Патрабаванні і аптымізацыя кампанентаў шпіндзеля фрэзерных станкоў з ЧПУ
I. Уводзіны
Як важнае тэхналагічнае абсталяванне ў сучаснай вытворчай прамысловасці, прадукцыйнасць фрэзерных станкоў з ЧПУ непасрэдна ўплывае на якасць апрацоўкі і эфектыўнасць вытворчасці. Як адзін з асноўных кампанентаў фрэзерных станкоў з ЧПУ, шпіндзель адыгрывае вырашальную ролю ў агульнай прадукцыйнасці станка. Шпіндзель складаецца са шпіндзеля, апоры шпіндзеля, круцячыхся частак, устаноўленых на шпіндзелі, і ўшчыльняльных элементаў. Падчас апрацоўкі станком шпіндзель прыводзіць у рух апрацоўваючую апрацоўку або рэжучы інструмент, непасрэдна ўдзельнічаючы ў руху фармавання паверхні. Такім чынам, разуменне патрабаванняў да шпіндзеля фрэзерных станкоў з ЧПУ і правядзенне аптымізаванага праектавання маюць вялікае значэнне для паляпшэння прадукцыйнасці і якасці апрацоўкі станка.
Як важнае тэхналагічнае абсталяванне ў сучаснай вытворчай прамысловасці, прадукцыйнасць фрэзерных станкоў з ЧПУ непасрэдна ўплывае на якасць апрацоўкі і эфектыўнасць вытворчасці. Як адзін з асноўных кампанентаў фрэзерных станкоў з ЧПУ, шпіндзель адыгрывае вырашальную ролю ў агульнай прадукцыйнасці станка. Шпіндзель складаецца са шпіндзеля, апоры шпіндзеля, круцячыхся частак, устаноўленых на шпіндзелі, і ўшчыльняльных элементаў. Падчас апрацоўкі станком шпіндзель прыводзіць у рух апрацоўваючую апрацоўку або рэжучы інструмент, непасрэдна ўдзельнічаючы ў руху фармавання паверхні. Такім чынам, разуменне патрабаванняў да шпіндзеля фрэзерных станкоў з ЧПУ і правядзенне аптымізаванага праектавання маюць вялікае значэнне для паляпшэння прадукцыйнасці і якасці апрацоўкі станка.
II. Патрабаванні да кампанентаў шпіндзеля фрэзерных станкоў з ЧПУ
- Высокая дакладнасць кручэння
Калі шпіндзель фрэзернага станка з ЧПУ выконвае вярчальны рух, траекторыя кропкі з нулявой лінейнай хуткасцю называецца цэнтральнай лініяй кручэння шпіндзеля. У ідэальных умовах прасторавае становішча цэнтральнай лініі кручэння павінна быць фіксаваным і нязменным, што называецца ідэальнай цэнтральнай лініяй кручэння. Аднак з-за ўплыву розных фактараў на кампанент шпіндзеля прасторавае становішча цэнтральнай лініі кручэння змяняецца кожны момант. Фактычнае прасторавае становішча цэнтральнай лініі кручэння ў дадзены момант называецца імгненным становішчам цэнтральнай лініі кручэння. Адлегласць адносна ідэальнай цэнтральнай лініі кручэння - гэта памылка кручэння шпіндзеля. Дыяпазон памылкі кручэння - гэта дакладнасць кручэння шпіндзеля.
Радыяльная, вуглавая і восевая памылкі рэдка існуюць паасобку. Калі радыяльная і вуглавая памылкі існуюць адначасова, яны ўяўляюць сабой радыяльнае біццё; калі восевая і вуглавая памылкі існуюць адначасова, яны ўяўляюць сабой тарцовае біццё. Высокадакладная апрацоўка патрабуе надзвычай высокай дакладнасці кручэння шпіндзеля, каб забяспечыць якасць апрацоўкі дэталяў. - Высокая калянасць
Калянасць шпіндзеля фрэзернага станка з ЧПУ адносіцца да здольнасці шпіндзеля супраціўляцца дэфармацыі пры ўздзеянні сілы. Чым большая калянасць шпіндзеля, тым меншая яго дэфармацыя пасля ўздзеяння сілы. Пад уздзеяннем сілы рэзання і іншых сіл шпіндзель будзе дэфармавацца пругка. Калі калянасць шпіндзеля недастатковая, гэта прывядзе да зніжэння дакладнасці апрацоўкі, пашкоджання нармальных умоў працы падшыпнікаў, паскарэння зносу і зніжэння дакладнасці.
Калянасць шпіндзеля залежыць ад яго канструкцыйных памераў, даўжыні апоры, тыпу і канфігурацыі выбраных падшыпнікаў, рэгулявання зазору падшыпніка і становішча круцільных элементаў на шпіндзелі. Разумная канструкцыя шпіндзеля, выбар адпаведных падшыпнікаў і метадаў канфігурацыі, а таксама правільная рэгуляванне зазору падшыпніка могуць палепшыць калянасць кампанента шпіндзеля. - Моцная ўстойлівасць да вібрацыі
Вібрацыйная ўстойлівасць шпіндзеля фрэзернага станка з ЧПУ адносіцца да здольнасці шпіндзеля заставацца стабільным і не вібраваць падчас апрацоўкі рэзаннем. Калі вібрацыйная ўстойлівасць шпіндзеля нізкая, падчас працы лёгка ўзнікае вібрацыя, якая ўплывае на якасць апрацоўкі і нават пашкоджвае рэжучыя інструменты і станкі.
Для паляпшэння вібрацыйнай устойлівасці кампанента шпіндзеля часта выкарыстоўваюцца пярэднія падшыпнікі з вялікім каэфіцыентам дэмпфавання. Пры неабходнасці варта ўсталяваць амартызатары, каб зрабіць уласную частату кампанента шпіндзеля значна большай за частату сілы ўзбуджэння. Акрамя таго, вібрацыйная ўстойлівасць шпіндзеля таксама можа быць палепшана шляхам аптымізацыі канструкцыі шпіндзеля і павышэння дакладнасці апрацоўкі і зборкі. - Нізкае павышэнне тэмпературы
Празмернае павышэнне тэмпературы падчас працы шпіндзеля фрэзернага станка з ЧПУ можа прывесці да многіх негатыўных наступстваў. Па-першае, шпіндзель і корпус дэфармуюцца з-за цеплавога пашырэння, што прывядзе да змены адноснага становішча цэнтральнай лініі кручэння шпіндзеля і іншых элементаў станка, што непасрэдна ўплывае на дакладнасць апрацоўкі. Па-другое, такія элементы, як падшыпнікі, зменяць адрэгуляваны зазор з-за празмернай тэмпературы, парушаюць нармальныя ўмовы змазкі, уплываюць на нармальную працу падшыпнікаў, а ў цяжкіх выпадках нават выклікаюць з'яву "заклінівання падшыпніка".
Каб вырашыць праблему павышэння тэмпературы, на станках з ЧПУ звычайна выкарыстоўваецца корпус шпіндзеля з пастаяннай тэмпературай. Шпіндзель астуджаецца з дапамогай сістэмы астуджэння, каб падтрымліваць тэмпературу шпіндзеля ў пэўным дыяпазоне. Адначасова, разумны выбар тыпаў падшыпнікаў, метадаў змазкі і канструкцый для адводу цяпла таксама можа эфектыўна знізіць павышэнне тэмпературы шпіндзеля. - Добрая зносаўстойлівасць
Шпіндзельная частка фрэзернага станка з ЧПУ павінна мець дастатковую зносаўстойлівасць для падтрымання дакладнасці на працягу доўгага часу. Часткі шпіндзеля, якія лёгка зношваюцца, - гэта дэталі ўстаноўкі рэжучых інструментаў або дэталяў, а таксама рабочая паверхня шпіндзеля пры яго руху. Для павышэння зносаўстойлівасці вышэйзгаданыя часткі шпіндзеля павінны быць загартаваны, напрыклад, загартаваны, цэментаваны і г.д., каб павялічыць цвёрдасць і зносаўстойлівасць.
Падшыпнікі шпіндзеля таксама патрабуюць добрай змазкі, каб паменшыць трэнне і знос, а таксама павысіць зносаўстойлівасць. Выбар адпаведных змазак і метадаў змазкі, а таксама рэгулярнае абслугоўванне шпіндзеля могуць падоўжыць тэрмін службы кампанента шпіндзеля.
III. Аптымізацыя праектавання кампанентаў шпіндзеля фрэзерных станкоў з ЧПУ
- Структурная аптымізацыя
Разумна распрацаваць канструктыўную форму і памеры шпіндзеля, каб паменшыць масу і момант інэрцыі шпіндзеля і палепшыць дынамічныя характарыстыкі шпіндзеля. Напрыклад, полая канструкцыя шпіндзеля можа быць выкарыстана для памяншэння вагі шпіндзеля, адначасова паляпшаючы калянасць і вібраўстойлівасць шпіндзеля.
Аптымізуйце дыяпазон апор і канфігурацыю падшыпнікаў шпіндзеля. У адпаведнасці з патрабаваннямі да апрацоўкі і структурнымі характарыстыкамі станка выберыце адпаведныя тыпы і колькасць падшыпнікаў для павышэння калянасці і дакладнасці кручэння шпіндзеля.
Выкарыстоўвайце перадавыя вытворчыя працэсы і матэрыялы для павышэння дакладнасці апрацоўкі і якасці паверхні шпіндзеля, зніжэння трэння і зносу, а таксама павышэння зносаўстойлівасці і тэрміну службы шпіндзеля. - Выбар і аптымізацыя падшыпнікаў
Выберыце адпаведныя тыпы і характарыстыкі падшыпнікаў. У залежнасці ад такіх фактараў, як хуткасць шпіндзеля, нагрузка і патрабаванні да дакладнасці, выбірайце падшыпнікі з высокай калянасцю, высокай дакладнасцю і высокай хуткасцю. Напрыклад, радыяльна-ўпорныя шарыкападшыпнікі, цыліндрычныя ролікавыя падшыпнікі, канічныя ролікавыя падшыпнікі і г.д.
Аптымізацыя папярэдняга нацяжэння і рэгулявання зазору падшыпнікаў. Разумным рэгуляваннем папярэдняга нацяжэння і зазору падшыпнікаў можна палепшыць калянасць і дакладнасць кручэння шпіндзеля, а таксама знізіць павышэнне тэмпературы і вібрацыю падшыпнікаў.
Выкарыстоўвайце тэхналогіі змазкі і астуджэння падшыпнікаў. Выбірайце адпаведныя змазкі і метады змазкі, такія як змазка алейным туманам, змазка алеем-паветра і цыркуляцыйная змазка, каб палепшыць эфект змазкі падшыпнікаў, паменшыць трэнне і знос. Адначасова выкарыстоўвайце сістэму астуджэння для астуджэння падшыпнікаў і падтрымання тэмпературы падшыпнікаў у межах разумнага дыяпазону. - Канструкцыя ўстойлівасці да вібрацыі
Выкарыстоўвайце амартызацыйныя канструкцыі і матэрыялы, такія як устаноўка амартызатараў і дэмпфіруючыя матэрыялы, каб паменшыць вібрацыю шпіндзеля.
Аптымізацыя канструкцыі дынамічнага балансу шпіндзеля. Дзякуючы дакладнай карэкцыі дынамічнага балансу, памяншэнне дысбалансу шпіндзеля, а таксама зніжэнне вібрацыі і шуму.
Палепшыць дакладнасць апрацоўкі і зборкі шпіндзеля, каб паменшыць вібрацыю, выкліканую вытворчымі памылкамі і няправільнай зборкай. - Кантроль павышэння тэмпературы
Распрацуйце разумную структуру цеплаадводу, напрыклад, дадайце радыятары і выкарыстайце астуджальныя каналы, каб палепшыць цеплааддачу шпіндзеля і паменшыць павышэнне тэмпературы.
Аптымізуйце метад змазкі і выбар змазкі шпіндзеля, каб паменшыць выпрацоўку цяпла ад трэння і знізіць павышэнне тэмпературы.
Выкарыстоўвайце сістэму маніторынгу і кантролю тэмпературы для кантролю змены тэмпературы шпіндзеля ў рэжыме рэальнага часу. Калі тэмпература перавышае зададзенае значэнне, сістэма астуджэння аўтаматычна запускаецца або прымаюцца іншыя меры па астуджэнні. - Паляпшэнне зносаўстойлівасці
Выканайце павярхоўную апрацоўку лёгка зношваемых частак шпіндзеля, такую як загартоўка, цэментацыя, азотаванне і г.д., каб палепшыць цвёрдасць паверхні і зносаўстойлівасць.
Выберыце адпаведны рэжучы інструмент і метады ўстаноўкі апрацоўванай дэталі, каб паменшыць знос шпіндзеля.
Рэгулярна абслугоўвайце шпіндзель і своечасова замяняйце зношаныя дэталі, каб падтрымліваць шпіндзель у добрым стане.
IV. Заключэнне
Прадукцыйнасць шпіндзельнага кампанента фрэзернага станка з ЧПУ непасрэдна звязана з якасцю апрацоўкі і эфектыўнасцю вытворчасці. Каб задаволіць патрэбы сучаснай вытворчай прамысловасці ў высокадакладнай і высокаэфектыўнай апрацоўцы, неабходна глыбока разумець патрабаванні да шпіндзельнага кампанента фрэзерных станкоў з ЧПУ і праводзіць аптымізаваную канструкцыю. З дапамогай такіх мер, як структурная аптымізацыя, выбар і аптымізацыя падшыпнікаў, канструкцыя вібрацыйнай стойкасці, кантроль павышэння тэмпературы і паляпшэнне зносаўстойлівасці, можна палепшыць дакладнасць кручэння, калянасць, вібрацыйную стойкасць, характарыстыкі павышэння тэмпературы і зносаўстойлівасць шпіндзельнага кампанента, тым самым паляпшаючы агульную прадукцыйнасць і якасць апрацоўкі фрэзернага станка з ЧПУ. На практыцы, у залежнасці ад канкрэтных патрабаванняў да апрацоўкі і структурных характарыстык станка, неабходна ўсебакова ўлічваць розныя фактары і выбіраць адпаведную схему аптымізацыі для дасягнення найлепшай прадукцыйнасці шпіндзельнага кампанента фрэзерных станкоў з ЧПУ.
Прадукцыйнасць шпіндзельнага кампанента фрэзернага станка з ЧПУ непасрэдна звязана з якасцю апрацоўкі і эфектыўнасцю вытворчасці. Каб задаволіць патрэбы сучаснай вытворчай прамысловасці ў высокадакладнай і высокаэфектыўнай апрацоўцы, неабходна глыбока разумець патрабаванні да шпіндзельнага кампанента фрэзерных станкоў з ЧПУ і праводзіць аптымізаваную канструкцыю. З дапамогай такіх мер, як структурная аптымізацыя, выбар і аптымізацыя падшыпнікаў, канструкцыя вібрацыйнай стойкасці, кантроль павышэння тэмпературы і паляпшэнне зносаўстойлівасці, можна палепшыць дакладнасць кручэння, калянасць, вібрацыйную стойкасць, характарыстыкі павышэння тэмпературы і зносаўстойлівасць шпіндзельнага кампанента, тым самым паляпшаючы агульную прадукцыйнасць і якасць апрацоўкі фрэзернага станка з ЧПУ. На практыцы, у залежнасці ад канкрэтных патрабаванняў да апрацоўкі і структурных характарыстык станка, неабходна ўсебакова ўлічваць розныя фактары і выбіраць адпаведную схему аптымізацыі для дасягнення найлепшай прадукцыйнасці шпіндзельнага кампанента фрэзерных станкоў з ЧПУ.