일반적인 수직 리프팅 테이블 밀링 머신에 공작 기계 액세서리 인덱싱 헤드와 행잉 기어를 적용한 경우 선박용 고출력 저속 디젤 엔진 부품의 실린더를 예로 들면 피스톤 평면 캠 리드 표면은 다음과 같습니다. 밀링. 작업장의 기존 공작 기계 장비 조건에서 실린더 피스톤 캠 프로파일 구조 및 리드 매개변수를 분석하고 기어 변속비 계산 공식과 인덱싱 헤드의 응용 기능을 결합하고 공작 기계, 밀링 커터, 인덱싱을 분석합니다. 헤드와 기어가 관련됩니다. 관련 기술 매개변수가 계산되고 신중하게 배열됩니다. 디젤 엔진 배기 밸브 공기 실린더에 피스톤 부품을 설치한 후 가공 실습과 피스톤 부품의 이동 기능 테스트를 거친 후 안정적인 품질과 저렴한 가공 프로세스 솔루션 세트가 요약되어 있습니다.
#01
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머리말
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플랫 캠 프로파일의 정밀 가공을 위한 가장 이상적인 프로세스 솔루션은 CNC 공작 기계 밀링, 특히 CNC 회전축(A축 또는 B축)이 있는 CNC 머시닝 센터입니다. 고출력 해양 저속 디젤 엔진 부품은 모두 소규모 배치와 다양한 유형으로 구성됩니다. NC 머시닝 센터 장비에 대한 자본 투자는 상대적으로 큽니다. 이 부품에 대한 다축 가공 기능을 갖춘 신형 NC 공작기계의 입출력 비율은 이상적이지 않습니다. 일반 수직 리프팅 테이블 밀링 머신은 대부분의 전통적인 기계 가공 작업장의 표준 생산 장비입니다. 기존 공작기계 장비의 가공 기능을 최대한 활용하여 저비용 투입, 고효율 출력을 형성하는 것이 작업장 기술자의 공정 연구 목표입니다. 피스톤 평면 캠은 가이드 로드 이동의 선두 표면이며 높은 정밀도를 가지고 있습니다. 밀링 공정에는 선형 축과 회전 축이 일정한 비율을 이루는 연결 가공이 포함됩니다. CNC가 아닌 공작 기계에서는 밀링 가공이 어렵습니다. 피스톤 평면 캠의 리드는 작습니다. 즉, 짧은 선형 거리에서 큰 회전 각도를 형성하려면 일반 수직 밀링 머신의 기능을 사용하여 새롭고 성숙한 선형 축을 개발해야 합니다. 회전축 연동 처리 기술 방안 [1]. 부품가공의 품질을 확보하기 위한 평면캠 부품 가공기술과 기어응용기술을 탐구합니다.
#02
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밀링머신 및 인덱싱 헤드 부속 기어 적용
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행잉 기어 가공을 갖춘 일반 수직 밀링 머신과 인덱싱 헤드의 적용은 그림 1에 나와 있습니다. 그림 1a에 표시된 것처럼 X53K 일반 수직 리프트 테이블 밀링 머신은 세로 피드 스크류 피치 P=6mm를 갖습니다. FW250 범용 인덱싱 헤드는 40개의 고정 개수를 가지며 표준으로 사용 가능한 기어 라이브러리가 장착되어 있습니다. 선택적인 기어 치 z는 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 및 100입니다[2]. 주 구동 기어는 수직 밀링 머신의 세로 나사 축 한쪽 끝에 설치되고, 구동 기어는 인덱싱 헤드의 꼬리쪽에 설치됩니다. 해당 변속비를 가진 기어 세트가 주 구동 기어와 피동 기어 사이에 걸려 있습니다. 기어 세트가 적절한 메시로 조정됩니다. 틈새를 없앤 후 인덱싱 헤드와 테일 측면에 브라켓을 고정한 상태로 고정합니다. 설치가 완료되면 수직 밀링 머신의 세로 나사가 작업대를 구동하여 세로 방향으로 이송됩니다. 동시에, 세로 나사와 통합된 주 구동 기어는 해당 변속비를 가진 기어 세트를 통해 인덱싱 헤드에 해당 회전 운동을 전달합니다. 인덱싱 헤드 클램핑의 회전에 따라 부품이 회전하여 선형 축과 회전 축의 동기 연결 처리를 실현합니다.
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a) X53K 수직 밀링 머신
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b) 인덱싱 헤드에는 행잉 기어가 장착되어 있습니다.
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c) 평면 캠 밀링
그림 1: 행잉 기어 가공을 갖춘 일반 수직 밀링 머신과 인덱싱 헤드의 응용 다이어그램
#03
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피스톤부 플랫 캠 리드면
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해양용 고출력 저속 디젤 엔진 배기 밸브 어셈블리의 공기 실린더 캐비티에 있는 실린더 피스톤은 정밀하게 움직이는 부품입니다. 피스톤은 실린더 압력의 작용에 따라 위아래로 회전합니다. 피스톤 단면의 캠 리드 표면은 피스톤과 접촉하는 가이드 로드의 움직임을 구동합니다. 피스톤의 회전 각도와 상하 이동 거리의 정확성은 배기 타이밍과 같은 기능에 매우 중요합니다. 피스톤 플랫 캠의 리드 표면(0 도 ~144.3 도)에 대한 처리 크기 요구 사항은 그림 2에 나와 있습니다. 플랫 캠은 내부 원이 R6{{인 엔드 링 보스 형태입니다. 10}}mm이고 외부 원은 R70mm입니다. 0도에서 시계 방향으로 나선형으로 위쪽으로 회전합니다(원주 R65mm 확장, 상승 각도 1.75도). 144.3도에 도달하면 후면 캠 표면에서 높이 5mm로 끝납니다. , 캠 표면 Ra=3.2μm의 표면 거칠기 값입니다. 부품 재질은 QT400입니다.
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a) 피스톤의 평면도
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b) 피스톤의 단면도
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c) 리드 표면 확장 다이어그램
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d) 피스톤 등각투영 도면
그림 2 특정 모델의 피스톤 평면 캠 표면 치수
#04
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캠 리드 표면 가공
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4.1 공정 준비
피스톤 캠 표면 밀링 공정 전 선삭 공정의 치수 요구 사항은 그림 3에 나와 있습니다. 선삭 공정은 이 기사에서 소개되지 않습니다.
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그림 3 피스톤 캠 표면 밀링 공정 전 선삭 공정의 치수 요구 사항
4.2 일치하는 기어의 계산 선택
(1) 캠 리드 L의 계산: 캠 표면 나선의 축방향 상승 360도에 해당하는 높이 거리가 캠 리드 L입니다. 그림 2c의 리드 표면 확장 다이어그램의 치수에 따르면, 캠 표면은 h=5mm 0도에서 144.3도까지 올라가고 이를 기반으로 캠 리드 L이 계산됩니다. 5/L=144.3/360에서 L=12.474(mm)를 얻을 수 있습니다.
(2) 변속비 i 계산 변속비 계산식 [2]는 다음과 같습니다.
i＝40t/L (1)
공식에서 i는 변속비입니다. 40은 인덱싱 헤드의 고정 수입니다. t는 공작 기계의 세로 나사 피치(mm)이고 X53K 수직 밀링 머신의 t는 일반적으로 6mm입니다. L은 캠 리드(mm)입니다.
공식(1)에 따르면, 계산 결과 i=40×6/12.474≒19.24가 나타납니다.
(3) 기어 톱니 수는 FW250 인덱싱 헤드가 장착된 옵션 기어 톱니 수와 변속비 요구 사항을 기준으로 계산됩니다. 기존 2세트(직접변속기 관련 주기어와 종동기어 1세트)에 따르면 4기어 구성에 따르면 변속비 19.24 요건을 충족할 수 없다. 설치공간과 브라켓 고정조건에 따라 6개 기어로 구성된 3그룹을 선택하여 구성합니다. 기어 변속비 계산식 [3]은 다음과 같습니다.
I＝z1z3z5/(z2z4z6) (2)
공식에서 I는 기어 변속비입니다. z1, z3, z5는 각각 각 활성 행잉 기어의 톱니이며 인덱싱 헤드의 표준 기어 톱니 중에서 선택하는 것이 우선순위입니다. z2, z4, z6은 각각 구동되는 행잉 기어의 잇수이며, 선택이 우선입니다. 인덱싱 헤드는 선택할 수 있는 기어 잇수를 기본으로 제공합니다.
식 (2)에 따르면 6개의 기어 치 분포로 구성된 3개 그룹의 변속기를 얻을 수 있습니다.
비율 I=90×80×70/(35×30×25)=19.2는 캠 리드에서 계산된 변속비 i(19.24)에 가깝습니다.
4.3 오류 확인
변속비 I{{0}}.2는 기어 치수 조건 선택에 따라 설계됩니다. 가정 리드 L=40×6/19.2=12.5(mm)는 식(1)을 사용하여 계산됩니다. 그러면 부품 캠 리드 표면 각도 144.3도에 따라 반대로 계산된 캠 리드 표면을 향한 높이 h{10}}.3×12.5/360=5.01(mm)이 가정되고, 도면에 필요한 크기에서 5mm의 오차는 0.01mm로 부품 크기 공차의 허용 요구 사항을 충족합니다.
4.4 실제 적용
피스톤 평면 캠 밀링이 인덱싱 헤드에 클램핑되면 인덱싱 헤드는 셀프 센터링 척으로 프로세스 스핀들을 클램핑하고 스핀들 회전 동심도 오차를 0.01mm 이하로 조정합니다. 피스톤 내부 구멍과 프로세스 스핀들에 피스톤을 배치하고 타이로드 볼트와 압력판 와셔를 사용하여 프로세스 맨드릴 끝에 있는 나사 구멍에 피스톤을 고정하고 조이고 다이얼 표시기를 사용하여 회전 상태를 확인합니다. 피스톤의 런아웃. 피스톤 캠 표면 밀링 기어는 그림 4에 나와 있습니다. 주 구동 기어 Z1과 Z2는 고정 브래킷에 있는 공작 기계의 세로 나사 끝에 설치됩니다. Z2는 Z1의 피동기어입니다. Z3 및 Z2는 동축 동기 기어입니다. Z3은 Z4와 Z2를 구동합니다. Z5와 Z4는 동축 동기 기어입니다. Z5는 인덱싱 헤드의 테일 측에 매달린 Z6 기어를 구동합니다(즉, 인덱싱 헤드 행잉 휠 샤프트를 구동). 이는 궁극적으로 인덱싱 헤드에 의해 고정된 부품의 회전 운동을 위한 가이드와 세로 피드를 형성합니다. 공작기계의 움직임. 스트로크 비율 사이의 관계는 공작 기계의 세로 이동 거리가 12.5mm이고 피스톤이 동시에 360도 회전한다는 것입니다. 공작 기계의 세로 이동 거리는 5.01mm이고 피스톤은 동시에 144.3도 회전합니다.
밀링 공구는 ø20mm 고속도강 엔드밀입니다. 절삭 매개변수는 절삭 속도 vc=23.55m/min, 스핀들 속도 n=375r/min, 이송 f=0.1mm/r입니다. 엔드밀의 축선과 피스톤의 중심선이 일치하도록 정렬합니다. 엔드밀의 측면 모서리를 캠리드면 하단(-5mm)에 놓고 공작기계의 세로이송봉을 오른쪽으로 돌려 피스톤 평면캠을 시동시킨다. 밀링의 선형축과 회전축이 동시에 처리됩니다. 공정은 황삭, 준정삭, 정삭으로 구분됩니다. 엔드밀 커터의 시작점은 리드면의 반경 방향으로 0도이고, 리드면의 축방향 위치는 -3.5mm로 계획됩니다(여유 1.5mm 남겨두기) ), -4.8mm(0.2mm의 여백을 남겨두기), -5mm까지 총 3단계의 밀링 가공이 이루어집니다. 각 작업 단계의 밀링이 완료된 후 밀링 커터는 축 방향으로 안전한 위치로 후퇴되고 공작 기계의 세로 이송은 이전 작업 단계의 시작 위치로 다시 반전됩니다. 기어 간극의 역방향 오차를 고려하여 각 역방향 복귀는 시작 위치를 초과합니다. 시작 위치에서 약 1회전 후 시작 위치로 전진 방향으로 복귀한 후 인덱싱 헤드 로커 핀을 뽑습니다. (인덱싱 헤드의 회전 운동이 매칭 기어의 구속에서 이탈, 즉 이탈됩니다. 공작 기계 테이블의 세로 방향 피드에서 연결 구속), 공작 기계를 세로 방향으로 수동으로 크랭크하여 해당 절삭량을 공급한 후 핀 연결 구속 기어가 삽입됩니다. 공구를 적절한 위치로 내린 후, 캠 리드면을 최종 사이즈로 가공할 때까지 이전 단계의 링키지 가공 공정을 반복합니다.
#05
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결론
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일반 수직 리프팅 테이블 밀링 머신과 행잉 기어 밀링 피스톤 캠 표면이 장착된 인덱싱 헤드의 가공 적용으로 420mm, 460mm 및 기타 보어 직경 해양 저속 고출력 디젤과 같은 MAN ES 특허 주 엔진의 가공 문제를 성공적으로 해결했습니다. 엔진 배기 밸브 실린더 피스톤 평면 캠은 작업장에서 기존 일반 공작 기계의 처리 기능을 최대한 활용하고 생산 장비 비용을 절감하며 작업장 생산 조직의 유연성을 높이고 우수한 제품 품질과 높은 출력 효율성을 달성합니다. 유사한 부품에 대해 일반 밀링 머신을 사용하면서 행잉 기어로 빠른 가공을 위한 참고 자료를 제공합니다.
