Шпиндельді құралдың жұмыс принципі – CNC өңдеу орталықтарында босату және қысу
Аннотация: Бұл мақалада CNC өңдеу орталықтарындағы шпиндельді құралды босату және қысу механизмінің негізгі құрылымы мен жұмыс принципі, соның ішінде әртүрлі компоненттердің құрамы, жұмыс процесі және негізгі параметрлері егжей-тегжейлі қарастырылған. Ол осы маңызды функцияның ішкі механизмін терең талдауға, тиісті техникалық персоналға теориялық анықтама беруге, оларға CNC өңдеу орталықтарының шпиндель жүйесін жақсы түсінуге және қолдауға көмектесуге және өңдеу процесінің жоғары тиімділігі мен дәлдігін қамтамасыз етуге бағытталған.
I. Кіріспе
Өңдеу орталықтарында шпиндельді құралды босату және қысу функциясы CNC өңдеу орталықтары үшін автоматтандырылған өңдеуге қол жеткізу үшін маңызды негіз болып табылады. Әртүрлі модельдер арасында оның құрылымы мен жұмыс принципінде белгілі бір айырмашылықтар болғанымен, негізгі құрылымы ұқсас. Оның жұмыс істеу принципін терең зерттеу өңдеу орталықтарының жұмысын жақсарту, өңдеу сапасын қамтамасыз ету және жабдыққа қызмет көрсетуді оңтайландыру үшін үлкен маңызға ие.
II. Негізгі құрылым
CNC өңдеу орталықтарындағы шпиндельді құралды босату және қысу механизмі негізінен келесі компоненттерден тұрады:
- Тартқыш шпилька: Құралдың конустық саңылауының құйрығына орнатылады, ол құралды қатайту үшін тарту штангасының негізгі байланыстырушы құрамдас бөлігі болып табылады. Ол аспаптың орналасуы мен қысылуына қол жеткізу үшін тарту штангасының басындағы болат шарлармен ынтымақтасады.
- Тартқыш штанга: болат шарлар арқылы тартқыш шпилькамен өзара әрекеттесу арқылы ол құралдың қысу және босату әрекеттерін жүзеге асыру үшін созу және тарту күштерін береді. Оның қозғалысы поршень және серіппелер арқылы басқарылады.
- Шкив: әдетте шпиндель құралын босату және қысу механизмінде қуат беру үшін аралық құрамдас ретінде қызмет етеді, ол қатысты компоненттердің қозғалысын басқаратын беріліс буындарына қатысуы мүмкін. Мысалы, ол гидравликалық жүйеге немесе поршень сияқты құрамдас бөліктердің қозғалысын басқару үшін басқа жетек құрылғыларына қосылуы мүмкін.
- Belleville Spring: Бірнеше жұп көктемгі жапырақтардан тұрады, ол құралдың созу күшін тудыратын негізгі компонент болып табылады. Оның қуатты серпімді күші өңдеу процесінде құралдың шпиндельдің конустық тесігінің ішінде тұрақты бекітілуін қамтамасыз ете алады, бұл өңдеу дәлдігіне кепілдік береді.
- Бекіткіш гайка: Беллевилл серіппесі сияқты құрамдас бөліктерді жұмыс процесі кезінде босатып алмау үшін және бүкіл құралды босату және қысу механизмінің тұрақтылығы мен сенімділігін қамтамасыз ету үшін бекіту үшін қолданылады.
- Реттеу штангасы: Реттеу штангасын тегістеу арқылы поршень жүрісінің соңындағы тарту штангасы мен тартқыш шпилька арасындағы байланыс күйін дәл бақылауға болады, бұл құралдың біркелкі босатылуын және тартылуын қамтамасыз етеді. Ол бүкіл құралды босату және қысу механизмін дәл реттеуде шешуші рөл атқарады.
- Орамдық серіппе: ол құралды босату процесінде рөл атқарады және поршеньдің қозғалысына көмектеседі. Мысалы, поршень аспапты босату үшін тарту штангасын итеру үшін төмен қарай қозғалғанда, орам серіппесі әрекеттің тегістігі мен сенімділігін қамтамасыз ету үшін белгілі бір серпімді күшті қамтамасыз етеді.
- Поршень: бұл құралды қопсыту және қысу механизміндегі қуат беретін компонент. Гидравликалық қысыммен қозғалады, ол жоғары және төмен қозғалады, содан кейін құралдың қысу және босату әрекеттерін жүзеге асыру үшін тарту штангасын басқарады. Оның жүрісі мен итеру күшін дәл бақылау құралды босату және қысу процесі үшін өте маңызды.
- 9 және 10 шектеу қосқыштары: олар сәйкесінше құралды қысу және босату сигналдарын жіберу үшін қолданылады. Бұл сигналдар CNC жүйесіне қайтарылады, осылайша жүйе өңдеу процесін дәл басқара алады, әр процестің келісілген ілгерілеуін қамтамасыз етеді және құралдың қысқыш күйін дұрыс бағаламауынан туындаған өңдеу апаттарын болдырмайды.
- Шкив: Жоғарыдағы 3-тармақта аталған шкивке ұқсас, ол қуаттың тұрақты берілуін қамтамасыз ету және құралды босату және қысу механизмінің барлық құрамдас бөліктерінің алдын ала белгіленген бағдарламаға сәйкес бірлесіп жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін беріліс жүйесіне бірге қатысады.
- Соңғы қақпақ: ол шпиндельдің ішкі құрылымын қорғау және тығыздау рөлін атқарады, шаң мен жоңқалар сияқты қоспалардың шпиндельдің ішкі бөлігіне енуіне жол бермейді және құралды босату және қысу механизмінің қалыпты жұмысына әсер етеді. Сонымен қатар, ол ішкі компоненттер үшін салыстырмалы түрде тұрақты жұмыс ортасын қамтамасыз етеді.
- Реттеу бұрандасы: ол құралды босату және қысу механизмінің жұмысын одан әрі оңтайландыру және ұзақ уақыт пайдалану кезінде оның жоғары дәлдіктегі жұмыс күйін сақтауды қамтамасыз ету үшін кейбір құрамдас бөліктердің позицияларына немесе саңылауларына дәл түзетулер енгізу үшін пайдаланылуы мүмкін.
III. Жұмыс принципі
(I) Құралды қысу процесі
Өңдеу орталығы қалыпты өңдеу күйінде болғанда, поршеньдің 8 жоғарғы жағында майдың гидравликалық қысымы болмайды. Бұл кезде орам серіппесі 7 табиғи түрде ұзартылған күйде болады және оның серпімді күші поршеньді 8 жоғары қарай белгілі бір орынға жылжытады. Сонымен қатар, Belleville көктемі 4 де рөл атқарады. Беллевилл серіппесі 4 өзінің серпімді сипаттамаларына байланысты тарту шыбықтарын 2 жоғары жылжыту үшін итереді, осылайша тарту шыбықтың 2 басындағы 4 болат шарлар аспап сапының тартқыш шпилькасының 1 құйрығындағы сақиналы ойыққа енеді. Болат шарларды кірістіру арқылы беллевильді серіппенің тартқыш күші 1 арқылы тартылады. тарту шыбығы 2 және болат шарлар, осылайша құралдың иінін мықтап ұстап, шпиндельдің конустық тесігінің ішінде құралдың дәл орналасуын және қатты қысылуын жүзеге асырады. Бұл қысу әдісі Belleville серіппенің қуатты серпімді потенциалдық энергиясын пайдаланады және жоғары жылдамдықтағы айналу және кесу күштерінің әсерінен құралдың босамауын қамтамасыз ету үшін жеткілікті созу күшін қамтамасыз ете алады, бұл өңдеу дәлдігі мен тұрақтылығына кепілдік береді.
(II) Құралды босату процесі
Құралды ауыстыру қажет болғанда, гидравликалық жүйе іске қосылады, гидравликалық май поршеньдің 8 төменгі ұшына түседі, жоғары қарай итеру пайда болады. Гидравликалық күштің әсерінен поршень 8 орам серіппесінің 7 серпімді күшін жеңіп, төмен қарай жылжи бастайды. Поршеньдің 8 төмен қозғалысы синхронды түрде төмен қарай жылжу үшін тарту штангасын 2 итереді. Тартқыш шток 2 төмен қарай жылжыған кезде болат шарлар аспап сапының 1 тарту шпилькасының құйрығындағы сақиналы ойықтан ажыратылады және шпиндельдің артқы конустық тесігінің жоғарғы бөлігіндегі сақиналы ойыққа кіреді. Бұл кезде болат шарлар тартқыш шпилькаға 1 тежеу әсерін тигізбейді, ал құрал босатады. Манипулятор аспаптың сапты шпиндельден шығарған кезде, сығылған ауа шпиндельдің конустық тесігіндегі жоңқалар мен шаң сияқты қоспаларды тазарту үшін поршень мен тартқыштың орталық саңылаулары арқылы шығып, келесі құралды орнатуға дайындалады.
(III) Лимиттік қосқыштардың рөлі
9 және 10 шектеу қосқыштары құралды босату және қысу процесінде сигналдық кері байланыста шешуші рөл атқарады. Құрал орнына қысылған кезде, тиісті құрамдастардың позициясының өзгеруі шекті қосқышты 9 іске қосады, ал шекті қосқыш 9 бірден CNC жүйесіне құралды қысу сигналын жібереді. Осы сигналды алғаннан кейін CNC жүйесі құралдың тұрақты қысу күйінде екенін растайды және одан кейін шпиндельді айналдыру және құралды беру сияқты келесі өңдеу операцияларын бастай алады. Сол сияқты, құралды босату әрекеті аяқталғанда, шектеу қосқышы 10 іске қосылады және ол CNC жүйесіне құралды босату сигналын жібереді. Осы уақытта CNC жүйесі манипуляторды басқара алады, бұл құралды өзгерту операциясын орындау үшін құралды өзгертудің бүкіл процесінің автоматтандырылуы мен дәлдігін қамтамасыз етеді.
(IV) Негізгі параметрлер мен дизайн нүктелері
- Кернеу күші: CNC өңдеу орталығы қуатты созу күшін тудыратын жалпы 34 жұп (68 дана) Belleville серіппесін пайдаланады. Қалыпты жағдайда құралды қатайтуға арналған тарту күші 10 кН құрайды және ол ең көбі 13 кН жетуі мүмкін. Кернеу күшінің мұндай конструкциясы өңдеу процесінде құралға әсер ететін әртүрлі кесу күштері мен орталықтан тепкіш күштермен күресу үшін жеткілікті, аспаптың шпиндельдің конустық тесігінің ішінде тұрақты бекітілуін қамтамасыз етеді, өңдеу процесінде құралдың жылжуы немесе құлауын болдырмайды және осылайша өңдеу дәлдігі мен бетінің сапасына кепілдік береді.
- Поршеньдік жүріс: Құралды ауыстырған кезде поршень 8 жүрісі 12 мм. Бұл 12 мм жүріс кезінде поршеньдің қозғалысы екі кезеңге бөлінеді. Біріншіден, поршень шамамен 4 мм ілгерілегеннен кейін, ол болат шарлар шпиндельдің конустық тесігінің жоғарғы бөлігіндегі Φ37-мм сақиналы ойыққа кіргенше қозғалу үшін тарту штангасын 2 итермелей бастайды. Осы уақытта құрал боса бастайды. Ары қарай тартқыш штанганың «a» беті тарту шпилькасының үстіңгі жағына тигенше төмен түсуді жалғастырады, манипулятор құралды бірқалыпты алып тастауы үшін құралды шпиндельдің конустық тесігінен толығымен итеріп шығарады. Поршеньдің жүрісін дәл бақылай отырып, құралды босату және қысу әрекеттерін дәл аяқтауға болады, бұл бос қысуға немесе құралды босатуға қабілетсіздігіне әкелетін жеткіліксіз немесе шамадан тыс соққы сияқты проблемаларды болдырмайды.
- Байланыс кернеуі және материалға қойылатын талаптар: 4 болат шар, тартқыш шпильканың конустық беті, шпиндель тесігінің беті және болат шарлар орналасқан тесіктер жұмыс процесі кезінде айтарлықтай жанасу кернеуіне ие болғандықтан, материалдарға және осы бөліктердің бетінің қаттылығына жоғары талаптар қойылады. Болат шарлардағы күштің дәйектілігін қамтамасыз ету үшін 4 болат шарлар орналасқан тесіктердің бір жазықтықта болуын қатаң түрде қамтамасыз ету керек. Әдетте, бұл негізгі бөлшектер жоғары беріктікке, қаттылыққа және тозуға төзімді материалдарды қабылдайды және олардың бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсарту үшін дәл өңдеу және термиялық өңдеу процестерінен өтеді, әртүрлі компоненттердің жанасу беттері ұзақ және жиі пайдалану кезінде жақсы жұмыс күйін сақтай алады, тозу мен деформацияны азайтады, сондай-ақ құралдың қызмет ету мерзімін ұзартады және қысқыштар.
IV. Қорытынды
CNC өңдеу орталықтарындағы шпиндельді аспапты босату және қысу механизмінің негізгі құрылымы мен жұмыс принципі күрделі және күрделі жүйені құрайды. Әрбір компонент бір-бірімен ынтымақтасады және тығыз үйлестіреді. Нақты механикалық дизайн және тамаша механикалық құрылымдар арқылы құралдарды жылдам және дәл қысу және босатуға қол жеткізіледі, бұл CNC өңдеу орталықтарын тиімді және автоматтандырылған өңдеуге күшті кепілдік береді. Оның жұмыс принципі мен негізгі техникалық тұстарын терең түсіну CNC өңдеу орталықтарын жобалау, өндіру, пайдалану және техникалық қызмет көрсету үшін үлкен жетекші мәнге ие. Болашақта CNC өңдеу технологиясының үздіксіз ілгерілеуімен шпиндель құралын босату және қысу механизмі де үздіксіз оңтайландырылып, жетілдіріліп, жоғары дәлдікке, жылдамырақ жылдамдыққа және жоғары деңгейлі өңдеу өнеркәсібінің өсіп келе жатқан талаптарын қанағаттандыру үшін сенімдірек өнімділікке қарай жылжиды.