Protsessi analüüs viidi läbi Z-kujulise tasakaalu küünarnuki ebakorrapärase ekstsentrilise struktuuri kohta, samuti selle suurtest mõõtmetest, suurest täpsusest ja kinnitamatusest tingitud raskusi töötlemisel. Pakuti välja standardiseeritud töötlemisskeem. Projekteeriti spetsiaalne treipingi kinnitus, mis sobib paljude mudelite ja suurte tootepartiide töötlemiseks, lahendades Z--kujulise tasakaalu küünarnuki kõrgete töötlemisraskuste, ebastabiilse kvaliteedi ja madala töötlusefektiivsuse probleemid.
01
Sissejuhatus
Tasakaalu küünarnukk on roomik-erisõidukite vedrustussüsteemi põhikomponent. See töötab koos elastsete elementidega, nagu torsioonvõll ja amortisaator, et pakkuda sõiduki kerele ja rattale elastset tuge [1]. Tasakaalu küünarnukk suudab kanda suure hulga ratta üles--ja-alla liikumisel tekkivat löögienergiat väändevõllile, puhverdada ja neelata vibratsioonienergiat, vähendada sõiduki kerele mõjuvat löögijõudu, parandada reisijate mugavust, vähendada komponentide kahjustusi ning tagada sõiduki stabiilsus ja manööverdusvõime karedatel teedel sõitmisel [2]. Üldine tasakaalu küünarnuki komplekt sisaldab spline võlli, tasakaalu küünarnukki ja maanteeratta võlli. Z-kujuline tasakaalu küünarnukk on integreeritud tasakaalu küünarnukk, mis ühendab kõik kolm komponenti. Integreeritud tasakaalu küünarnukk on suure manööverdusvõime, suure töökindluse ja kerge kaaluga ning seda kasutatakse laialdaselt kaasaegsetes erisõidukites [3]. 02
Z-kujulise tasakaalu küünarnuki struktuuri ja töötluse väljakutsete analüüs
Z-kujuline tasakaalu küünarnukk, nagu on näidatud joonisel 1, on ebakorrapärase kujuga ekstsentriline struktuur. See on suurte mõõtmetega ja raske kaaluga, mis nõuab suurt materjali eemaldamise kiirust, suurt mõõtmete ja asukoha täpsust ning pikka töötlustsüklit koos paljude protsessidega. See hõlmab mitmesuguseid seadmeid ja tegevusalasid, sealhulgas horisontaalpuurimispinke, CNC-treipinke, töötlemiskeskusi, avamismasinaid ja traat-EDM-pinke. Eelmises tootmises ilmnes igas protsessietapis arvukalt probleeme, nagu võlli välisringi-tolerantsi -välised mõõtmed, ebaühtlus splaini ava ja välimise ringi vahel, mitte{7}}paralleelsus suure võlli (splainvõll) ja väikese võlli (koormusratta võlli) telgede vahel, ebanormaalne ajaline ja ebatasasus, pinna ebatasasus ja töötlemisprotsess. mis mõjutavad toote kvaliteeti ja tarnegraafikut.
03
Protsessi skeem
Z-kujulise tasakaalu küünarnuki töötlemisprotsess: Otsapinna ja sisemise augu töötlemata puurimine → Suure võlli töötlemata treimine → Väikese võlli töötlemata treimine → Otsapinna ja sisemise ava viimistletud puurimine → Suure võlli viimistlemine → Väikese võlli viimistletud treimine → Väliskuju freesimine ja puurimine → Broager (traat EDM). Toote toorik on stantsitud sepis. Suure ja väikese võlli töötlemisel ja viimistlemisel on vaja spetsiaalset vastukaaludega treipingi kinnitust. See kinnitus tasakaalustab tooriku pöörlemisel tekkivat tsentrifugaaljõudu, vähendades seeläbi vibratsiooni ja suurendades spindli kiirust, parandades tõhusalt toote töötlemise täpsust ja lõikekiirust.
04
Töötlemisprotsess
(1) Otsapindade ja sisemiste aukude töötlemata puurimine: kasutatakse CNC horisontaalset puurimismasinat. Mõlemal küljel jäetakse 2 mm varu nii otspindade kui ka sisemiste aukude jaoks. Selle protsessi põhiülesanne on eemaldada kiiresti suur kogus materjali ja luua protsessi keskpunkti augud suurte ja väikeste võllide töötlemata -töödeldud välisläbimõõdu jaoks. CNC horisontaalsel puurimismasinal on 360 kraadi pöörlev töölaud, mis võimaldab universaalset töötlemist XOY tasapinnal ühes seadistusega. Sellega saab töödelda nelja otspinda ja sisemist auku korraga, tagades, et suure ja väikese võlli mõlemas otsas olevad protsessikeskuse augud on koaksiaalsed ning suure ja väikese võlli keskjooned on paralleelsed. Otsapindade ja sisemiste aukude töötlemata puurimine on näidatud joonisel 2, kus paks pidev joon tähistab töödeldud pinda.
Joonis 2. Otsapinna ja sisemise ava töötlemata puurimine
(2) Suure võlli töötlemata treimine: mehaaniline töötlemine toimub CNC-treipingil, välisläbimõõdu mõlemal küljel on 1,5 mm varu. Selle protsessi põhiülesanne on kiirelt eemaldada suur kogus materjali ning luua protsessi referents otspinna ja sisemise augu viimistlemiseks. Kuna Z-kujulise tasakaalustuspõlve raskuskese nihkub treimise ajal pöörlemiskeskmest, on tsentrifugaaljõu tasakaalustamiseks, vibratsiooni vähendamiseks ja spindli kiiruse suurendamiseks vaja spetsiaalset vastukaaludega treipingi kinnitust. Suure võlli töötlemata pööramine on näidatud joonisel 3.
Joonis 3. Suure võlli töötlemata pööramine
(3) Väikese võlli töötlemata treimine: mehaaniline töötlemine toimub CNC-treipingil, välisläbimõõdu ja otsapinna mõlemal küljel on 1,5 mm varu. Selle protsessi põhiülesanne on suure hulga materjali kiire eemaldamine ja töötluspinge vabastamine. Väikese võlli töötlemata treimine on näidatud joonisel 4. Pärast töötlemata treimist on suur ja väike võll korrapärase välisläbimõõduga. AV-kujulist klambrit kasutatakse viimistluspuurimise ajal stabiilsemaks viimistlemiseks.
Joonis 4. Väikese võlli töötlemata pööramine
(4) Otsapinna ja sisemise ava lõplik puurimine: seda tehakse CNC horisontaalse puurimismasinaga, suure võlli välisläbimõõdu jämedalt keerates protsessi nullpunktiks ja kinnituspunktiks. Selle protsessi põhiülesanne on töödelda toote neli otsapinda ja sisemine auk valmis mõõtu, tagades mõõtmete täpsuse ja pinnakareduse, luues samal ajal faasi suure ja väikese võlli välisläbimõõtude viimistlemiseks. Otsapinna ja sisemise ava viimistluspuurimine on näidatud joonisel 5, kus paks pidev joon tähistab selles protsessis töödeldud pinda.
Joonis 5. Lõpetage otsapinna ja sisemise ava puurimine
(5) Suure võlli viimistletud treimine: seda tehakse CNC-treipingi abil, töödeldes välisläbimõõdu valmis suuruseni, tagades mõõtmete täpsuse, geomeetrilise täpsuse ja pinna kareduse. Selles protsessis kasutatakse kinnituspunktina sisemise ava viimistluspuurimisel tekkivat faasi, mis tagab suure võlli välisläbimõõdu ja sisemise ava koaksiaalsuse. Suure võlli viimistlus pööramine on näidatud joonisel 6.
Joonis 6. Peavõlli täppis pööramine
(6) Väikese võlli täppis treimine: CNC-treipingi abil töödeldakse välisläbimõõt valmis suuruseni, tagades mõõtmete täpsuse, geomeetrilise täpsuse ja pinna kareduse. Selles protsessis kasutatakse kinnitus- ja positsioneerimisalusena sisemise ava täppispuurimisel tehtud faasi, mis tagab väikese võlli ja sisemise ava välisläbimõõdu koaksiaalsuse ning väikese võlli ja peavõlli keskjoonte paralleelsuse. Väikese võlli täpne pööramine on näidatud joonisel 7.
Joonis 7. Väikese võlli täppis pööramine
(7) Väliskuju freesimine ja puurimine: vertikaalse töötluskeskuse abil töödeldakse toote väliskuju soovitud asendisse ja puuritakse tüübliaugud. Väliskuju freesimine ja puurimine on näidatud joonisel 8, kus jämedad pidevad jooned tähistavad selles protsessis töödeldud pindu.
Joonis 8. Väliskuju freesimine ja puurimine
(8) Splaini avamine (traadi EDM-i spline): kui tootepartii on suur, kasutatakse seda protsessi tavaliselt läbimurdmismasina abil, mis tagab tootmistõhususe ja splaini ava mõõtmete ühtsuse. Kui ava pole saadaval ja partii suurus on väike, saab seda protsessi teha traat-EDM-masinaga. Peavõlli välisläbimõõt toimib kinnitus- ja positsioneerimise võrdlusalusena, tagades spline-ava koaksiaalsuse peavõlli välisläbimõõduga. Avatud splain (traat-EDM-splain) on näidatud joonisel 9, kus paks pidev joon tähistab selles protsessis töödeldud pinda.
Joonis 9: Broached Spline (traat-EDM Spline)
Praeguseks on Z-kujulise tasakaalu küünarnuki toode lõpetanud kõik töötlemisprotsessid. Järgnevad protsessid hõlmavad vigade tuvastamist ja pinnatöötlust.
05
Spetsiaalne treipingi kinnitus
Spetsiaalne treipingi kinnitus sisaldab selliseid komponente nagu äärik, šassii, tugikorpus, keskpunkt, vastukaal ja kinnituspoldid [4, 5].
Äärik toimib ühenduskomponendina treipingi ja kinnitusdetaili vahel. Tavaliselt kasutatakse standardset äärikut. Üks ots ühendub CNC-treipingi spindliga läbi koonilise augu ja teine ots ühendub šassiiga läbi asukohaava, tagades, et treipingi kinnituse pöörlemiskeskus on treipingi spindliga joondatud.
Treipingi alusena toimival šassiil on piklik ringikujuline soon. Selle külge on kinnitatud tugikorpus ja kaks vastukaalu ning see kolme-punkti massijaotus tagab töödeldava detaili sujuvama pöörlemise töötlemise ajal, vähendades vibratsiooni ning parandades toote välist silindrilist täpsust ja pinna kvaliteeti.
Šassii külge keevitatud tugikorpusel on ka piklik ümmargune soon, mille mõõtmed vastavad šassii soone omadele. Sellel soonel on kaks eesmärki: treipingi kinnitusdetaili üldkaalu vähendamine ja häirete vältimine Z-kujulise tasakaalu küünarnuki töötlemata telje ja treipingi kinnitusdetailide vahel. Soone mõlemas otsas on mitu komplekti kinnituspolte, et kinnitada Z-kujulise tasakaalupõlve mitte-töödeldav telg. Pikliku ümmarguse soonega konstruktsioon võimaldab selle treipingi kinnitusseadme abil töödelda erineva suuruse ja mudeliga Z-kujulisi tasakaalustuspõlvesid, saavutades mitmeotstarbelise funktsionaalsuse.
Keskosa ja tugikorpuse positsioneerimispiirang paigaldatakse kokku ja keevitatakse tugikorpuse külge. Töötlemise ajal toetavad keskosa ja treipingi sabavarda keskosa vastavalt Z-kujulise tasakaalupõlve töötlustelje kahte otsa, saavutades kahekordse-keskmise kinnituskonfiguratsiooni. Tagamaks, et tsentri positsioneerimiskoonuse pind on treipingi spindliga koaksiaalne, peab tsentri positsioneerimiskoonuse pind olema pärast treipingi kinnitusde kokkukeevitamist treipingil täpselt{4}}töödeldud. Vastukaal koosneb mitmest lehviku{6}}kujulisest vastukaalu plaadist. Vastukaaluplaatide arvu saab reguleerida, et tasakaalustada Z--kujuliste tasakaalustuspõlvede erinevate mudelite töötlemisel tekkivat tsentrifugaaljõudu. Kaks vastukaalu on jaotatud ühtlaselt 120 kraadi nurga all toe raskuskeskme suhtes, tagades seeläbi paremini dünaamilise tasakaalu toote töötlemisel.
Erineva suurusega Z-kujuliste tasakaalustuspõlvede töötlemiseks on tugikorpuse pika ovaalse soone mõlemale küljele paigaldatud mitu komplekti kinnituspolte. Kinnituspoltide kinnitusasendid on näidatud joonisel 10. Iga kinnituspoltide komplekti keskjoon on kõrgem kui kaugus H Z-kujulise tasakaalupõlve töötlemata telje välisringi keskpunkti vahel H. See kinnitusmeetod tagab, et Z-kujulise tasakaalupõlve kinnituspoltide kinnitusjõud on vastupidine tsentrifugaaljõule, vähendades tõhusalt tooriku pöörlemisel tekkivat tsentrifugaaljõudu. Väikeste ja suurte võllide töötlemiseks kasutatavad kinnitusseisundid on näidatud vastavalt joonistel 11 ja 12.
Joonis 10. Kinnituspoltide kinnitusasendi skemaatiline diagramm
Joonis 11. Kinnitusseisund väikese võlli töötlemisel
Joonis 12. Kinnitusseisund suure võlli töötlemisel
06
Töötlemise tulemuste kontrollimine
Praegu on seda Z-kujulist tasakaalu küünarnuki töötlemisprotsessi ja spetsiaalset treipingi kinnitust tootmisliinil rakendatud juba üle aasta. Selle protsessiga töödeldakse mitut mudelit ja suuri partiisid Z-kujulisi tasakaalustusnuki tooteid, mille tulemuseks on stabiilne ja usaldusväärne tootekvaliteet ning oluliselt paranenud töötlemise efektiivsus. See kinnitab täielikult protsessi ja spetsiaalse treipingi kinnituse teostatavust ja tõhusust. Foto Z-kujulise tasakaalu küünarnuki mõnest töötlemisetapist on näidatud joonisel 13.
a) Otsapinna ja sisemise ava töötlemata puurimine
b) Peavõlli konarlik pööramine
c) Lõpetage otsapinna ja sisemise ava puurimine
Joonis 13: tegelikud fotod Z-kujulise tasakaalu küünarnuki töötlemisprotsessist
07
Järeldus
Selles artiklis pakutud Z-kujulise tasakaalu küünarnuki töötlemisprotsess ja spetsiaalne treipingi kinnitus on rakendatav Z-kujulise tasakaalu küünarnuki erinevate mudelite töötlemisel, olenemata toote materjalist või tooriku tüübist. See pakub seda tüüpi toodete jaoks täielikku protsessi- ja kinnitusmeetodit, lahendades probleemid, mis on seotud suurte töötlemisraskuste, kinnitusvõimetuse, ebastabiilse tootekvaliteedi ja madala töötlemise efektiivsusega, mis on tingitud ebakorrapärasest ekstsentrilisest struktuurist, suurest suurusest, raskest kaalust ja Z--kujulise tasakaalu küünarnuki kõrgetest täpsusnõuetest. Välikontroll näitab, et see töötlemisprotsess võib tagada, et Z-kujulised tasakaalustuspõlvetooted vastavad konstruktsiooni täpsuse nõuetele, vähendavad töötlemise raskusi ning parandavad toote kvaliteedi ühtlust ja töötlemise tõhusust.
