista työkappaletta sorvattaessa työkappaleen toinen pää kiinnitetään kolmella kynsillä ja toinen pää on tuettu hännänkärjellä. Työkappaleen liikevapautta Y- ja Z-suunnissa rajoitetaan kahdesti, mikä johtaa yliasemointiin. Kärjettömään tukeen verrattuna kosketuspinta-ala ja kiristysluotettavuus lisääntyvät, työkappaleen jäykkyys vahvistuu, työstö etenee sujuvasti ja työkappaleen käsittelyn laatu ja tehokkuus paranevat huomattavasti.
Jyrsinnässä kolme tukipistettä määrittävät tason, ja neljäs tukipiste ei voi olla täysin samassa tasossa ABC:n kanssa. Nelipisteinen kiinteä pinta on yliasetettu. Varsinaisessa tuotannossa käytetään kuitenkin usein useita pintoja, joilla on parempi keskinäinen paikannustarkkuus, paikannusvertailuina samanaikaisesti, mikä muodostaa yliasemointimenetelmän. Tämä yliasemointimenetelmä ei ainoastaan paranna kiristyksen luotettavuutta ja järjestelmän jäykkyyttä, vaan myös parantaa ohutseinäisten työkappaleiden jännitysmuodonmuutoksia, mikä varmistaa paremmin tuotteen käsittelyn laadun. Neljännen tukipisteen poistamisella ja yliasemointimenetelmien poistamisella on päinvastainen vaikutus.
Toisin sanoen jotkin paikannusmenetelmät ovat muodollisesti yliasemoituja, mutta toistuvasti rajoitettujen vapausasteiden paikannustukipisteiden välillä ei ole olennaista keskinäistä häiriötä tai ristiriitaa tai vaikka häiriötä esiintyy, se ei ylitä sallittua työkappaleen raja. vaatimusten mukaisesti, tällainen yliasemointi on sallittua. Toisin sanoen, kun paikoitusnollapisteenä käytetään korkean työstötarkkuuden omaavaa tarkkuusdataa, paikoitusnollapisteen virhe on pieni ja työkappaleen paikka voi silti kellua pienellä alueella. Tällainen yliasemointi on vain muodollista yliasemointia ja sitä saa esiintyä [4].
Kun käytät paikannusta, sinun on kiinnitettävä huomiota seuraaviin kolmeen seikkaan.
1) Paikannusreferenssin virhe määrittää yliasemointihäiriötuloksen ei-toivottomuuden asteen. Mitä suurempi virhe paikannusdamissa, sitä vakavampi häiriön muodonmuutos ja sitä suuremmat haitalliset seuraukset. Siksi työkappaleena käytettävän paikannusnollapisteen reiän koolle ja geometriselle tarkkuudelle on asetettava korkeampia vaatimuksia, jotta itse paikoitusnollapisteen virhe voidaan vähentää.
2) Työkappaleen kuormitukseen ja purkamiseen käytettävän voiman on oltava asianmukainen ja sen paikallinen muodonmuutos ja kosketusjännitys on hallittava teknisten vaatimusten sallimissa rajoissa.
3) Yliasemointikiinnitysjärjestelmässä sijoitusosien lukumäärä vaikuttaa koko kiinnitysjärjestelmän kokonaispoikkeamaan.
4 Kolminapaisen yliasemoinnin käyttötapaukset toisella puolella
Aiemmin mainitun ruostumattomasta teräksestä valmistetun pyörivän levyn kokonaiskorkeus on 210 mm ja I-muotoinen poikkileikkaus. Molemmilla päätypinnoilla on N (pariton luku) koaksiaalista ja tasaisesti jakautunutta pientä reikää φD1 ja keskellä suuri läpimenevä reikä φD2. Tämä työkappale on hitsattu rakenneosa, ja pienten reikien ylä- ja alaakselien välillä, yhtenäisen pyöreän akselin ja suurten reikien akselin välillä sekä pienten reikien asennossa suuriin reikiin nähden ovat korkeat vaatimukset. Työstössä pystysuorassa työstökeskuksessa vaikeus piilee ylemmän ja alemman kerroksen välisten pienten reikien korkeissa koaksiaalisuusvaatimuksissa. Laajennetun työkalun käsittelyn ja toisesta päästä poraaminen voi varmistaa tekniset vaatimukset, mutta pidennetty poraustyökalu vaatii monia eritelmiä, työkalun kustannukset ovat korkeat ja tärinää esiintyy prosessoinnin aikana, eikä teho ole korkea. Siksi käyttökelpoisempi käsittelyratkaisu on käyttää erikoiskiinnitystä, U-käännöskäsittelyä, joten tarvitaan vain pieni määrä lyhyitä veitsiä. U-käännöstyöstösuunnitelman onnistumisen avain on, että sorvauksen aikana tapahtuvan kiinnitys- ja asemointitarkkuuden tulee täyttää tekniset vaatimukset.
Kuten edellä mainittiin, kun hienoa peruspistettä käytetään paikannuspisteenä, ylipaikoitus sallitaan paikannustarkkuuden parantamiseksi. Käytettäessä pystysuoraa työstökeskusta pyörivän pöydän toisen pinnan reikien käsittelyyn, voidaan kiinnittämiseen käyttää toisella puolella olevaa kolmipiikkistä paikoitusrakennetta. Työkalun alapintaa ja sen päällä olevaa kolmea lieriömäistä tappiakselia käytetään paikoituspisteenä ja työkappale perustuu reiän tapin välykseen. Asennettu työkalun pohjalevyyn sopivalla tavalla. Työkappaleen XY-siirtymää ja pyörimistä Z-akselin ympäri rajoittavat samanaikaisesti kolme paria tapinreiän paikoituspareja. Yllä olevien kolmen yliasemoinnin käyttöehdon mukaisesti työkalun pohjalevyn valmistukseen ja pyörivän pöydän ensimmäisen pinnan pienten reikien käsittelyyn tulee käyttää erittäin tarkkaa pystysuoraa työstökeskusta, jotta voidaan pienentää eroa nastavälissä ja reikien etäisyys. Koneistuskeskuksella on korkea paikoitustarkkuus (paikoitusvirhe pienempi tai yhtä suuri kuin 0,01 mm). Siksi nastavälin ja reikävälin välinen kokoero ja muotovirhe voidaan jättää huomiotta. Ainoa paikannustarkkuuteen vaikuttava tekijä on tappien ja reikien välinen sovitusväli [5].
Jatka UG NX -ohjelmiston käyttöä simuloidaksesi prosessia, jossa sijoitetaan ja kiinnitetään kolme tappia yhdelle puolelle, ja lisää kosketusrajoituksia kolmannelle nastan reikien parille. Kuten kuvion 4 kokoonpanonavigaattorista voidaan nähdä, huokoisen työkappaleen 2 asematila on "puoliksi musta ja puoliksi valkoinen" pieni ympyrä, mikä osoittaa, että työkappale 2 on osittain pakotetussa tilassa. Napsauta rajoituspainiketta kokoonpanotyökalupalkissa, siirrä kohdistin työkappaleen kohdalle, pidä painettuna ja pyöritä hiirtä. Työkappaleessa olevat kolme pientä reikää pyörivät kukin koskettavan lieriömäisen tapin ympäri samanaikaisesti. Työkappale on todellakin ei-täysin rajoittuneessa tilassa. Ilmeisesti UG NX -ohjelmiston avulla voidaan intuitiivisesti nähdä, että kun kolminapaisessa rakenteessa työkappale kelluu, pienen reiän keskipisteen muodostaman renkaan halkaisija ei ylitä sovitusrakoa ja yhdistetty kolmen rajoituksen vaikutus tekee työkappaleen keskipisteestä suuremman. Reikä voi kellua vain pienellä alueella. Joten mikä on työkappaleen keskellä olevan suuren reiän asemointivirhe?
